气候循环变暖早期火星:CO2-H2碰撞诱导吸收的作用
地球与行星天体物理
2020-04-28 v2
摘要
解释早期火星表面液态水的证据对气候建模者而言一直是一项挑战,因为在诺亚纪晚期太阳光度约低30%。我们提出,CO2-H2碰撞诱导吸收的额外温室强迫能够将表面温度提升至冰点以上,并可使早期火星进入极限循环状态。当日照较弱且 CO2 释放速率无法与温暖风化期 CO2 的快速消耗相平衡时,便会出现极限循环。处于该状态的行星将在全球冰封与短暂温暖气候阶段之间交替。该机制能够解释火星记录中短暂温暖期的地貌证据。先前研究表明,CO2-H2 的碰撞诱导吸收能使早期火星脱冰,但仅在高 H2 释放速率(大于约600 Tmol/yr)和高表面压强(3至4巴之间)下成立。我们利用新近理论推导的 CO2-H2 碰撞诱导吸收系数重新评估了早期火星气候极限循环假说。在我们的1维辐射对流模型及能量平衡模型中采用新的更强吸收系数后,我们发现极限循环可在 H2 释放速率低至约300 Tmol/yr、表面压强低于3巴时发生。我们的结果更早火星表面压强与氢丰度的古参数更为吻合。
引用
@article{arxiv.2004.09076,
title = {Warming Early Mars with Climate Cycling: The Effect of CO2-H2 Collision-induced Absorption},
author = {Benjamin P. C. Hayworth and Ravi Kumar Kopparapu and Jacob Haqq-Misra and Natasha E. Batalha and Rebecca C. Payne and Bradford J. Foley and Mma Ikwut-Ukwa and James F. Kasting},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.09076},
year = {2020}
}
备注
Publication date July 15 2020