土卫六的过去与未来：纯氮大气的三维建模及其地质意义
地球与行星天体物理
2015-06-22 v1
摘要
若干线索表明，土卫六的大气在其历史的某个时期（可能近至 0.5-10 亿年前）曾发生过甲烷耗尽，未来也可能再次发生。在这些条件下，大气将仅由氮气组成，且温度和压力范围允许液态或固态氮凝结。在此，我们利用包含氮循环和氮云辐射效应的三维全球气候模型 (GCM)，探讨了土卫六历史上这些奇特的气候状况。研究表明，在过去十亿年中，仅应形成小型的极地氮湖。然而，在 10 亿年前，大部分大气可能已经凝结，形成深厚的极地氮海，这些氮海可能流动并淹没赤道区域。另一种可能是，氮像在海卫一上一样冻结在地表，但这要求 40 亿年前的初始地表反照率高于 0.65。如果氮冰的反照率高于此值，这种状态甚至可能稳定至今。根据我们的模型，氮流和降雨可能有效地侵蚀了地表。因此，我们可以推测，古氮循环可能解释了土卫六地表的侵蚀和年龄，并可能形成了部分现有的河谷网络和海岸线。此外，通过液态氮在地壳中的扩散，古氮循环可能是极地地区扁平化的原因，也是土卫六甲烷脱气的起源。
引用
@article{arxiv.1407.1791,
title = {Titan's past and future: 3D modeling of a pure nitrogen atmosphere and geological implications},
author = {Benjamin Charnay and François Forget and Gabriel Tobie and Christophe Sotin and Robin Wordsworth},
journal= {arXiv preprint arXiv:1407.1791},
year = {2015}
}
备注
Accepted for publication in Icarus on July 7, 2014