We present results from the Met Office Unified Model (UM), a world-leading climate and weather model, adapted to simulate a dry Martian climate. We detail the adaptation of the basic parameterisations and analyse results from two simulations, one with radiatively active mineral dust and one with radiatively inactive dust. These simulations demonstrate how the radiative effects of dust act to accelerate the winds and create a mid-altitude isothermal layer during the dusty season. We validate our model through comparison with an established Mars model, the Laboratoire de Météorologie Dynamique planetary climate model (PCM), finding good agreement in the seasonal wind and temperature profiles but with discrepancies in the predicted dust mass mixing ratio and conditions at the poles. This study validates the use of the UM for a Martian atmosphere, highlighting how the adaptation of an Earth general circulation model (GCM) can be beneficial for existing Mars GCMs and provides insight into the next steps in our development of a new Mars climate model.
Cold, dry, windy, and UV irradiated -- surveying Mars relevant conditions in Ojos del Salado Volcano (Andes Mountains, Chile)
本期《天体生物学》的特别论文集概述了位于智利北部阿塔卡马沙漠前安第斯山脉的奥霍斯德尔萨拉多火山的特点和未来勘探的潜力。与其他地点相比,该地点的主要好处是强烈的紫外线辐射,永久冻土的存在和干燥地形中的地热活动。有限的雪事件和风之间的相互作用导致雪块埋在干燥的土壤表面下。这导致了短暂的水流,只在白天流动。在这座火山上,有迄今为止报道的最高的地下温度监测系统,永久冻土的季节性融化之后是快速渗透事件。这是由于这些土壤的高孔隙度。结果是强风塑造的地貌。在这个地方,温泉和湖泊(后者是由融化的冰形成的)都为生命提供了栖息地;一个6480米高的湖泊被火山活动加热,显示出温暖和寒冷的沉积物,其中含有许多不同的微生物物种,包括嗜冷菌。在永冻土融化的地方,融化池在5900米处形成,主要由拟杆菌和变形菌门的种群,而在池塘沉积物和永冻土本身中,酸性细菌,放线菌,拟杆菌,Patescibacteria,变形菌和Verrucomicrobia丰富。反过来,铁醇显示存在嗜酸性铁氧化剂和铁还原物质。尽管Ojos del Salado的极端条件,但该网站很容易访问。
Sculpting of Martian brain terrain reveals the drying of ancient Mars
Institute of Geology and Geophysics, Chinese Academy of Sciences(中国科学院地质与地球物理研究所);College of Earth and Planetary Sciences, University of Chinese Academy of Sciences(中国科学院大学地球与行星科学学院);Division of Geological and Planetary Sciences, California Institute of Technology(加州理工学院地质与行星科学系)
Glycine's Radiolytic Destruction in Ices: First In-Situ Laboratory Measurements for Mars
我们报告了新的实验室研究辐射引起的破坏甘氨酸含冰的温度和成分范围内,允许外推到火星的条件。原位红外光谱被用来研究甘氨酸衰减率作为温度(从15至280 K)和初始甘氨酸浓度的函数在6个混合物,其组成范围从干甘氨酸到H $_2$ O +甘氨酸(300:1)。结果以几种单位制表示,并附有使用注意事项。甘氨酸在火星表面下的半衰期估计为这一数据集火星条件的外推,和衰减率的趋势被描述为是火星近表面化学的应用。
Most super-Earths formed by dry pebble accretion are less massive than 5 Earth masses
我们从自洽的尘埃增长模型研究了岩石行星的形成。特别是,我们的目标是计算一个岩石行星的最大核心质量,可以维持一个薄的H-He大气,以解释开普勒的大小分布的第二个峰值。我们通过冰线内的卵石吸积来模拟行星的生长。卵石通量计算自洽尘埃生长通过求解对流扩散方程为代表的灰尘大小。包括粉尘在水冰线上的凝结、漂移、破碎和升华。光盘的演变计算$α$光盘从中央恒星的光蒸发。行星是从一个月球质量的胚胎中通过硅酸盐卵石的吸积和气体的吸积而成长起来的。我们分析了不同初始椎间盘质量、$α$粘度、椎间盘金属含量和胚胎位置的影响。最后,我们计算了由于蒸发造成的大气质量损失。我们发现,在冰线内,破碎屏障决定了卵石的大小,这导致不同的圆盘粘度不同的行星生长模式。在冰线内的卵石隔离质量通常衰减到低于5 M $_{\oplus}$的值在第一个百万年的磁盘演变,限制核心群众的价值。在计算了大气质量损失后,我们发现核心在$\sim$ 4 M $_{\oplus}$以下的行星大气层被完全剥离,少数4-5 M $_{\oplus}$核心保留着稀薄的大气层,使它们处于开普勒尺寸分布的间隙/第二峰值。总的来说,我们发现岩石行星只在低粘度盘($α\lesssim 10^{-4}$)中形成。当$α\geq 10^{-3}$时,岩石天体不会超过火星质量。干卵石吸积最典型的结果是质量从火星到$\sim$ 4 M $_{\oplus}$的类地…
Unstructured Grid Dynamical Modeling of Planetary Atmospheres using planetMPAS: The Influence of the Rigid Lid, Computational Efficiency, and Examples of Martian and Jovian Application