撞击后世界的还原性大气：早期地球

撞击可能对早期地球的大气化学产生了显著影响。撞击体中的还原相（如金属铁）可将行星的H$_2$O储量还原，产生富含H$_2$的巨量大气。虽然以往研究关注此类情景中撞击体与大气的相互作用，我们研究了另外两个效应：1）撞击体的铁储量在撞击过程中于目标体内核、目标大气和逃逸出目标体之间的分配；2）撞击后大气与撞击生成的熔融相之间的相互作用。我们发现这两个效应可能相互抵消，熔融相与大气的相互作用将初始被熔融相吸积的还原能力重新赋予大气。对于一个$\sim10^{22}\,\mathrm{kg}$的撞击体，当熔融相吸积的铁可完全用于还原该熔融相时，我们得到平衡大气的H$_2$柱密度$\sim10^4\,\mathrm{moles\,cm^{-2}}$（$p\mathrm{H2}\sim120\,\mathrm{bars}\mathrm{,}~X_\mathrm{H2}\sim0.77$），与先前估计一致。然而，当铁不可用于还原熔融相时（例如以大直径团块下沉），我们发现H$_2$显著更少（$7\times10^2-5\times10^3\,\mathrm{moles\,cm^{-2}}$，$p\mathrm{H2}\lesssim60\,\mathrm{bars}\mathrm{,}~X_\mathrm{H2}\lesssim0.41$）。这些较低的H$_2$丰度足够高，使得对前生物化学重要的物种能够形成（如NH3、HCN），但又足够低，从而抑制了与高度还原大气相关的、对此类化学有害的温室加热效应。铁被撞击生成的熔融相吸积的方式，对于决定撞击后大气和再固化熔池的还原能力至关重要。