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初期地球の衝撃によって生成された大気の生成と進化

2020-01-05 20:12:29 | 惑星形成論
late veneerと称する付加物が小惑星の形状で衝突してきたら原始大気と原始海洋が蒸発して入れ替わる。SL9みたいに分裂した彗星が徐々に衝突してきたら原始大気と原始海洋が混ざる?以下、自動翻訳。
初期地球の衝撃によって生成された大気の生成と進化
(2019年12月31日に提出)
地球上の生命の起源は、CH4、H2、およびNH3に富む非常に減少した初期大気を要求しているようですが、地質学的証拠は、地球のマントルが常に比較的酸化され、その排出がCO2、H2O、およびN2によって支配されていることを示唆しています。このパラドックスは、「レイトベニア」に固有の還元力、つまり月形成の影響を受けて地球に蓄積された物質を活用することで解決できます。同位体証拠は、レイトベニアが非常に乾燥した、高度に減少した内部太陽系材料で構成されたことを示し、レイトベニアが来たときに地球の海がすでに存在していたことを示唆しています レイトベニヤの鉄と地球の水との反応の主要な主要産物はH2でした。海洋の蒸発の影響により、CH4とNH3に有利な高圧と長い冷却時間が発生します。海洋を蒸発させるには小さすぎる影響は、(i)形成を促進する触媒が利用可能でない場合、または(ii)既存の地殻またはマントル材料から追加の還元力が抽出されない限り、CH4およびNH3の生産性がはるかに低くなります。一時的なH2-CH4雰囲気は光化学的に進化し、数千万年までのタイムスケールで、日射量と水素脱出によって決まる速度で窒素化炭化水素を生成します。およそ1つの海の水素が逃げます。メタンがなくなった後の大気は通常、H2とCOが豊富で、最終的にCO2への酸化は、水の光分解と水素の脱出によって制限されます。(ii)既存の地殻またはマントル材料から追加の還元力が抽出された。一時的なH2-CH4雰囲気は光化学的に進化し、数千万年までのタイムスケールで、日射量と水素脱出によって決まる速度で窒素化炭化水素を生成します。およそ1つの海の水素が逃げます。メタンがなくなった後の大気は通常、H2とCOが豊富で、最終的にCO2への酸化は、水の光分解と水素の脱出によって制限されます。(ii)既存の地殻またはマントル材料から追加の還元力が抽出された。一時的なH2-CH4雰囲気は光化学的に進化し、数千万年までのタイムスケールで、日射量と水素脱出によって決まる速度で窒素化炭化水素を生成します。およそ1つの海の水素が逃げます。メタンがなくなった後の大気は通常、H2とCOが豊富で、最終的にCO2への酸化は、水の光分解と水素の脱出によって制限されます。最大数千万年のタイムスケールで、累積有機生産は最大0.5キロメートルです。およそ1つの海の水素が逃げます。メタンがなくなった後の大気は通常、H2とCOが豊富で、最終的にCO2への酸化は、水の光分解と水素の脱出によって制限されます。最大数千万年のタイムスケールで、累積有機生産は最大0.5キロメートルです。およそ1つの海の水素が逃げます。メタンがなくなった後の大気は通常、H2とCOが豊富で、最終的にCO2への酸化は、水の光分解と水素の脱出によって制限されます。
図1:ベスタサイズの衝突後の地球への衝突後の急冷の例
2 bar CO2、1 barのN2、および1.85海洋(500 bar)の液体水を含む大気。
冷却(時間)は左から右に単調に進みます。 CH4およびNH3のクエンチポイント
H2-N2-NH3は星印で示されています。 実線は急冷組成を示し、点線は気相の急冷点よりも低い温度まで平衡を延長します。
反応。 分圧も結露の影響を受けます。


図2:インパクターの質量の関数としての急冷衝撃誘起過渡大気
(EH組成)2つの衝突前の雰囲気、1つは50 barのCO2、もう1つは2本のバー。 両方とも、表面に1 barのN2と1.85海洋(500 bar)の水があります。
化学変換を強調するために、目録はモルで示されています。 ベスタサイズ影響は影付きの縦線で示されます。 潜在的に海洋蒸発の影響は
明るい影で示されます。 特定のサイズの影響の数の大まかなガイドは次のとおりです。上部にリストされています。 これらのモデルでは、すべての削減力は定量的
インパクターのFeのFeOへの還元。 ミネラルの緩衝は想定されていません。 最大で単板への晩期衝撃(右)、ほぼすべてのCOおよびCO2がCH4に変換されます。


図3:図2と同じですが、大気組成は分圧として示されています。


図4:CO2の量の関数としての、急冷された衝撃による過渡大気
衝撃の前に大気中にあり、2つのサイズの衝撃、1つの海洋蒸発、1つではありません。 衝突前の地球には、1 barのN2と1.85海洋(500 bar)の水があります
表面。 小さな「サブベスタ」の影響は、1.85の海洋を完全に蒸発させるには小さすぎます。 その主な効果は、大量のH2を生成することです。 セレスサイズ(10^24 g)の衝撃(EH)は、
より薄いCO2大気をCH4に変換するが、より大きなCO2大気を完全に削減するのに十分なFeがない
CO2大気。


図5:左側の軸は、次の場合の衝撃質量の関数としてのガス組成を示しています
急冷は650 K(水の臨界温度)で行われると想定されています。 実線
より小さい衝撃(Mi <4×10^23 g)の場合、QFMミネラルバッファー。 右側の軸は、FeOの深さ(陰影)を示します
QFMバッファーとの平衡を維持するには、地殻を磁鉄鉱(Fe3O4)に酸化する必要があります 650 Kで。より大きな衝撃によって生成されたガス組成の破線(左軸)
(Mi> 4×10^23 g)は、衝撃によって運ばれる金属鉄によって決まります。 これら後者組成は、他の点で見られる同等の組成よりも減少していません
上の図2の気相急冷、ただし、想定される低い650 Kの急冷温度 H2よりもCH4とNH3を優先します。



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