利用耦合大气-岩浆-地幔-核模型探究金星热力学历史、板块构造演化与核动力学

我们采用耦合的二维太阳-大气-岩浆-地幔-核模型模拟金星的演化过程，以预测当前无法观测的特征及喷发质量通量。我们识别出四种不同的演化路径，这些路径同时匹配大气中水和二氧化碳的丰度以及缺乏核心电动机。这些情景特征为：I）普遍呈单调冷却，II） mantle熔岩分数较低，金星的火山活跃阶段正在结束，III）内核较小，IV）内部性质的振荡。通过随机森林分类，我们确定区分这些类型的关键参数为：初始mantle水含量、mantle粘度、脱水硬化强度、喷发效率以及核熔点。在每种可能的历史情景中，金星保持至少一个地球海洋大小的水量在其mantle中，并仍然在今天保持火山活跃。金星缺乏当前的地动力学，使得在我们参数扫描中允许初始内核较大的热力学历史。我们在88%的合理历史情景中发现，金星曾拥有过磁场。结果强烈否定近期高喷发率估计的值，但与较低估计值一致。当前的表面重建估计也strongly否定低熔岩情景，暗示金星并非近乎火山“死亡”。这些预测可被测试，模型也可用于天体物理学中预测类星体的性质。