Reconciling Magma-Ocean Crystallization Models with the present-day Structure of the Earth's mantle
类地行星被认为在其历史的早期经历了大规模的融化。分馏在岩浆-海洋冻结导致不稳定的分层内的相关堆积层，由于进步的铁富集向上，但增量堆积物翻转MO结晶过程中的影响仍有待探讨。在这里，我们使用的地球动力学模型与移动边界的方法来研究对流和混合内不断增长的累积层，此后在完全结晶地幔。对于分离结晶，堆有效地搅拌由于随后的增量翻转，除了强烈富铁的后期堆，坚持作为一个稳定的分层层在地幔的底部数十亿年。不太极端的结晶情况可能会导致更微妙的分层。在任何情况下，长期保存的至少一薄层的极其丰富的累积与Fe#>0.4，正如我们所有的模型预测，是不符合地震的限制。然而，根据比例关系，我们推断，最后阶段的富铁岩浆海洋堆积物最初形成的表面附近应该翻转为小底辟，因此在下沉过程中经历了熔融和反应与寄主岩石。由此产生的中度富铁交代/混合岩石组合应该积累在地幔的基础上，潜在的美联储间歇性的基底岩浆海洋，并保存到今天。这种中等富铁的岩石组合可以调和现今下地幔中大的低剪切波速度区的物理性质。因此，我们揭示Hadean熔融和岩石反应过程中整合岩浆海洋结晶模型与地震层析成像快照。
2018-01-03 astro-ph.EP
Shaping the Mantle: The Role of Superheated Core After Giant Impacts
College of Earth and Planetary Sciences, Chengdu University of Technology（成都理工大学地球与行星科学学院）；CAS Center for Excellence in Comparative Planetology（中国科学院比较行星学卓越创新中心）
研究通过SPH模拟揭示巨撞击后超高温核心引发二次地幔熔融，影响地幔热演化路径及基底熔融层形成。
2025-12-09 astro-ph.EP
Mantle Differentiation, Mixing and Interior-Exterior Exchange
Kanazawa University（金泽大学）；Hiroshima University（广岛大学）；GFZ German Research Center for Geosciences（德国地球科学研究中心）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University College London（伦敦大学学院）
研究地幔分化、混合及内外物质交换过程，探讨其对地幔结构和地球演化的影响。
2025-12-12 astro-ph.EP
Shaping the Mantle: The Role of the Superheated Core After Giant Impacts
研究通过SPH模拟揭示巨撞击后超热核心引发二次地幔熔融，影响地幔热演化路径及基底熔融层形成。
2025-11-25 astro-ph.EP
Origin of the lunar isotopic crisis from solidification of a stratified lunar magma ocean
本文提出，在假设忒伊亚地幔富铁的前提下，分层月球岩浆洋凝固会使上层固体来自原始地球地幔，从而自然解释月球类地球同位素组成，解决月球同位素危机。
2025-09-08 astro-ph.EP
Numerical simulations of an ocean/continent convergent system: influence of subduction geometry and mantle wedge hydration on crustal recycling
通过二维有限元热力学模型分析了水化机制对陆壳再循环的影响。用动力学方法模拟了大洋板片脱水和随后的地幔楔体水化过程。水化作用是通过硬铝石和蛇纹石的分解完成的;地形被视为自由表面。在连续的数值实验中，考虑了俯冲速率为1、3、5、7.5和10 cm/y，板角为30 o、45 o和60 o，地幔流变学由干纯橄榄岩和干橄榄石流动定律代表。模型预测指出，地幔流变学和再循环的地壳物质的量之间存在着直接的关系：水化和干燥地幔之间的粘度差异越大，进入地幔楔体的再循环物质的百分比越大。板坯倾角变化对回收率有中等影响。俯冲方式影响了再生物质的变质演化。TPmax通常代表榴辉岩相条件，对板倾角的变化敏感。俯冲速率和折返速率之间的直接关系的结果，不依赖于所使用的地幔流动定律不同的板倾角。不同的数值模型预测的热制度进行了比较PT路径其次是大陆地壳切片参与古代和近代俯冲带，使烧蚀俯冲一个合适的碰撞前机制的陆壳的埋葬和折返。
2011-06-23 astro-ph.EP physics.geo-ph
Water Partitioning in Planetary Embryos and Protoplanets with Magma Oceans
岩浆海洋的含水量被广泛认为是决定类地行星是否适合居住的关键因素。水海洋质量的确定不仅是由于水的输送和损失，而且也是由于水在几个水库之间的分配。在这里，我们回顾了我们目前的理解，大气，岩浆海洋，固体地幔的吸积行星胚胎和原行星之间的水分配巨大的碰撞。岩浆海洋很容易在行星胚胎和原行星的吸积阶段形成。大量的水被分配到岩浆海洋中，前提是行星的组成部分足够富含水。特别重要但仍然相当不确定的问题是，行星的组成部分最初含有多少水，以及水如何从凝固的地幔中出来，并最终脱气到大气中。解决这些问题需要太阳系探索和系外行星观测以及实验室实验的约束。
2018-04-24 astro-ph.EP
The persistence of oceans on Earth-like planets: insights from the deep-water cycle
在本文中，我们提出了一系列的模型，在超级地球经历板块构造的深水循环。深水循环可以通过参数化对流模型与挥发物再循环模型相结合来模拟。硅酸盐地幔的对流通过依赖于水的粘度与挥发性循环联系在一起。地表水含量的重要差异，发现不同的对流参数化。表面海洋更小，更持久的单层对流，而不是对流的边界层不稳定性。较小的行星最初有较大的海洋，但也比较大的行星更快地将水返回地幔。因此，超级地球在早期可能比较小的行星更不适合居住，但它们的可居住性（假设稳定的表面条件）将持续更长时间。
2015-01-05 astro-ph.EP
Magma ocean evolution at arbitrary redox state
本研究开发一维耦合内部-大气模型，模拟不同氧化还原状态下的岩浆洋演化，发现轨道间距和氢含量是主要控制因素，H2温室效应可阻止固化。
2024-11-28 astro-ph.EP
The Role of Magma Oceans in Maintaining Surface Water on Rocky Planets Orbiting M-Dwarfs
本研究通过0维箱式模型揭示，岩浆海洋的持续时间和深水循环可帮助M矮星周围的类地行星保留表面水，维持宜居条件，避免干燥。
2023-10-11 astro-ph.EP
Magma ocean evolution of the TRAPPIST-1 planets
最近对可能适合居住的行星TRAPPIST-1 e、f和g的观测表明，它们拥有大的水团质量分数，可能有几十重量%的水，尽管主恒星的活动应该会驱动快速的大气逃逸。这些过程可以光解水，产生自由氧，并可能使地球干燥。行星形成后，它们的地幔可能完全熔化，挥发物从熔体中溶解和析出。为了了解这些行星并为未来的观测做好准备，必须了解这些世界的岩浆海洋阶段。为了模拟这些行星，我们结合了现有的恒星演化，大气逃逸，潮汐加热，辐射加热，岩浆海洋冷却，行星辐射和水-氧-铁地球化学模型。我们提出了MagmOc，一个多功能的岩浆海洋演化模型，验证对岩石超级地球GJ 1132 b和早期地球。我们模拟耦合的岩浆海洋-大气演化的TRAPPIST-1的E，F和G的潮汐和放射性加热率的范围内，以及初始水含量之间的1和100地球海洋。我们还重新分析了这些行星的结构，发现它们的水团质量分数分别为0-0.23、0.01-0.21和0.11-0.24。我们的模型并没有作出强有力的预测的水和氧含量的大气中的TRAPPIST-1 e在地幔凝固的时候。相比之下，该模型预测TRAPPIST-1 f和g在该阶段将具有厚的蒸汽气氛和少量的氧气。对于我们调查的所有行星，我们发现只有3-5%的初始水在岩浆海洋凝固后被锁定在地幔中。
2021-06-16 astro-ph.EP
Fizzy Super-Earths: Impacts of Magma Composition on the Bulk Density and Structure of Lava Worlds
该研究更新ExoPlex软件模拟岩浆成分对熔岩世界体积密度的影响，发现大质量岩浆海洋行星密度略高，并识别三种地幔结构，其中底部岩浆海洋可长期封存大量挥发物。
2023-07-25 astro-ph.EP
Magma Ocean Waves and Thermal Variability on Lava Worlds
University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
研究火行星上岩浆海洋受潮汐力作用产生的波浪及热分布特征，揭示其潮汐加热机制和 mantle 中的热传导过程。
2026-04-24 astro-ph.EP
Formation of Early Water Oceans on Rocky Planets
具有硅酸盐地幔和金属内核的类地行星在吸积过程中很可能获得水和碳化合物。在这里，我研究了允许早期形成地表水海洋的条件（同时冷却到半地表条件），以及行星内部脱气进入大气层的时间轴。在岩浆海洋凝固结束时，行星最初挥发物预算的最大部分被脱气到大气中，只有一小部分原始挥发物通过后来的火山活动被释放到大气中。岩石行星在其地幔中与水共生，有两种机制产生早期的水海洋：第一，如果它们在其整体组成中与至少1至3质量%的水共生，则液态水可能在岩浆海洋凝固结束时被挤出到行星表面。第二，在初始水含量低至0.01质量%或更低时，在固化过程中产生大量的超临界流体和蒸汽气氛，其在冷却时坍塌成水海洋。这一过程所需的低含水量表明，岩石超级地球系外行星可能会在其最后一次主要吸积撞击后的数千万至数亿年内，通过大气层的崩溃，通常会产生水海洋。
2010-11-11 astro-ph.EP
Effect of mantle oxidation state and escape upon the evolution of Earth's magma ocean atmosphere
岩浆海洋时期是决定地球大气如何发展成可居住环境的关键阶段。然而，在决定早期地球大气层的关键过程中，例如行星内部的放气和物种逃逸到太空中，存在着重大的不确定性。本文研究了不同地幔氧化还原状态下不同物质的释气和H $_2$的逃逸对岩浆海洋期大气组成和演化的影响。我们包括一个重要的新的大气-内部耦合机制，即地幔的氧化还原演化强烈影响的物种的放气。我们模拟的挥发性放气和化学形态在表面的各种氧化还原状态的地幔采用C-H-O为基础的化学形态模型结合内部放气模型。然后，我们应用逐行辐射转移模型来研究行星的红外发射和传输方面的远程外观。最后，我们使用一个参数化的扩散限制和XUV能量驱动的大气逃逸模型来计算H $_2$到空间的损失。我们模拟了地球岩浆海洋时期还原或氧化大气的热发射和透射光谱。与富含H $_2$ O和CO $_2$的氧化或厚大气相比，由H $_2$组成的还原或薄大气向空间发射更多的辐射，并且具有更大的有效高度。我们得到的H2从地幔到大气中的释气速率是扩散限制逃逸到空间的速率的10倍。我们的工作提供了有用的洞察地球大气在岩浆海洋时期的发展，以及输入，以指导未来的研究讨论系外行星内部成分。
2020-11-05 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Differentiation of Vesta: Implications for a shallow magma ocean
黎明号任务证实了小行星4灶神星具有富铁核心，硅酸盐地幔和玄武岩地壳的预测，并确认灶神星是HED陨石的母体。为了更好地了解它的早期演化，我们采用黎明任务获得的新数据，如小行星的质量，体积密度和大小，对热化学演化进行了数值计算。我们扩展了Neumann等人（2012）的模型，该模型包括吸积，压实，熔化和相关的材料性质变化和26 Al的分配，平流热传输和多孔流的分异，以包括岩浆海洋中的对流和有效冷却。根据熔体分数，熔体偏析的热传输是由多孔流动或对流和热通量的岩浆海洋具有高的有效导热系数建模。我们发现，分配的26铝和硅酸盐熔体的运输是至关重要的岩浆海洋的形成。由于26 Al在次表层的聚集（形成时间t0<1.5Ma），形成了厚度为1至几十km（取决于硅酸盐熔体粘度）的浅岩浆海洋。浅岩浆洋的寿命为O（10^4）-O（10^6）年，该层的对流伴随着26 Al在表面的挤出。内部与外部向内的地幔是亏损的26铝和核心的形成完成约0.3 Ma。下地幔经历熔融低于45%，表明方辉橄榄岩到纯橄榄岩组成。研究结果支持了早期部分熔融挤压形成的真长英晶岩和闪长英晶岩可能来自于结晶的浅岩浆海。硅酸盐熔体是目前高达150马，和核心对流约100马，支持早期磁场的想法。
2014-02-13 astro-ph.EP
Can a fractionally crystallized magma ocean explain the thermo-chemical evolution of Mars?
在行星吸积的后期阶段积累的撞击热可以熔化地球上的一个重要部分甚至整个地幔，从而形成全球性的岩浆海洋。[...]假设岩浆海洋的分离结晶，致密的堆积物产生于靠近表面的地方，这主要是由于演化的岩浆海洋液体中的铁富集（Elkins-Tanton等人，2003年）。这样就形成了一个重力不稳定的地幔，它很容易翻转。本文利用二维圆柱几何中的地幔对流模拟研究了火星的积云翻转及其对热演化的影响。我们提出了一套模拟使用不同的初始条件和强烈的温度依赖性的粘度。我们假设，所有的放射性热源已被富集在冻结阶段的岩浆海洋在最高的50公里，最初的蒸汽气氛所创造的冻结岩浆海洋脱气迅速失去，这意味着地面温度设置为今天的值。在这种情况下，停滞的盖子迅速形成在对流内部的顶部，防止最上面的致密堆积物下沉，即使允许塑性屈服机制。在这个致密的停滞盖之下，地幔化学梯度稳定下来。对流模式主要是由小规模的结构，这是很难调和的大规模火山的特点观察到火星的表面和部分融化停止在不到900 Ma。假设停滞的盖子可以因为额外的机制而破裂并允许最上面的致密层翻转，则获得稳定的密度梯度，其中致密材料和全部热源位于CMB上方。这种分层导致最低地幔的强烈过热[...]
2014-04-01 astro-ph.EP physics.geo-ph
Magma oceans and enhanced volcanism on TRAPPIST-1 planets due to induction heating
低质量M星在宇宙中非常丰富，并且经常拥有小型岩石行星，可以用当前的仪器检测到。最近，人们发现了七颗围绕超冷矮星TRAPPIST-1 \cite{Gillon16,Gillon17}运行的小行星。我们研究的作用，电磁感应加热这些行星，造成恒星的旋转和行星的轨道运动。如果恒星自转和磁偶极轴彼此倾斜，感应加热可以熔化上地幔，极大地增加火山活动，有时在行星表面下产生岩浆海洋。我们表明，感应加热导致三个最里面的行星，其中一个是在宜居带，要么朝着熔融地幔行星，或经历增加的放气和火山活动，而最外面的四个行星基本上不受影响。
2017-10-24 astro-ph.EP
The Abundance of Atmospheric CO2 in Ocean Exoplanets: A Novel CO2 Deposition Mechanism
我们认为，超地球大小的行星，有一个水团的分数是足够大，形成一个外部地幔组成的高压水冰的多晶型物，缺乏大量的H/He的气氛。我们认为这样的行星在它们的宜居带，因此它们最外层的凝聚地幔是一个全球性的深层液态海洋。对于这些海洋行星，我们调查潜在的内部水库的CO2;溶解在海洋中的CO2的量为遇到的各种饱和条件，和海洋-大气交换通量的CO2。我们发现，在稳定状态下，大气中CO2的丰度有两种可能的状态。当风成环流是主要的CO2交换机制时，会产生数十巴的CO2大气，其精确值取决于亚热带海洋地面温度和深海温度。当海冰形成时，作为CO2沉积机制作用于这些行星，是主要的交换机制，建立了几巴的CO2大气。精确值取决于副极地的地面温度。我们的研究结果表明了负反馈机制的可能性，这是水行星所独有的，在那里，亚极地温度的降低会促使更多的二氧化碳进入大气层，从而增加温室效应。
2016-09-26 astro-ph.EP
Redox evolution of the crystallizing terrestrial magma ocean and its influence on atmosphere outgassing
本文通过追踪岩浆海洋固化过程中氧逸度的演化，模拟C-O-H大气成分及热辐射，揭示其从还原态向氧化态转变并影响大气脱气与岩浆海洋寿命，且该框架可推广至类地行星和系外行星。
2023-01-18 astro-ph.EP physics.ao-ph
The effect of a small amount of hydrogen in the atmosphere of ultrahot magma-ocean planets: atmospheric composition and escape
研究少量氢对超热岩浆海洋行星大气成分与逃逸的影响，发现氢显著改变大气化学组成并促进重物种蒸发逃逸。
2023-06-09 astro-ph.EP
Initiation of Plate Tectonics from Post-Magma Ocean Thermo-Chemical Convection
地球上板块构造存在的主要理论通常呼吁当今条件在促进岩石圈流变弱化中的作用。然而，早期地球的条件是否有利于板块构造或任何形式的俯冲尚不清楚，因此俯冲是如何开始的也不清楚。使用基于颗粒损伤的物理模型，一种能够产生板状地幔对流的颗粒反馈机制，我们证明了俯冲作用在冥古宙地球上是可能的（以下称为原俯冲或原板块构造），原俯冲作用不同于现代板块构造，并且它可以迅速启动。对流与颗粒损伤的标度律表明，虽然无论是更高的地幔温度或更高的地面温度导致较慢的板块，原俯冲，与$\approx 1.75$厘米/年的板块速度，仍然可以保持在冥古宙，即使与CO $_2$丰富的原始大气。此外，当地幔位温较高时（如高于$\approx 2000$ K），俯冲模式转变为“缓慢俯冲”模式，俯冲带呈水滴状，板块边界呈扩散状。最后，岩浆后的海洋地幔对流的数值模型表明，原板块构造可能启动内$\sim100$万年的岩浆海洋凝固，与证据相一致的冥古宙锆石。原始俯冲开始后，非板块构造的“缓慢俯冲”占主导地位，让位于现代风格的板块构造，因为地幔内部和气候凉爽。冥古宙的原始俯冲作用可能会加速现代板块构造的开始，因为它会将大气中多余的CO $_2$抽出，使气候变冷。
2014-10-28 astro-ph.EP physics.geo-ph
Redox hysteresis of super-Earth exoplanets from magma ocean circulation
内部氧化还原反应可能会不可逆转地改变地幔成分和地球和超级地球系外行星的挥发性库存，并影响大气观测的前景。然而，这些机制的全球效力取决于还原铁从熔融硅酸盐地幔向金属核的转移。标度分析表明，亚海王星内部岩浆海洋的湍流扩散可以动力学夹带液态铁液滴和淬火核心的形成。这表明，核，地幔和大气之间的化学平衡可能是积极的限制在岩浆流的对流翻转。因此，熔融的超级地球可能保留了其吸积路径的成分记忆。岩浆海洋环流对氧化还原的控制与行星热流、内部重力和行星大小呈正相关。因此，大气剥离的系外行星的存在和物种形成，表面矿物学和核心质量分数可能会限制岩浆海洋动力学。
2021-05-24 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Anatomy of rocky planets formed by rapid pebble accretion III. Partitioning of volatiles between planetary core, mantle, and atmosphere
含有氢、碳和氮的挥发性分子是行星大气的关键组成部分。在岩石行星形成的卵石吸积模型中，这些挥发性物质在行星形成的主要阶段被吸积。在这项研究中，我们模拟了一个成长中的行星内挥发物的分配和表面的放气。对于金属和硅酸盐熔体之间的H和C分配系数的实际值，地核储存了地球90%以上的氢和碳预算。地球和金星的岩浆海洋足够深，可以将亚铁$^{2+}$氧化成铁Fe $^{3+}$。这种氧化态的增加导致了地球岩浆海洋中主要是CO $_2$和H $_2$ O的脱气。相比之下，火星地幔的氧化态仍然很低，主要的释氢载体是H $_2$。由于年轻的太阳以XUV波长照射，这些氢很容易逃离大气层，并将大气层中大部分的CO、CO $_2$、H $_2$ O和N $_2$带走。火星上有少量的地表水，与提议的古代海洋海岸线一致，地幔氧化值适度较低。由于氮在岩浆中的溶解度极低，因此氮在地核和大气之间的分配相对均匀;因此，在地核中埋藏大量的氮是不可能的。地球的整体低N含量不同意高丰度的N在所有球粒陨石类，有利于卵石雪的挥发性交付。我们的卵石吸积快速形成岩石行星的模型显示出与太阳类地行星挥发性成分的广泛一致性。因此，类地行星的多样性可以作为基准案例来校准太阳系外岩石行星及其大气模型。
2023-01-26 astro-ph.EP
Salty ice and the dilemma of ocean exoplanet habitability
系外行星最深处海洋的可居住性可能会受到其底部高压冰的限制。新的研究表明，通过在高压冰中掺入大量的盐，可以在深层行星冰幔中进行有效的化学传输。
2022-07-19 astro-ph.EP physics.ao-ph
Thermal Evolution and magnetic history of rocky planets
我们提出了一个热演化模型，再加上Henyey求解器研究的情况下，岩石行星可能会在其液态铁核和/或岩浆海洋的发电机。我们通过求解地幔和地核的能量平衡方程来计算行星热剖面的演化。我们使用一个改进的混合长度理论来模拟岩浆海洋和固体地幔中的对流热流。此外，通过包括Henyey解算器，我们自洽地解释了由于行星收缩（膨胀）而引起的内部结构和加热（冷却）的调整。我们评估发电机是否可以使用临界磁雷诺数运行。我们运行模拟来探索行星质量（$M_{pl}$），核心质量分数（CMF）和平衡温度（$T_{eq}$）如何影响可能的发电机源的演化和寿命。我们发现，$T_{eq}$决定了岩浆海洋的凝固制度，只有层熔体分数大于0.4的临界值可能有助于在岩浆海洋的发电机源区。我们发现由$M_{pl}$和CMF确定的地幔质量控制着对铁核的绝热作用。此外，我们还发现，随着行星质量的增加，液核的寿命会延长。对于40 $\ \mathrm{Wm^{-1}K^{-1}}$的核心热导率，铁核心中的发电机的寿命受到1个$M_{\oplus}$行星的液体核心的寿命和3个$M_{\oplus}$行星的缺乏热对流的限制。
2022-08-12 astro-ph.EP
Magma ocean interactions can explain JWST observations of the sub-Neptune TOI-270 d
School of Earth and Space Exploration, Arizona State University（亚利桑那州立大学地球与空间探索学院）；Department of Astronomy, University of Maryland（马里兰大学天文学系）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Department of Astronomy & Astrophysics, University of Chicago（芝加哥大学天文学与天体物理学系）；Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Earth and Planets Laboratory, Carnegie Institution for Science（卡内基科学学会地球与行星实验室）
本研究通过建模揭示岩浆-大气相互作用可解释海王星类TOI-270 d大气中高分子含量，无需额外冰质物质积累。
2026-02-24 astro-ph.EP
A New Desalination Pump Help Define the pH of Ocean Worlds
我们研究海洋系外行星，对于这些行星来说，全球表面的海洋与岩石内部被高压冰幔隔开。我们描述了一种机制，可以泵出海洋中的盐，导致海洋的盐度非常低。在这里，我们专注于H2O-NaCl系统，虽然我们也讨论了这种泵在其他盐中的应用。我们发现我们的海洋世界是酸性的，pH值在2-4之间。我们讨论和比较我们研究的海洋中发现的条件和发现polyextremophiles的条件。这项工作的重点是在超级地球质量范围（2 M_Earth）的系外行星，其中水至少占其质量的百分之几。但是，脱盐泵的原理可以延伸超过该质量范围。
2018-03-23 astro-ph.EP
The Composition and Mineralogy of Rocky Exoplanets: A Survey of >4,000 Stars from the Hypatia Catalog
我们对Hypatia目录中>4,000颗恒星的组成进行了调查，以研究岩石系外行星（即，那些岩石表面，主要是硅酸盐的）可能在地质学上与地球相似，至少在成分和矿物学方面。要做到这一点，我们探索各种报告的恒星成分，然后确定一个可能的范围外行星地幔矿物。我们发现，系外行星地幔将可能占主导地位的橄榄石和/或斜方辉石，这取决于核心形成过程中的铁分配。一些系外行星可能是镁橄榄石或石英饱和的，我们提出了一个新的分类方案的基础上的重量$\%$比（FeO+MgO）/SiO $_{2}$，以区分岩石类型。但完全外来的矿物应该是罕见的。我们发现，一半或更多的系外行星地幔矿物的范围是由核心的形成，我们使用$α_{Fe}$ = $Fe^{BSP}$ / $Fe^{BP}$模型，其中$Fe^{BSP}$是铁在块状硅酸盐行星（散装行星，减去核心），在阳离子重量$\%$的基础上（元素重量比例，不存在阴离子）和$Fe^{BP}$是阳离子重量$\%$的铁散装行星。在我们的太阳系中，$α_{Fe}$的变化范围从0（水星）到0.54（火星）。系外行星地幔矿物学的剩余变化来自恒星成分的非平凡变化。我们的主要氧化物分析也证实了早期的同位素研究，表明地球是非太阳（非南极）。我们还发现，主要的氧化物估计地球的地幔似乎排除了隐藏的组成部分，在地幔深处，将允许一个大规模的太阳能/南极地球。如果它确实存在，这样一个隐藏的成分必须至少占地…
2019-07-11 astro-ph.EP
Not All Sub-Neptune Exoplanets Have Magma Oceans
University of Maryland（马里兰大学）；Arizona State University（亚利桑那州立大学）；University of Chicago（芝加哥大学）
本文通过内部结构建模探索亚海王星表面条件，发现相当一部分行星可能没有现今岩浆海洋，尤其是高大气平均分子量和大包层质量分数的行星更可能具有固态硅酸盐表面，为解释JWST观测提供关键背景。
2025-11-07 astro-ph.EP
What factors affect the duration and outgassing of the terrestrial magma ocean?
岩浆海洋（MO）是形成类地行星的关键阶段。它的凝固和伴随的挥发物的放气为后来甚至同时发生的重要过程创造了条件，例如固态地幔对流和大气逃逸。为了限制全球尺度地球MO的持续时间，我们建立并应用了一个一维内部模型，该模型与灰色H2O/CO2大气或纯H2O大气交替耦合，该模型用Katyal等人（2019）的同伴论文中描述的逐线模型处理。我们详细研究了影响MO寿命的几个因素，如初始丰度的H2O和CO2，对流制度，粘度，地幔熔融温度，和长波辐射吸收的大气。在这个特定的多变量系统中，我们评估了每个因素相对于文献中通常假设的参考设置的影响。我们发现MO阶段可以持续几千到几百万年。通过将内部模型与逐行大气模型相结合，我们确定了决定行星是否经历短暂岩浆海洋或停止冷却并保持连续岩浆海洋的条件。我们发现这种区别的依赖性，同时对质量的脱气H2O气氛和MO表面熔化温度。我们讨论了他们的综合影响MO的寿命除了已知的依赖于轨道，轨道距离和恒星光度，我们注意到观测退化，从而产生的目标系外行星。
2019-03-18 astro-ph.EP
Fast assimilation of serpentinized mantle by basaltic magma
最丰富的陆地熔岩，洋中脊和洋岛玄武岩（MORB和OIB），通常被认为是来自亏损的MORB地幔成分和更具体的，富集地幔柱源。然而，从熔体中发出的大洋熔岩和镁铁质堆晶，富含氯，并具有放射性的Sr比的发现，可以归因于软流圈衍生的熔体和岩石圈橄榄岩之间的相互作用，由于热液水渗透到莫霍面以下。为了解释这种相互作用的机制和速率，我们报道了蛇纹岩和拉斑玄武岩熔体之间反应的实验结果。结果表明，该反应是通过多阶段机制进行的：（i）蛇纹岩转化为含孔隙流体的富铬尖晶石方辉橄榄岩，（ii）方辉橄榄岩组合部分熔融溶解形成填隙式含水熔体，（iii）富铬尖晶石方辉橄榄岩/纯橄榄岩最终同化形成高MgO和高Cr、Ni含量的混合玄武质熔体。蛇纹岩被玄武质熔体同化可能发生在熔体/岩石比升高的情况下，并可能导致铬铁矿的形成。我们的实验提供的证据表明，MORB和高镁铬斜方辉石丰富的累积亏损的不相容元素，可以从常见的洋中脊玄武岩熔体与水化岩石圈橄榄岩反应修改。我们建立了蛇纹橄榄岩同化的速率是由二氧化硅扩散反应含水玄武质熔体。
2020-03-05 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci physics.geo-ph
Anatomy of rocky planets formed by rapid pebble accretion II. Differentiation by accretion energy and thermal blanketing
我们探讨了岩石行星的加热和分化，通过快速的卵石吸积生长。我们的类地行星生长在冰线之外，最初以质量计吸积了28%的水冰。当原行星达到质量为$0.01\,M_{\rm E}$时，水的吸积停止，此时气体包层变得足够热，使冰升华，并通过循环流将蒸汽输送回原行星盘。$^{26}$ Al衰变释放的能量融化了积冰，形成粘土（层状硅酸盐）、氧化铁（FeO）和一个质量是地球现代海洋十倍的水表层。当有效吸积温度超过300 K时，海气系统发生逃逸温室效应。失控的温室过程蒸发了水层，从而捕获了吸积热，并将表面加热到6,000 K以上。这导致地幔的上部融化并形成全球性的岩浆海洋。金属熔体从硅酸盐熔体和沉积物中分离出来，向岩浆海洋的底部移动;沉积释放的重力能量导致正反馈，行星开始分化，导致整个地幔熔化和分化。因此，所有岩石行星都自然地经历了岩浆海洋阶段。我们证明，地球的小过量的$^{182}$ W（$^{182}$ Hf的衰变产物）相对于辉长岩是一致的，这样的快速核心的形成在5万年内，随后由地球地幔中的W水库与$^{182}$ W-贫材料的行星质量的冲击器的核心平衡，只要平衡度至少是25%-50%，取决于初始的Hf/W比。行星碰撞肯定发生在类地行星主要吸积阶段至少3500万年后。
2023-01-26 astro-ph.EP
Thermal and magnetic evolution of an Earth-like planet with a basal magma ocean
本文耦合模拟类地行星的地核、底部岩浆洋与地幔演化，评估两者热成分对流及发电机条件，发现早期可由短暂底部岩浆洋发电机过渡到地核发电机，并约束相关电导率与热导率。
2024-09-09 astro-ph.EP physics.geo-ph
The Interior Dynamics of Water Planets
探测到的超级地球的目录不断扩大，需要在大量水层的情况下对其属性进行理论研究。这项工作考虑这样的水行星的质量和水团的质量分数（2至5 M_地球，0.02%至50% H2 O）的范围。首先，我们模拟的热量和动力学结构的近表面的冰和海洋表面，找到单独的制度，预计地球将保持一个地下液体海洋，并在那里预计将展示冰构造。根据对地面温度、热通量和重力的估计，新发现的系外行星可能属于这些区域之一。其次，我们构建了一个参数化的对流模型的底层冰地幔的更高的冰相，发现从硅酸盐铁核心释放的物质应该穿越冰地幔的时间尺度为0.1至100兆年。给出了冰幔翻转时间和行星半径对总质量和水团质量分数的依赖关系。最后，我们讨论了这些内部过程对大气观测的影响。
2010-01-17 astro-ph.EP
N-body simulations of oligarchic growth of Mars: Implications for Hf-W chronology
Daufas和Pourmand（2011）[Nature 473，489--492]根据火星陨石的W同位素估计，火星的吸积时间尺度为1.8 $^{+0.9}_{-1.0}$ Myr。这一时间尺度是假设撞击物和目标地幔之间的金属硅酸盐完全平衡而得出的。然而，在小型撞击物的情况下，很可能只有目标地幔的一小部分参与平衡，而在巨型撞击物的情况下，只有撞击物核心的一小部分平衡。我们研究了不完全平衡的影响，使用高分辨率的$N$体模拟的寡头生长阶段的结果。只要行星胚胎在吸积过程中有一个深的液态岩浆海洋，这些影响就很小。由于目标的地幔在平衡的部分参与的影响是小的，由于低金属硅酸盐分配系数W建议从低Hf/W比的火星地幔。由于撞击物核心部分参与的影响也很小，因为胚胎质量的大部分来自小的星子，这些星子可能在胚胎的深层岩浆海洋中完全平衡。由Hf-W年代学估计的火星吸积时间尺度比最小质量太阳星云模型预期的要短，只要每个撞击物的核心有10%以上与火星地幔重新平衡，并且吸积的最后阶段被延长。这可能表明，火星的吸积进行得很快，由于固体和气体的表面密度显着大于那些最小质量的太阳星云或由于小碎片或鹅卵石的吸积。
2013-01-25 astro-ph.EP
Hidden water in magma ocean exoplanets
我们证明，岩浆海洋的深层挥发性存储能力有显着的影响，从系外行星质量和半径数据推断的体积组成，内部和气候状态。实验岩石学提供了水和熔体混合能力的基本性质。到目前为止，这些数据在很大程度上被忽略了系外行星质量半径建模。在这里，我们提出了一个先进的内部模型，为富含水的岩石系外行星。新的模型使我们能够测试岩石融化和岩浆海洋和大气之间的水的重新分配对计算出的行星半径的影响。有和没有岩石融化和水分割模型导致偏差的行星半径高达16%的固定散装成分和行星质量。这在单个系统的当前精度范围内，并且在总体水平上可以进行统计测试。因此，在反演中未被认识到的地幔熔融和挥发性物质的重新分布可能会低估推断的行星体含水量高达一个数量级。
2021-10-28 astro-ph.EP
Incompatibility of iron in post-perovskite and the stability of basal magma oceans in super-Earths
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
该研究通过第一性原理计算发现铁在后钙钛矿中强烈不相容，导致残余液体富铁并逆转密度对比，使后钙钛矿浮力增加，从而在高达4倍地球质量的超级地球中维持基底岩浆洋的引力稳定性。
2026-09-15 astro-ph.EP
Keeping M-Earths Habitable in the Face of Atmospheric Loss by Sequestering Water in the Mantle
地球地幔和地表之间的水循环以前曾被建模并外推到岩石系外行星，但这些研究忽略了宿主恒星。M型矮星比类太阳恒星更常见，至少有可能拥有温带岩石行星（M型地球）。然而，M矮星在其整个生命周期都很活跃;特别是，在其早期演化过程中的X射线和极紫外线（XUV）辐射会导致轨道行星上的大气层迅速流失。到达M-地球的辐射热通量增加导致更温暖，更潮湿的上层大气，而XUV辐射可以光解水分子并驱动氢和氧逃逸到太空。在这里，我们提出了一个耦合模型的深水循环和水流失到空间的M-地球，以探讨这些行星是否可以保持宜居，尽管他们的挥发性演变。我们使用一个循环参数化占地幔脱气对海底压力的依赖，再气化对地幔温度的依赖，以及水对地幔粘度和热演化的影响。我们假设M矮星的XUV辐射随时间呈指数下降，能量有限的水损失效率为30%。我们探讨了循环和空间损失对行星水库存和水分配的影响。行星表面因损失而变干可以再水化，只要地幔中有足够的水，一旦损失率在以后降低，就可以脱气。对于给定的失水率，关键参数是早期的地幔翻转时间尺度：如果地幔翻转时间尺度比失水时间尺度长，那么地球可能会保留一些水。
2020-06-17 astro-ph.EP
Self-limited tidal heating and prolonged magma oceans in the L 98-59 system
本文通过内部-大气耦合建模研究 L 98-59 系统中潮汐加热的自限性机制，提出“辐射-潮汐-流变反馈”，发现潮汐加热虽比以往估计低两个数量级，仍可使岩浆海持续至十亿年尺度，并据此约束行星初始条件与内部结构。
2025-07-12 astro-ph.EP
From Underground Oceans to Continents: A Glimpse into the Water Inventory on Rocky Planets using Host Star Abundances
本研究利用APOGEE和GALAH的689颗岩质行星样本，首次探究地幔组成、地形与行星半径对岩质行星水储量的影响，发现地幔氧化态、地形显著影响储水能力与地表淹没情况，为行星宜居性研究提供新依据。
2025-10-28 astro-ph.EP astro-ph.SR
Carbon cycling and habitability of massive Earth-like exoplanets
随着被探测到的太阳系外岩石行星数量的增加，它们的表面是否适合居住的问题变得越来越重要。在地球上，长期的碳酸盐硅酸盐循环能够在超过一百万年的时间尺度上调节地面温度。升高的温度增强了风化作用，从大气中去除了CO $_2$，并将其俯冲到地幔中。在洋中脊，CO $_2$从内部进入大气。碳脱气通量受洋中脊下熔融深度和扩张速率的控制，并受与压力和温度相关的地幔粘度的影响。温度和压力对地幔脱气的影响对于更大质量的行星变得越来越重要。在这里，我们耦合不同质量的类地行星的热演化模型与长期碳循环模型，并评估其地面温度的演变。我们发现，在4.5 Gyr的扩展率增加与行星质量高达3 $M_\oplus$，因为温度依赖性的粘度占主导地位，其压力依赖性。对于质量更大的行星，压力依赖性占主导地位，板块运动减慢。此外，4.5 Gyr时的有效熔化深度作为行星质量的函数，在3 $M_\oplus$时达到最大值。总的来说，在4.5 Gyr时，脱气速率以及因此地面温度在3 $M_\oplus$时具有其最大值。这项工作强调，在预测系外行星的可居住性时，应该考虑年龄和质量。尽管存在这些影响，长期碳循环仍然是调节大质量类地行星地面温度的有效机制。
2021-10-07 astro-ph.EP
Land Fraction Diversity on Earth-like Planets and Implications for their Habitability
该研究通过耦合地幔水-大陆地壳循环和碳酸盐-硅酸盐循环模型，揭示类地行星因早期历史不同可形成陆地行星、海洋行星或均衡类地行星，并评估了不同陆地比例对气候和生物生产力的影响。
2022-11-17 astro-ph.EP
Analysis of Io's tidal response as a function of the properties of the partially molten layer
Istituto Nazionale di Astrofisica – Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali (INAF-IAPS)（意大利国家天体物理研究所-天体物理学与行星科学研究所）；Sapienza Università di Roma（罗马第一大学）；Università d’Annunzio（阿布鲁佐大学）；Southwest Research Institute（西南研究院）
研究木卫一内部热源与潮汐耗散的关系，通过参数方法分析熔融深度和潜热对地幔物理状态的影响，揭示潮汐加热与地幔结构的关联，为理解木卫一内部结构和潮汐耗散提供定量框架。
2026-10-22 astro-ph.EP
Comparisons of the core and mantle compositions of earth analogs from different terrestrial planet formation scenarios
地核和地幔的化学成分提供了对导致其形成的过程的深入了解。另一方面，N体模拟通常不包含化学信息，并且只试图再现类地行星的质量和轨道。这些模拟可以分为四个潜在的可行的方案太阳系形成（经典，环，大钉，早期不稳定），我们共编译433 N体模拟。我们使用熔融标度定律结合地核形成的多阶段模型，将这些模拟的输出与地核和地幔的化学成分联系起来。我们发现地球类似物的组成在很大程度上取决于平衡胚胎核心的分数和N体模拟中的初始胚胎质量。在考虑岩浆海洋的生命周期时，模拟类型可能很重要，其中Grand Tack模拟在最后一次巨大撞击后有最大数量的物质增生。然而，由于地球地幔成分对不同参数的敏感性和N体模拟的随机性，我们不能排除任何吸积情景或初始胚胎质量。将地球类似物经历的最后一次胚胎撞击与特定的月球形成情景进行比较，我们发现月球形成撞击的特征取决于N体模拟中的初始条件，其中较大的初始胚胎质量促进较大和较慢的月球形成撞击物。火星大小的初始胚胎最符合典型的打了就跑的场景到一个固体地幔。我们的研究结果表明，约束平衡的冲击器核心和N体模拟的初始胚胎质量的分数可能是重要的了解地球的吸积历史和月球形成的影响的特点。
2023-02-21 astro-ph.EP
Mercury's crustal thickness correlates with lateral variations in mantle melt production
水星的地壳结构复杂，是十亿年火山活动的结果。信使号航天器从轨道上确定了化学成分的表面变化。结合这些测量与实验室实验的部分熔融，我们估计的表面密度和地幔熔融程度的变化，需要产生地表岩石。如果表面密度代表深部地壳密度，则北半球一半以上的地壳厚度变化可以用地幔熔融的横向变化来解释。地壳在镁贫乏的北部火山平原以下较薄，而最厚的地壳位于西半球中北纬的富镁地区。因此，富镁区域不是由于早期的撞击，而是由于广泛的地幔熔融。在地球上的洋壳中也观察到了厚度-熔融关系，这可能是类地行星的一个共同特征。
2020-11-30 astro-ph.EP physics.geo-ph
Geophysical and atmospheric implications of $f$O$_{2}$-dependent melting on rocky exoplanets
Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Netherlands eScience Center（荷兰e科学中心）；Interuniversity Micro Electronics Centre（跨大学微电子中心）；Institute of Geochemistry and Petrology, Department of Earth and Planetary Sciences, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院地球与行星科学系地球化学与岩石学研究所）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）
通过耦合内部-大气框架PROTEUS，量化了氧逸度依赖的熔融曲线对岩石系外行星热结构、熔融分数和流变演化的非线性影响，揭示了挥发分库存和表面氧逸度对热状态的主要调控作用。
2026-06-19 astro-ph.EP physics.geo-ph
Evolution of gas envelopes and outgassed atmospheres of rocky planets formed via pebble accretion
本研究通过数值模拟探讨了卵石吸积形成的岩石行星的氢包层演化与释气大气成分，发现氢包层易通过光蒸发损失，从而触发岩浆洋结晶及挥发物在地幔与大气间的原始分配。
2024-09-17 astro-ph.EP
Laboratory H2O:CO2 ice desorption data: entrapment dependencies and its parameterization with an extended three-phase model
冰的解吸作用影响着原恒星阶段的气相化学演化，也决定着星周盘中彗星的化学组成。从观测结果来看，大多数挥发性物质存在于以H2O为主的冰中。本研究的目的是首先实验确定如何截留挥发物在水冰取决于冰的厚度，混合比和加热速率，第二，引入一个扩展的三相模型（气体，冰面和冰幔）来描述冰混合物解吸与最小数量的自由参数。在超高真空条件下，对薄冰（10 - 40 ML）混合物进行了程序升温脱附实验，研究了H2O：CO2冰的热脱附。解吸同时监测质谱和反射-吸收红外光谱。H2O：CO2实验由选定的H2O：CO和H2O：CO2：CO实验补充。模拟结果与速率方程，连接气体，冰表面和冰地幔相通过表面解吸和地幔表面扩散。被捕获的CO2的分数增加与冰厚度（10 - 32 ML）和H2O：CO2混合比（5：1 - 10：1），但不是一个数量级的不同加热速率。对于所研究的实验条件，捕获的CO2的分数相对于初始CO2含量为44 - 84%。这是定量再现的扩展三相模型，在这里介绍。H2O：CO和H2O：CO2：CO实验结果与H2O：CO2解吸趋势一致，表明该模型可用于星际介质中发现的其他冰种，以显著提高冰解吸的参数化。
2011-08-30 astro-ph.EP astro-ph.GA
Hydrogen isotopic evidence for early oxidation of silicate Earth
形成月球的巨大撞击广泛地熔化和部分蒸发了硅酸盐地球，并将大量的金属送到地球的核心。岩浆海洋和上覆大气的后续演化已经被理论模型描述，但对这一时期的可观测约束已被证明是难以捉摸的。在这里，我们报告了岩浆海洋和水海洋时期原始大气的计算结果，并与观测建立了新的联系，以深入了解早期地球上挥发物的行为。当地球的岩浆海洋结晶时，它将大部分挥发物释放到原始大气中。岩浆海洋的氧化还原状态控制着释气挥发物的化学成分和原始大气中氢流失后残留的水海洋的氢同位素组成。虽然水会凝结并被保留下来，但分子氢不会凝结并可以逃逸，这使得大量（约10^2巴）的氢-如果存在的话-在这个时期从地球上丢失。由于逃逸的氢存量可以与早期海洋中的氢存量相媲美，因此相应的氘富集可以很大，其幅度取决于初始的氢存量。相比之下，一般认为陆地水有一个碳质球粒陨石来源，要求海洋保存该来源的同位素组成，通过H2损失经历最小的D-富集。这种最小的富集对与早期水海洋接触的原始H2的量设定了上限（pH 2 <20巴），意味着从岩浆海洋中放气的氧化条件，并表明地球地幔在晚期吸积期间为金属的化学再吸收提供了氧化剂。
2019-10-23 astro-ph.EP
Giant Impact onto a Vesta-Like Asteroid and Formation of Mesosiderites through Mixing of Metallic Core and Surface Crust
中菱陨石是一种由硅酸盐和铁镍金属混合而成的石铁陨石。中陨铁硅酸盐和金属被认为分别来自一颗分化的小行星的地壳和金属核。相比之下，中菱铁矿很少包含橄榄石，而橄榄石主要包含在地幔中。虽然巨大的撞击被认为是一种可能的机制，使地壳和金属物质混合形成中陨星，但这种巨大的撞击如何在不包括地幔物质的情况下形成中陨星状物质并不明显。我们使用光滑粒子流体动力学方法对巨大撞击差异化小行星进行了数值模拟，以研究混合物质在生成物体上的详细分布。对于目标体的内部结构，我们使用了从小行星灶神星的岩浆海洋结晶模型导出的薄地壳模型和从黎明探测器对灶神星的近距离观测中建议的厚地壳和大核模型。在前一个模型的模拟中，金属核心的挖掘需要几乎灾难性的影响，地幔暴露在大面积的表面。因此，在其表面产生的石铁物质很可能包含地幔物质，很难产生中菱铁矿样物质。相反，在后一种模型的模拟中，地幔物质仅在撞击地点暴露，即使撞击挖出了金属核，也有可能形成地幔物质很少的表面和类中菱铁矿物质。因此，我们的模拟表明，一个内部结构与厚地壳和一个大的核心是更有可能作为一个中陨铁母体，而不是从传统的岩浆海洋模型推断的薄地壳内部结构。
2022-02-14 astro-ph.EP physics.geo-ph
Retention of water in terrestrial magma oceans and carbon-rich early atmospheres
大量的蒸汽和CO $_2$大气被认为是地球和类地行星的岩浆海洋放气。然而，这种气氛的形成取决于与熔融内部的挥发物交换，由挥发物溶解度和氧化还原反应控制。我们确定了岩浆海洋-大气系统的演化范围内的氧逸度，C/H比和氢的预算，包括氢（H $_2$ -H $_2$ O），碳（CO-CO $_2$），甲烷（CH $_4$）的氧化还原反应，和溶解度法律H $_2$ O和CO $_2$。我们发现，小的初始预算的氢，高C/H比，和氧化条件，抑制放气的氢，直到岩浆海洋结晶的后期阶段。因此，与岩浆海洋平衡的早期大气主要是富碳的，特别是富含CO的，除非在最氧化的条件下。H $_2$ O的高溶解度限制了其对低于$\sim$ 30\%的熔体部分的脱气，在该部分处，地幔从剧烈对流转变为具有熔体渗透的缓慢对流。惰性熔体渗透可以形成表面盖，将水截留在内部，从而保持富碳气氛（平衡结晶）。或者，有效的晶体沉降可以保持熔融表面，促进向富水气氛的过渡（分步结晶）。然而，额外的过程，包括熔体捕获和H溶解在结晶矿物，进一步合谋限制H脱气的程度，甚至对于分步结晶。因此，在岩浆海洋阶段，特别是在氧化条件下，大部分在吸积过程中输送到行星的水可以安全地隐藏在其内部。
2022-04-14 astro-ph.EP
Lava Worlds: From Early Earth to Exoplanets
岩浆海洋的概念最初是为了解释月球的地质，但半球形或全球性的硅酸盐熔融海洋可能是岩石行星吸积的一个广泛的“熔岩世界”阶段，并且可以在围绕其他恒星的短周期轨道上持续存在。岩浆海洋的形成和结晶可能是地核组装、地壳起源、构造启动和大气形成的决定性阶段。在过去的十年里，我们通过对地球和外星样本的分析、行星任务和对系外行星的天文观测，对这一现象的理解取得了重大进展。本文介绍了岩浆海洋和熔岩世界的能量基础，以及可用于地球和木卫一研究的熔岩湖类似物。它概述了整个太阳系岩浆海洋的证据，并考虑了控制这些岩浆海洋留下的岩石的因素。它描述了对理论上和观测到的可能存在岩浆海洋的系外行星的研究，并总结了探测和描述它们的努力。它回顾了结晶和蒸发导致的岩浆海洋演化的模型，与下面的固体地幔的相互作用，以及行星旋转的影响。该评论还考虑了理论研究的形成与岩浆海洋的大气，并在响应来自主恒星的辐射，和可能的最终状态。最后，它描述了我们知识的需求和差距，并指出了未来新的行星任务和太空望远镜的机会，以确定和更好地描述附近恒星周围的熔岩世界。
2020-12-14 astro-ph.EP
Accretion and differentiation of the terrestrial planets with implications for the compositions of early-formed Solar System bodies and accretion of water
为了测试行星吸积和分化的情况下，我们集成了一个多阶段的核幔分化模型与N体吸积模拟。胚胎和星子之间的碰撞导致岩浆海洋的形成和核心形成的事件。核心形成模型结合了严格的化学质量平衡与金属硅酸盐元素分配数据。对组合模型的主要约束是地球原始地幔的组成，火星地幔的组成，以及地球和火星金属核的质量分数。该模型通过最小二乘最小化进行优化，最多可使用5个拟合参数，包括金属硅酸盐平衡压力和1 - 4个定义原始体起始成分的参数。该集成模型已被应用于6大粘性模拟。广泛的参数空间的研究表明：地球的吸积是不均匀的，金属-硅酸盐平衡压力随着吸积的进展而增加，并且在每次撞击时是核幔边界压力的60 - 70%，并且在每次核心形成事件期间，撞击物核心的大部分（70 - 100%）金属与原行星的硅酸盐地幔的小部分平衡。只有当起源于太阳附近的天体（<0.9 - 1.2天文单位）高度还原，而超出这一距离的天体则越来越氧化时，才能获得与地球地幔成分的可接受拟合。火星地幔的FeO含量主要取决于火星形成胚胎起源的日心距离。最后，地球核心预计含有8 - 9重量%的硅，2 - 4重量%的氧和10 - 60 ppm的氢，而火星核心预计含有低浓度（<1重量%）的硅和O。
2014-10-13 astro-ph.EP
