长期行星宜居性与碳酸盐-硅酸盐循环
地球与行星天体物理
2018-05-28 v1
摘要
系外行星的潜在宜居性传统上通过确定其轨道是否落在恒星的周星‘宜居带’内来评估，该带被定义为行星表面水可保持液态的距离（Kopparapu et al., 2013）。传统上，这些界限由辐射-对流气候模型确定，用于预测用户在指定温室气体水平下的地表温度。该方法忽略了所提出化学丰度的（生物）地球化学合理性的关键问题。二氧化碳是地球大气中调节行星温度最重要的温室气体，其长期浓度由火山脱气与通过化学风化和沉积封存CO2之间的平衡控制，并受海洋化学、环流和生物（微生物）生产力的调节。我们建立了一个包含地球短期和长期生物地球化学碳循环关键方面的模型，以探索由于行星大小和恒星辐照度变化引起的CO2温室效应的潜在变化。我们发现，在较大行星上全球地形、构造和水文循环的假定变化导致在给定入射通量下成比例更高的地表温度。对于0.5至2 R_earth的行星，这些变化的影响导致全球平均地表温度偏差高达20 K，这表明在未来的行星宜居性研究中必须考虑这些关系。
引用
@article{arxiv.1805.06943,
title = {Long Term Planetary Habitability and the Carbonate-Silicate Cycle},
author = {Andrew J. Rushby and Martin Johnson and Benjamin J. W. Mills and Andrew J. Watson and Mark W. Claire},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.06943},
year = {2018}
}
备注
31 pages, 5 figures, 1 table. Accepted for publication in Astrobiology