Warum hat der Mond keine Atmosphäre ?

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Christoph Prall
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Warum hat der Mond keine Atmosphäre ?

Beitrag von Christoph Prall » 15. Dez 2004, 07:09

Hallo Leute,

"Warum hat der Mond keine Atmosphäre ?"

Diese Frage sollen wir gerade in den Physik
Übungen an meiner Uni lösen.
Stimmt diese Aussage überhaupt,
und wenn ja ist die Antwort so trivial, dass der
Grund in der geringen Anziehung des Mondes liegt ?
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Dennis Pelzer
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Beitrag von Dennis Pelzer » 15. Dez 2004, 07:44

Das hat mit der sogenannten Entweichgeschwindigkeit zu tun. Diese hängt von der Masse des entsprechenden Moleküls (H2 O2...) und der Anziehungskraft (Masse) des Körpers ab.
Wenn diese Geschwindigkeit vom Gasmelekül überschritten wird ist es weg.
Beim Mond reicht da schon ein bisschen thermische Energie und schon würde sich jede Atmospäre in den Weltraum davon machen.
Na genaue Formel kann ich dir jetzt nicht bieten, schreib gleich selbst ne Klausur (Erdfernerkundung), aber wenn ich mir das so überlegen, müsste das sogar mit der Fluchtgeschwindigkeit (2 kosm.) zusammen hängen.

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Beitrag von jens.hackmann » 15. Dez 2004, 08:56

hallo zusammen,

*mal den physiker raushängen lass* ;)
dennis hat es schon richtig gesagt. der mond hat zu wenig masse, um eine atmosphäre an sich gebunden zu halten. daher haben alle kleinen planeten (merkur, mars, pluto) entweder keine oder nur eine sehr dünne atmosphäre. wie dennis auch richtig geschrieben hat, hängt das mit der fluchtgeschrindigkeit eines himmelskörpers zusammen. diese lässt sich leicht herleiten aus der beziehung zwischen der gravitationskraft
F(grav)= (G*m*M)/r²
G= gravitationskonstante 6,67*10^-11 m³/kg*s², m= Probemasse, M= masse des himmelskörpers, r= radius himmelskörper

das ganze muss man jetzt irgendwie verwurschteln mit der kinetischen energie der masse, die das gravitationspotential des himmelskörpers verlassen soll:
E(kin)= 1/2*m*v²

so. um von der gravitationskraft auf das gravitationspotential zu kommen, muss man den obenstehenden schlunz integrieren und dann kommt man auf:
E(grav)=(G*m*M)/r

jetz kann man das gleichsetzen und am ende steht folgendes dort:

v²=(2*G*M)/r --> v= sqrt((2*G*M)/r)

man sieht also, dass die fluchtgeschwindigkeit nicht von der bewegten masse abhängt, sondern nur von der masse des himmelskörpers und dem radius. für die erde kommen da 11130 m/s raus, was die berühmten 40000 km/h sind, die eine rakete draufhaben muss, um den schwerebereich der erde verlassen zu können.
für den mond ergeben sich 1680 m/s (6047 km/h). das ist enorm weniger undda zeigt sich, dass etwaige atmosphäremoleküle leichtes spiel haben, dem mond zu entweichen. zwar bringen die nicht eine derartige geschwindigkeit auf, aber durch thermische enrgie der sonne würden konvektionen entstehen, die die atmosphäre aufwirbeln und ins all entweichen lassen würden.

so das reicht, genug zahlen und formeln am morgen. wie komm ich eigentlich dazu?? ;)
ich hoffe ich konnte dir helfen.

grüsse

jens (kopfgeist)

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Robert Wagner
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Beitrag von Robert Wagner » 15. Dez 2004, 08:56

Hallo Christoph,

http://de.wikipedia.org/ weiss noch ein bisschen was dazu, hängt zwar nicht unmittelbar mit der Beantwortung Deiner Frage zusammen, ist aber ganz interessant:
Der Mond hat keine Atmosphäre im eigentlichen Sinn, sondern nur eine Exosphäre. Sie besteht zu etwa gleichen Teilen aus Helium, Neon, Wasserstoff sowie Argon und hat ihren Ursprung in eingefangenen Teilchen des Sonnenwindes. Ein sehr kleiner Teil entsteht auch durch Ausgasungen aus dem Mondinneren, wobei insbesondere 40Ar, das durch Zerfall von 40K im Mondinneren entsteht, von Bedeutung ist. Interessanterweise wird ein Teil dieses 40Ar aber durch das im Sonnenwind mittransportierte Magnetfeld wieder auf die Mondoberfläche zurückgetrieben und in die oberste Staubpartikelschicht implantiert. Da 40K früher häufiger war und damit mehr 40Ar ausgaste, kann durch Messung des 40Ar/36Ar-Verhältnisses von Mondmaterial bestimmt werden, zu welcher Zeit es in der obersten Schicht des Mondregoliths lag. Es besteht ein Gleichgewicht zwischen den eingefangenen Atomen und dem Verlust durch temperaturbedingtes Entweichen.
Viele Grüsse,
Robert
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Christoph Prall
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Beitrag von Christoph Prall » 16. Dez 2004, 07:11

Hallo Leute,

DANKE für eure Antworten .....
Genau sowas hatte ich mir ja schon gedacht.
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