用一维光化学模型检验早期火星 H2-CO2 温室假说
地球与行星天体物理
2015-07-10 v1
摘要
Ramirez 等人(2014)近期的一项研究表明，由 1.3-4 bar 的 CO2 和 H2O 以及 5-20% 的 H2 组成的大气，可能使早期火星的全球年平均地表温度升至水的冰点以上。这样的温暖温度对于产生足以刻蚀古老火星河谷的降雨(或降雪)量似乎是必需的。本文中，我们利用对早期火星排气速率的最佳估计，结合一维光化学模型，评估 CO、CH4 和 H2S 向 CO2、SO2 和 H2 的转化效率。我们的排气估计假设火星曾像今天的地球一样，在其地壳与内部之间活跃地循环挥发分。还考虑了蛇纹石化作用和条带状铁建造沉积产生的 H2。在这些假设下，维持约 1-2% 体积浓度的 H2 是可以实现的，但达到 5% 的 H2 则需要额外的 H2 源或氢逃逸速率降至扩散极限以下。如果早期火星大气确实富含 H2，我们或许能在岩石记录中看到相关证据。本文提出的假说与好奇号火星车的新数据一致，这些数据显示盖尔陨石坑内夏普山附近存在一个长寿命湖泊的证据。该假说也与火星陨石的氧逸度测量结果一致，后者显示了地幔随时间逐渐氧化的证据。
引用
@article{arxiv.1507.02569,
title = {Testing the Early Mars H2-CO2 Greenhouse Hypothesis with a 1-D Photochemical Model},
author = {Natasha Batalha and Shawn D. Domagal-Goldman and Ramses Ramirez and James Kasting},
journal= {arXiv preprint arXiv:1507.02569},
year = {2015}
}
备注
23 pages, 9 figures, published Icarus