เราหมายถึงอะไรโดย "Outgassing" ในบริบทของธรณีวิทยาดาวเคราะห์?

ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ทั้งหมดมาจากก๊าซที่มีอยู่เมื่อระบบสุริยะก่อตัวขึ้นครั้งแรก ก๊าซเหล่านี้บางตัวเบามาก และปริมาตรส่วนใหญ่ที่มีอยู่บนดาวเคราะห์ดวงเล็กก็หลบหนีไปในอวกาศ บรรยากาศในปัจจุบันของดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน เช่น ดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร เกิดขึ้นผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการปล่อยก๊าซออก หลังจากที่ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้น ก๊าซก็ค่อยๆ ระบายออกจากภายใน

ประมาณ 5 พันล้านปีก่อน ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากกระเป๋าของก๊าซและฝุ่นที่นักดาราศาสตร์เรียกว่าเนบิวลาสุริยะ วัสดุส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมที่มีองค์ประกอบอื่นเล็กน้อย ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่กลายเป็นดาวก๊าซยักษ์ในที่สุด ทั้งดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน ดาวเสาร์ และดาวพฤหัสบดี มีแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งพอที่จะจับไฮโดรเจนและฮีเลียม ซึ่งเป็นก๊าซที่เบาที่สุด อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์ชั้นในมีขนาดเล็กเกินไปที่จะเก็บก๊าซเหล่านี้ในปริมาณที่มีนัยสำคัญ ตามที่มหาวิทยาลัย Vanderbilt บรรยากาศดั้งเดิมของพวกเขาบางมากเมื่อเทียบกับสิ่งที่พวกเขามีอยู่ในปัจจุบัน

จากข้อมูลของมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนน์ ดาวเคราะห์เริ่มต้นจากการเป็นก้อนวัสดุเล็กๆ ที่สะสมภายใต้แรงดึงดูดของแรงโน้มถ่วงร่วมกัน พลังงานของการชนกันหลายพันล้านครั้งทำให้ดาวเคราะห์ยุคแรกร้อนและเกือบจะเป็นของเหลว หลายล้านปีก่อนที่พื้นผิวของพวกมันจะเย็นตัวลงจนกลายเป็นเปลือกแข็ง หลังจากการก่อตัว ดาวเคราะห์บนพื้นโลกก็ปล่อยก๊าซ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ อาร์กอน และ ไนโตรเจนจากการปะทุของภูเขาไฟซึ่งพบได้บ่อยมากในช่วงหลายล้านครั้งแรกของพวกมัน ปี. แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่ใหญ่กว่านั้นแข็งแกร่งพอที่จะกักเก็บก๊าซที่หนักกว่าไว้ส่วนใหญ่ไว้ได้ ดาวเคราะห์ค่อยๆ สร้างชั้นบรรยากาศทุติยภูมิขึ้น

เชื่อกันว่าชั้นบรรยากาศในยุคแรกๆ ของโลกมีคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณมาก สิ่งนี้เป็นจริงสำหรับดาวศุกร์เช่นกัน อย่างไรก็ตาม บนโลกนี้ ชีวิตพืชและการสังเคราะห์ด้วยแสงได้เปลี่ยน CO2 เกือบทั้งหมดในชั้นบรรยากาศให้เป็นออกซิเจน เนื่องจากดาวศุกร์ไม่รู้จักสิ่งมีชีวิตใด ๆ บรรยากาศของมันจึงเกือบจะเต็มไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกที่รุนแรงและทำให้พื้นผิวของดาวเคราะห์ร้อนพอที่จะละลายตะกั่วได้ แม้ว่าภูเขาไฟบนโลกจะยังคงปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 130 ล้านตันในแต่ละปี แต่การมีส่วนร่วมของพวกมันในบรรยากาศ CO2 นั้นค่อนข้างน้อย

ชั้นบรรยากาศบนดาวอังคารนั้นบางมากเมื่อเทียบกับโลกและดาวศุกร์ ก๊าซของมันรั่วไหลสู่อวกาศเนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่อ่อนแอของดาวเคราะห์ ทำให้มีความดันพื้นผิวประมาณ 0.6 เปอร์เซ็นต์ของโลก แม้จะมีความแตกต่างนี้ องค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศบนดาวอังคารก็คล้ายกับของดาวศุกร์: มันคือคาร์บอนไดออกไซด์ 95 เปอร์เซ็นต์และไนโตรเจน 2.7 เปอร์เซ็นต์เทียบกับ 96 เปอร์เซ็นต์และ 3.5 เปอร์เซ็นต์สำหรับดาวศุกร์

แม้ว่าดาวพุธน่าจะผ่านช่วงเวลาแห่งการปล่อยก๊าซออกในช่วงต้นของประวัติศาสตร์ แต่ก็มีบรรยากาศที่น้อยมากในปัจจุบัน อันที่จริง แรงดันพื้นผิวของมันคือสุญญากาศที่ยากมาก ในฐานะที่เป็นดาวเคราะห์ภาคพื้นดินที่เล็กที่สุด การกักเก็บก๊าซในชั้นบรรยากาศทุกชนิดนั้นอ่อนแอ