类金星CO$_2$大气的等终局性
地球与行星天体物理
2026-05-07 v1
摘要
虽然地球将大部分碳以碳酸盐形式锁定在壳中，金星却将相当量的碳几乎完全以CO形式保留在大气中。在地球上，产生如此大量壳层碳酸盐的地质碳循环受生物、液态水和板块构造调节，它们共同在地质时间尺度上稳定了气候。金星目前缺乏所有这些过程。我们通过量化三条路径来测试金星巨大的CO大气是否是特定演化路径的标志：原始岩浆洋去气、停滞盖模式下的次生火山去气，以及气候失稳后壳层碳酸盐的再活动。使用耦合的气候-风化框架，我们发现过去宜居的金星可能以壳层碳酸盐形式储存了约20 bar的CO。在转变为失控条件后，壳层加热在数千万年内释放了这一储库。在具有MORB型地幔的停滞盖次生去气模型中，去气仅达到约25 bar CO，受限于地幔挥发分的渐进消耗。然而，类金星碳储量可通过以下方式实现：(i) 岩浆碳富集，(ii) 增加向地表的岩浆输送（高挤出率或高熔体产率），以及 (iii) 未去气碳回收到行星内部。原始岩浆洋去气可产生超过 bar的CO，但早期逃逸后保留的比例仍不确定。最终，类金星的巨大CO大气是一个等终局结果，并不能唯一诊断温和的过去。
引用
@article{arxiv.2604.25810,
title = {Equifinality of Venus-like CO$_2$ Atmospheres},
author = {Tereza Constantinou and Oliver Shorttle and Harrison Nicholls},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.25810},
year = {2026}
}
备注
Accepted for publication in MNRAS