极限循环与火星气候历史

流冲纹特征和液态水的存在证据表明，火星过去曾是更温暖潮湿的。然而，气候模型一直无法在年轻火星的微弱太阳下产生温暖条件。一些模型借助厚厚的温室大气产生持续温暖条件，但另一些则认为，可用地质证据的数据更一致于火星在otherwise寒冷时期经历短暂和瞬态的温暖事件。一种可能的调和方案是，早期火星经历气候极限循环，导致气候在短暂的温暖期和长期的冰期之间振荡，由于温室气体调制（碳酸盐-硅酸盐循环）而引起。本研究表明，Noachian 期和 Hesperian 期期间的间歇性极限循环提供了解释火星河谷特征（4.1-3.5 Ga）和三角洲特征（3.3-3.0 Ga）形成时机和机制的假设性解释。我们计算了火星完整历史的时间前进轨迹，采用能量平衡气候模型，包括活跃的碳酸盐-硅酸盐循环、太阳主序迭代导致的辐射变化、火星偏振率的变化，以及除二氧化碳之外的额外温室气体的辅助加热。这些计算表明，涉及间歇性极限循环的火星气候历史是可行的，可在 4.1-3.5 Ga 形成河谷网络以及 3.3-3.0 Ga 形成三角洲特征，穿插着寒冷稳定气候，并于晚期阿巴尼亚进入二氧化碳凝结 regime 结束。该示意气候轨迹为与可用地质数据相符的合理叙事，进一步的研究应考虑火星气候的加热机制是否可能由碳酸盐-硅酸盐极限循环驱动的间歇性瞬态事件。