中文

蓝色弹珠,停滞盖:动态地形能否避免水世界?

地球与行星天体物理 2022-05-16 v1

摘要

湿润岩石系外行星上的地形可将陆地抬升至海平面之上。尽管陆地高程是许多复杂过程的产物,但任何地球动力学活跃行星上的大尺度地形特征都是其表面之下对流地幔的表达。这种所谓的“动态地形”无论行星的构造体制或火山作用如何都存在;在若干假设下,其振幅可通过对流数值模拟作为地幔瑞利数的函数进行估计。我们利用具有温度依赖黏性的二维对流模型,发展了停滞盖行星上动态地形的新标度关系。这些标度被应用于一维热演化模型,以探索在广阔参数空间中动态地形如何随系外行星可观测量变化。动态地形振幅被转换为海洋盆地容量,即淹没整个表面所需的最小水体积。假设水储量为恒定行星质量分数,盆地容量随行星质量的增长比水量本身更缓。我们发现,在最有利的热状态下,仅动态支撑的地形就足以在具有高达约其质量 10410^{-4} 倍表面水储量的地球大小停滞盖行星上维持水下陆地。通过仅考虑在地球上具有约1公里振幅的动态地形,这些结果代表了真实海洋盆地容量的下限。我们的工作表明,确定性地球物理建模可揭示低质量行星陆地倾向的变异性。

关键词

引用

@article{arxiv.2201.05636,
  title  = {Blue marble, stagnant lid: Could dynamic topography avert a waterworld?},
  author = {Claire Marie Guimond and John Rudge and Oliver Shorttle},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05636},
  year   = {2022}
}

备注

33 pages, 9 figures, submitted to The Planetary Science Journal