冰厚度变化对冰质海洋世界中对流的调制效应
地球与行星天体物理
2023-08-25 v2
摘要
长期以来，在土卫二上观测到的冰厚度变化能否仅由极区放大的底部加热维持一直是个谜。该问题的关键在于理解对流羽流的上传热量传输如何被冰厚度变化引起的冰下温度和盐度变化所干扰，然而这一点尚未被探索。本文通过尺度分析发现，冰地形诱导的水平温度变化可轻易比底部加热诱导的垂直温度变化大数个量级。由于水平温度梯度占主导，对流羽流被薄冰下方由斜压调整形成的层结层完全抑制，大幅减缓了垂直示踪物传输。该层结层还会将几乎所有核生成的热量偏转至冰壳较厚区域，破坏冰厚度梯度。这些结果使我们能对土卫二的核生成热量给出上限，这对宜居性评估至关重要。本文推导并检验了底部热流通透层结的尺度律。该尺度律可用于约束冰卫星上由非均匀底部加热诱导的最大冰厚度变化，从而区分在冰壳中产生大部分热量的冰卫星与在硅酸盐核中产生大部分热量的冰卫星。
引用
@article{arxiv.2307.09559,
title = {The modulation effect of ice thickness variations on convection in icy ocean worlds},
author = {Wanying Kang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.09559},
year = {2023}
}