Γιατί το υδρογόνο και το ήλιο δεν υπάρχουν στην ατμόσφαιρα της Γης;

Τα ελαφρύτερα αέρια κινούνται πιο γρήγορα από τα βαρύτερα. Επίσης, όσο πιο ζεστά είναι τόσο πιο γρήγορα κινούνται. Εάν η ταχύτητά τους είναι μεγαλύτερη από την ταχύτητα διαφυγής στο ανώτερο άκρο της ατμόσφαιρας και εάν δεν αναπηδηθούν από άλλα μόρια αερίου, απλώς θα πετάξουν στο διάστημα.

Το υδρογόνο και το ήλιο είναι τα πιο άφθονα στοιχεία στο γνωστό Σύμπαν.

 Ωστόσο, η έλλειψή τους στην ατμόσφαιρά μας οφείλεται, με απλά λόγια, στο ότι επιπλέουν στο διάστημα. Υπάρχουν δύο εμπειρικοί κανόνες εδώ. α) Όσο πιο μάζα είναι το μόριο ενός αερίου, τόσο μικρότερη είναι η μέση ταχύτητα σε μια δεδομένη θερμοκρασία. β) Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα ενός πλανήτη, τόσο μεγαλύτερη είναι η ταχύτητα διαφυγής του. 

Εκτός από τα πιο άφθονα, είναι και τα δύο ελαφρύτερα στοιχεία που βρίσκονται στο Σύμπαν. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο είναι ευκολότερο για το υδρογόνο και το ήλιο να διαφύγουν από την ατμόσφαιρα της γης παρά, για παράδειγμα, το διοξείδιο του άνθρακα. Εξηγεί επίσης γιατί οι τεράστιοι αέριοι γίγαντες όπως ο Δίας διατηρούν πολύ περισσότερα σωματίδια, ακόμη και τα ελαφρύτερα, στην ατμόσφαιρά τους από τη Γη. 

Η θερμοκρασία είναι επίσης πολύ σημαντική σε αυτή την περίπτωση. Πλανήτες που βρίσκονται πιο κοντά σε ένα αστέρι έχουν υψηλότερη μέση θερμοκρασία στα σωματίδια των ατμοσφαιρικών αερίων του και επομένως μεγαλύτερη πιθανότητα διαφυγής. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο το φεγγάρι του Κρόνου, ο Τιτάνας, που είναι σχετικά μικρότερο από τη Γη, μπορεί να διατηρήσει μια πυκνή ατμόσφαιρα λόγω της απόστασής του από τον Ήλιο. 

Είναι σημαντικό να σημειωθεί επίσης ότι, όπως έχουν υποδείξει ορισμένες απαντήσεις, το υδρογόνο και το ήλιο δεν είναι εντελώς κενά στην ατμόσφαιρα. Μερικοί ανέφεραν πώς παράγεται το υδρογόνο από την οργανική ύλη εδώ στη Γη και πώς παράγεται το ήλιο από ραδιενεργό διάσπαση, καλά όλα αυτά είναι σωστά, ωστόσο είναι λάθος να πούμε ότι αυτές οι μέθοδοι συμβάλλουν στις ατμοσφαιρικές ποσότητες των δύο αερίων.

 Το υδρογόνο που παράγεται από βιολογικά μέσα καταλήγει στην ατμόσφαιρα κυρίως ως οξυγόνο, νερό, άλλες ενώσεις όπως αμμωνία ή υδρογονάνθρακες. Το ήλιο που παράγεται από τη ραδιενεργή αποσύνθεση παγιδεύεται κυρίως σε πεδία φυσικού αερίου εντός του φλοιού. Ίχνη που φτάνουν στην ατμόσφαιρα χάνονται αμέσως στο διάστημα.

Paul Noel/quora.com

https://www.quora.com/Why-are-hydrogen-and-helium-not-present-in-the-Earth%E2%80%99s-atmosphere