地球极区外流从中太古宙至现今的演化
地球与行星天体物理
2020-08-25 v1 空间物理
摘要
地球上宜居条件的发展与其大气的演化紧密相关，而大气演化深受大气逃逸的影响。我们研究了来自开放磁力线束的极区离子外流，这是现代地球主导的逃逸机制。我们进行了直接模拟蒙特卡洛（DSMC）模拟，并在假设现今大气组成的条件下，估算了从三十亿年前（Ga）至今地球开放磁力线束逃逸率的上限。我们还进行了两次额外的模拟，其中氧气的混合比分别降低为1%和15%，以考虑大氧化事件（GOE）之后的条件。我们估算了三十亿年前由极区外流引起的氧气和氮气的最大损失率分别为 s 和 s。总的累积质量损失分别相当于现代大气质量的39%（氧）和10%（氮）。根据我们的结果，在所考虑的时间段内主导极区外流的主要因素是太阳XUV辐射的演化和大气组成。地球磁场的演化起着较次要的作用。我们得出结论，尽管具有现今组成的大气能够承受极区外流造成的逃逸，但在3.0至2.0~Ga之间较高水平的CO很可能是必要的，以降低逃逸。
引用
@article{arxiv.2008.10337,
title = {Evolution of the Earth's Polar Outflow From Mid-Archean to Present},
author = {K. G. Kislyakova and C. P. Johnstone and M. Scherf and M. Holmström and I. I. Alexeev and H. Lammer and M. L. Khodachenko and M. Güdel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10337},
year = {2020}
}
备注
14 pages, 6 figures, published by JGR Space Physics