Нетепловая диссипация, экзогенные источники и "первичные" инертные газы в атмосферах планет

• Автор: Павлов, Анатолий Константинович
• Шифр специальности: 01.03.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 137 c. : ил

В в e Глава
Глава
Глава
Глава

д е н и е
1. Обзор литературы
§1.1 Экспериментальные данные
§1.2 Модели происхождения инертных газов в атмосферах
2. Эволюция "первичных инертных газов под действием экзогенных источников и диссипации солнечным
ветром в атмосфере Марса
§2.1 Экзогенные источники
§2.2 Диссипация инертных газов из атмосфер
3. Влияние экзогенных источников и нетепловой диссипации на эволюцию атмосферных газов (И/ ,0, Не )
Марса и Меркурия
§3.1 Изотопный состав N , О , С в атмосфере Марса и выводы относительно эволюции его атмосферы.58 §3.2 Нетепловая диссипация и экзогенные источники
в атмосфере Меркурия
4.1 Модель происхождения "первичных" инертных газов в атмосферах планет земной группы
§4.1 Межпланетная пыль - источник "первичных" инертных газов в атмосферах планет земной группы
и
§4.2 Диссипация /ке и (г из атмосфер на ранних
стадиях эволюции
§4.3 Оценка параметров модели при больших скоростях диссипации
3 *■*

Заключение
Основные результаты и выводы
Приложение
Список цитируемой литературы

В пооледние года резко возрос интерес к проблеме происхождения и эволюции планетных атмосфер. Это связано прежде всего с получением новых экспериментальных данных, полученных с помощью советских и американских автоматических межпланетных станций, относительно состава атмосфер Марса, Венеры и Меркурия, которые не могли быть объяснены в рамках старых представлений и вызвали появление целого ряда новых моделей происхождения атмосфер планет земной группы.
Интерес к этой проблеме объясняется также ее тесной связью с такими фундаментальными проблемами, как образование планет, и происхождение и развитие жизни на Земле, эволюция климатических условий на планетах. Возможность объяснения наблюдаемого состава атмосфер в рамках различных моделей происхождения планет земной группы является важным критерием их правильности.
Особое место во всех моделях происхождения и эволюции атмосфер занимает вопрос происхождения и эволюции "первичных" инертных газов /Уе , 31 А*-ч V, Кг и Хе . это связано о тем, что содержание этих газов в атмосфере не изменяется за счет действия известных геохимических процессов или распада радиоактивных элементов. Обычно предполагается также, что из-за большой массы на них не действуют процессы диссипации из верхней атмосферы. Имеется также относительно много данных о содержании, элементном и изотопном составе этих газов в других объектах: солнечном ветре, лунных породах, различных классах метеоритов. Поэтому в различных моделях на основе предположения о "консервации" этих газов в атмосферах и данных об их современном количестве и

полярных районов о двумя характерными периодами Т = 10 лет и

Т = 10 лет (см.рис,I). Основной причиной таких колебаний является изменение инсоляции полярных областей, связанное с изменением наклона оси вращения планет по отношению к плоскости эклиптики (амплитуда колебаний от 15 до35 градусов при современном значении 25°). Это приводит к сильным изменениям температуры в полярных районах и вымораживанию или высвобождению С02 из полярных шапок. Расчеты проведенные Туном с соавторами и Фенейлом (йз^б] показывают, что давление в периоды низких температур может падать до ОД те при современном значении 6 .В работе [43] был проведен учет влияние на колебания массы атмосферы С02 возможно адсорбированного в реголите и показано, что это приводит к уменьшению максимальных значений давления (р £ 30*,ё) из-за невозможности быстрого высвобождения больших масс С02 связанных в реголите. Однако для периодов низких температур выводы не изменяются, так как в этом случае давление С02 контролируется массивными полярными шапками. Следует заметить, что точность расчетов моделей увеличивается, по мнению авторов, для интересующих нас периодов низких температур, так как резко уменьшается влияние наиболее трудно учитываемого фактора - адвективного переноса тепла от экватора к полюсам (мала масса атмосферы).
Независимым подтверждением существования периодов с низким давлением является наличие в полярных районах слоистых структур, обычно связываемых с периодическим образованием в прошлом больших полярных шапок [36]#
Численные расчеты по формуле (2.13), проведенные нами с учетом изменения массы атмосферы А/к) - принималось согласно работе УЗ] и предполагая, что А; , /у не менялись во времени, показали, что равновесные значения содержания А/е и