用耦合气候-内部模型研究早期地球蒸汽大气的演化与光谱响应

地球早期大气的演化以及地球上宜居条件的出现，与早期哈迪斯纪（4 至 4.5 Ga）岩浆洋阶段的发育和持续时间错综复杂地耦合在一起。本文中，我们处理岩浆洋时期蒸汽大气的演化。我们使用逐线辐射传输代码 GARLIC 获得出射长波辐射。我们的研究表明，由脱气形成的纯 H$_{2}$O 大气将岩浆洋寿命延长至数百万年。给出了热辐射作为岩浆洋固化时间函数的关系。我们应用大气化学平衡研究了高温下 H$_{2}$O 热解离的影响，这在岩浆洋早期导致了 H$_{2}$ 和 O$_{2}$ 的形成。观察到 OLR 减少了 1-6%。我们还通过计算整个岩浆洋时期的透射光谱获得了大气的有效高度。对于纯水大气，观察到约 100 km 深度的大气。也给出了热解离对大气有效高度的影响。由于不同高度吸收行为的差异，H$_{2}$ 和 O$_{2}$ 的光谱特征出现在大气的不同高度。因此，这些物种与 H$_{2}$O 一起对透射光谱有显著贡献，并可用于对岩浆洋系外行星施加观测约束。