地球与金星大气氮的演化

氮是地球大气中最常见的元素，并且似乎在地幔中也大量存在。然而，其在这两个储库之间的长期循环仍知之甚少。本文评估了一系列可能随时间导致地球表面与内部之间氮交换的生物和非生物机制。在太古宙，生物固氮很可能受到养分和/或电子受体限制的强烈制约。非生物固氮在强还原性大气中变得高效，但仅当温度超过约 1000 K 时。因此，如果 30-35 亿年前大气 N2 水平确实与今天一样低，那么地球地幔中的大部分氮必定是在冥古宙就位的，最可能是在地表处于熔融状态的时期。与地球相比，金星大气中升高的氮含量可以通过一种失水氧化还原泵机制非生物地解释，在该机制中，H2O 光解及随后氢向太空逃逸所释放的氧氧化了地幔，导致氮的脱气增强。这一机制对于理解其他金星挥发物的分配以及系外行星的大气演化具有启示意义。