类地行星气候的碳酸盐-硅酸盐循环预测及宜居带概念的检验

Owen R. Lehmer; David C. Catling; Joshua Krissansen-Totton

doi:10.1038/s41467-020-19896-2

类地行星气候的碳酸盐-硅酸盐循环预测及宜居带概念的检验

地球与行星天体物理 2020-12-03 v1 大气与海洋物理

作者: Owen R. Lehmer , David C. Catling , Joshua Krissansen-Totton

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摘要

在传统的宜居带(HZ)概念中,CO $_{2}$ -H $_2$ O温室效应维持了地表液态水。通过水介导的碳酸盐-硅酸盐风化循环,大气CO $_2$ 分压(pCO $_2$ )对地表温度变化作出响应,在地质时间尺度上稳定气候。我们表明,这种风化反馈应当在宜居带内类地行星的pCO $_2$ 与入射通量之间产生对数线性关系。然而,由于地球物理和物理化学参数(如风化陆地面积和CO $_2$ 脱气通量)可能变化,该趋势存在离散。利用耦合气候与碳酸盐-硅酸盐风化模型,我们量化了整个宜居带内pCO $_2$ 随轨道距离的 likely 离散程度。由该弥散性,我们预测了宜居带内入射通量与pCO $_2$ 的二维关系,并表明至少可通过83个( $2{\sigma}$ )类地系外行星观测检测到它。若观测到的类地系外行星较少,则由此关系检验宜居带假说可能较为困难。

关键词

宜居带碳酸盐-硅酸盐循环风化反馈 CO$_2$分压类地系外行星气候建模

引用

@article{arxiv.2012.00819,
  title  = {Carbonate-Silicate Cycle Predictions of Earth-like Planetary Climates and Testing the Habitable Zone Concept},
  author = {Owen R. Lehmer and David C. Catling and Joshua Krissansen-Totton},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2012.00819},
  year   = {2020}
}

备注

Published 12/1/2020 in Nature Communications. The supplemental data and code referenced in this work are available from the Nature Communications website (see DOI below) or by email from the authors

类地行星气候的碳酸盐-硅酸盐循环预测及宜居带概念的检验

摘要

关键词

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