A Lua não tem atmosfera

 

Por que a Lua não tem atmosfera?

Jogue alguma coisa para cima. Ela subirá, mas logo começará a cair, acabando no chão. Se você jogar com uma velocidade inicial muito grande, essa coisa subirá mais, mas acabará se estatelando no chão.

Esse menino jogou uma bola para cima; ela logo cairá no chão de volta. A menos que a velocidade com que a bola foi jogada tenha sido maior do que 11 km/s.

Entretanto, se você jogar alguma coisa em qualquer direção, desde que não seja para baixo, com uma velocidade maior do que aproximadamente 11 quilômetros por segundo (km/s), ou cerca de 40.000 km/h, essa coisa irá se afastar da Terra indefinidamente. Nunca mais voltará!

Mas o que isso tem a ver com a ausência de atmosfera da Lua?

A atmosfera é composta de vários tipos de gás. A atmosfera da Terra é formada por 80% de nitrogênio, uns 20% de oxigênio, cerca de 1% de argônio, perto da metade disso de água, 0,04% de gás carbônico e uma coleção de muitos outros gases em menores quantidades.

As partículas desses gases estão em movimento, batendo umas nas outras o tempo todo. Algumas andam mais rapidamente e outras, mais devagar. Pr causa das batidas, elas estão o tempo todo variando suas velocidades. Se por acaso uma dessas partículas estiver bem alto na atmosfera, sua velocidade for maior do que 11 km/s e ela não bater em nenhuma outra, ela escapará da Terra e irá embora definitivamente.

Ou seja, a Terra perde atmosfera o tempo todo: cerca de 60 mil toneladas da atmosfera vão embora a cada ano.  Se fosse só isso, levaria vários bilhões de anos para que toda atmosfera fosse embora. Mas tem outros efeitos; a água sobre a Terra e os vulcões produzem gases que vão para a atmosfera (não são os mesmos gases nas mesmas proporções).

Como a gravidade na Lua é menor, porque ela é menor do que a Terra, a velocidade de escape também é menor, cerca de 2,4 km/s. Assim, é bem mais provável que as partículas de uma eventual atmosfera da Lua escapem e nunca mais voltem para ela. Em outras palavras, a força da gravidade na Lua é insuficiente para segurar uma atmosfera.

Há outros efeitos responsáveis pelo fato que a Lua não tem uma atmosfera, mas o escape por causa da velocidade das partículas é o mais importante.

Se você gosta de contas

Se você quiser um pouco mais de detalhe, anote: a velocidade com que uma coisa, quando atirada em uma direção que não seja para baixo, é chamada velocidade de escape. Ela depende da massa do objeto espacial planeta, lua etc.) e é dada p

onde G é a chamada de constante da gravitação universal e vale aproximadamente 

 e r é o raio do planeta (ou lua ou qualquer outra distribuição de massa esférica). Se você substituir os valores para a Terra, massa 5,97×10²⁴ kg e raio 6400 km, você encontrará aqueles 11 km/s para o valor da velocidade de escape da Terra.