lava 行星不存在失控温室限制
地球与行星天体物理
2025-05-19 v1
摘要
天体气候中的气候过渡为理解支配行星 habitability 的大气过程提供了宝贵的见解。先前的纯蒸汽大气模型显示出一种长波辐射的热力学限制，曾被用于界定经典宜居区的内边缘，并指导面向识别和表征潜在宜居世界的天文观测。我们在先前模型的基础上进行扩展，考虑(i) volatiles溶解于地幔下方的岩浆洞穴中，(ii)更广泛的挥发性成分范围，包括HO、CO、CO、H、CH和N，以及(iii)基于表面温度和地幔氧化态的平衡化学。我们发现，位于部分或完全熔融地幔上方的多组分大气（来自外星大气逸出）并不呈现纯蒸汽模型所特有的热辐射限制，从而动摇了关于失控温室限制的常规观念，挑战了将其用于定义基于辐照的宜居区的常规方法。我们的结果表明，大气向太空的热量散失强烈取决于底部行星地幔的氧化状态和熔融状态，通过这些因素对大气平衡成分产生显著影响。这表明存在气候演化的滞后效应：最初处于熔融状态并冷却的行星，不会收敛到由固化后受外部辐照加热的行星所处的同一气候体制。稳态模型无法恢复气候过渡，相反需要对大地质时间尺度上耦合反馈过程（大气-地幔）进行自洫演化建模。
引用
@article{arxiv.2505.11149,
title = {Absence of a Runaway Greenhouse Limit on Lava Planets},
author = {Iris D. Boer and Harrison Nicholls and Tim Lichtenberg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.11149},
year = {2025}
}
备注
Accepted for publication in ApJ