潮汐锁定类地行星上的水封存需要特殊条件
地球与行星天体物理
2015-06-23 v1
摘要
表面液态水是标准行星宜居性的必要条件。对围绕 M 型恒星运行的潮汐锁定行星的大气环流计算表明，这种特殊的轨道构型容易导致大量水以数千米厚的冰层形式被封存在夜侧，从而可能移除日侧所有液态水，而日侧是光合作用可能发生的区域。我们利用一个包含耦合大气、海洋、陆地和海冰分量以及由气候模式输出驱动的大陆冰盖模式的全球气候模式来研究这一问题。对于水世界，我们发现表面风将海冰向日侧输送，而海洋将热量向夜侧输送。因此，夜侧海冰厚度保持在 O(10 m) 量级，夜侧水封存效应不显著。如果行星夜侧存在大块大陆，且地热通量与地球相当或更小，则大陆上可生长出 O(1000 m) 厚的冰盖。因此，水储量与地球相似的行星，当板块构造将其大陆推移至夜侧时，海平面会大幅下降，但不会经历日侧完全干涸。只有当地热通量低于地球、表面大部分被大陆覆盖、且地表水储量仅为地球的 O(10 %) 量级的行星，才易发生完全水封存。
引用
@article{arxiv.1411.0540,
title = {Water Trapping on Tidally Locked Terrestrial Planets Requires Special Conditions},
author = {Jun Yang and Yonggang Liu and Yongyun Hu and Dorian S. Abbot},
journal= {arXiv preprint arXiv:1411.0540},
year = {2015}
}
备注
9 pages, 5 figures, The Astrophysical Journal Letters (accepted)