碳酸盐-硅酸盐循环引起的早期火星气候周期性变化

几十年来，科学家们一直试图解释早期火星流水活动的证据，但尚未就其产生机制达成共识。一种假说认为早期火星被浓厚的温室大气所温暖。另一种假说认为早期火星普遍寒冷，但偶尔因撞击或火山活动增强期而变暖。后一种假说难以产生形成火星谷地所需的降雨量，但与推断出的相对于地球较低的化学风化率相一致。在此，我们提供了一种可能在早期火星上引发冰川期与间冰期交替循环的地球物理机制。我们的模型产生了剧烈的气候周期，其中漫长的冰川作用期被持续长达 10 Myr 的温暖期所打断，这比其他间歇性变暖模型生成的温暖期长得多。这种循环的发生是因为恒星辐射较低，且 CO2 去气速率无法跟上硅酸盐风化消耗 CO2 及随后碳酸盐沉积的步伐。虽然在我们的模型中 CO2 本身无法使早期火星脱离冰川状态，但我们假设由火星还原性地壳和地幔去气的大量 H2 增强了温室效应。我们的假说可以通过未来更好地确定谷地形成时间尺度的火星探索来检验。