行星热历史模型中的分层不确定性：对假说判别与宜居性建模的启示

关于地球冷却历史已提出多种假说/模型。地外生命搜寻使这些模型焕发光彩，因为它们关联到生命可利用的两大能量源之一。由于缺乏不确定性分析，判别不同地球冷却模型的能力，以及采用此类模型辅助评估行星宜居性的效用，均受阻碍。这促使我们对已应用于地球的一系列热历史模型进行分层不确定性分析。该分析评估了耦合的模型输入、初始条件以及结构不确定性。分层模型不确定性，连同数据不确定性与多重工作假说（另一种不确定性形式），意味着即便模型是确定性的，结果也必须以概率意义进行评估。对于地球冷却历史，不确定性导致歧义——基于不同假说的多个模型均可匹配数据约束。这对使用此类模型预测与地球特征相似但比地球更古老的系外行星的条件具有启示，即它对建模类地行星的长期生命潜力具有启示。即便对我们所知最像地球的行星——地球本身，模型不确定性与歧义也导致很大的预测散布。鉴于此来自数据约束最多的行星，我们应对一般类地行星模型的更大散布有所预期。分层不确定性方法可通过将行星冷却模型与气候模型耦合并在其间传播不确定性来扩展，从而以概率而非二元的视角评估宜居性。