停滞盖地球的宜居性
地球与行星天体物理
2017-09-13 v1
摘要
板块构造是地球宜居性的基本组成部分。然而，它是否是环绕其他恒星的类地天体的普遍特征，还是地球所独有，尚不清楚。停滞盖可能是此类天体上最常见的构造表现形式。为了理解停滞盖行星是否能够宜居，即表面是否存在液态水，我们模拟了一颗缺乏板块构造的类地行星的地幔热演化、HO和CO的火山脱气以及由此产生的气候。我们使用一维参数化对流模型来模拟4.5 Gyr内部分熔融生成以及HO和CO大气的积累。然后，我们采用一维辐射-对流大气模型来计算全球平均大气温度以及宜居带（HZ）的边界。内部演化特征表现为初始产生大量部分熔融，并伴随HO和CO的快速脱气。在1 au处，获得的温度通常允许表面在几乎整个演化过程中存在液态水。虽然宜居带的外边界主要受脱气CO量的影响，但内边界呈现出更依赖于两种气体分压的复杂行为。在1 au处，所考虑的停滞盖行星将被视为宜居。演化结束时宜居带的宽度，尽管受脱气CO量的影响，但可能根据脱气HO储量的大小以非单调方式变化。我们的结果表明，停滞盖行星在地质时间尺度上可以宜居，并且内部演化、火山脱气和伴随气候的联合建模对于稳健表征行星宜居性是必要的。
引用
@article{arxiv.1707.06051,
title = {The habitability of a stagnant-lid Earth},
author = {N. Tosi and M. Godolt and B. Stracke and T. Ruedas and J. L. Grenfell and D. Höning and A. Nikolaou and A. -C. Plesa and D. Breuer and T. Spohn},
journal= {arXiv preprint arXiv:1707.06051},
year = {2017}
}