Response to the Comment by Haack et al. (2015) on the paper by Anfinogenov et al. (2014): John's stone: A possible fragment of the 1908 Tunguska meteorite
这篇文章对Haack等人（2015）的评论进行了公开讨论和批判性反馈，并强调了第一个宏观证据的重要性，这是一种新类型的候选陨石：由富含二氧化硅的沉积岩组成的行星起源陨石。讨论了（i）包括地球、火星和土星、木星的冰卫星在内的候选母体，（ii）1908年通古斯大灾难地区的铂族元素异常与玻璃硅酸盐微球和石英颗粒异常，（iii）火星上未混合硅酸盐储层的同位素不均匀性，（iv）火星上未混合硅酸盐储层的同位素不均匀性，（iv）火星上未混合硅酸盐储层的同位素不均匀性，（iv）火星上未混合硅酸盐储层的同位素不均匀性。㈣在极端天气条件下经过一段时间的陨石中惰性气体特征可能在陆地上消失或受到污染; ㈤宇宙成因同位素和屏蔽; ㈥假陨石。我们得出的结论是，候选母体名单的假设沉积起源陨石包括，但不限于地球，火星，土卫二，木卫三，木卫二。应根据全部证据来确定母体，而不仅仅限于氧和稀有气体同位素的测试，因为氧和稀有气体同位素的特征可能受到陆地污染，并且在母体内可能表现出明显的异质性。
2016-09-22 astro-ph.EP
New evidence for wet accretion of inner solar system planetesimals from meteorites Chelyabinsk andBenenitra
我们调查了最近两个普通球粒陨石瀑布，即车里雅宾斯克（2013年秋季）和贝内尼特拉（2018年秋季）中辉石的氢同位素组成和水含量，并将其与三个普通球粒陨石南极发现进行了比较，即格雷夫斯冰原岛峰GRA 06179，拉克曼冰原岛峰LAR 12241和自治领山脉DOM 10035。Benenitra和Chelyabinsk中的辉石矿物是水合的（$\sim$ 0.018-0.087 wt. $\%$ H $_2$ O），并显示出D-贫同位素特征（$δ$ D $_{SMOW}$从-444 $\unicode{x2030}$至-49 $\unicode{x2030}$）。相反，普通球粒陨石的发现显示出陆地污染的证据，水含量升高（$\sim$ 0.039-0.174 wt. $\%$）和值（从-199 $\unicode{x2030}$到-14 $\unicode{x2030}$）。我们评估了几个小的母体过程，可能会改变测量的成分在Benenitra和车里雅宾斯克，并推断，在S型星子的水损失是最小的热变质过程中。Benenitra和Chelyabinsk的氢成分反映了D-贫星云氢和水的混合成分，从D-丰富的mesostases。45-95 $\%$的矿物水的特点是低$δ$ D $_{SMOW}$值是由星云氢。S型小行星主要由名义上的无水矿物组成，可以容纳254-518 ppm的水。在吸积过程中，在…
2021-11-27 astro-ph.EP physics.geo-ph
The link between Athor and EL meteorites does not constrain the timing of the giant planet instability
本研究通过全面的动力学模拟反驳了此前结论，证实类Athor天体可在巨行星不稳定性发生后很久被植入小行星带，说明Athor与EL陨石的关联无法约束太阳系巨行星动力学不稳定性的发生时间。
2024-04-16 astro-ph.EP
The prebiotic pathway from P-bearing iron meteorites to phosphates by DFT modeling
本研究通过周期性DFT模拟，揭示了太古宙陨磷铁镍矿在水腐蚀下生成含氧磷化合物的动力学过程，表明350K下反应仅需数小时，为磷的前生物化学途径提供了关键计算证据。
2025-02-26 astro-ph.EP physics.geo-ph
Extraterrestrial sedimentary rocks on Earth
这篇概念文章讨论了识别沉积成因陨石的可能性。本文涉及（i）1908年通古斯大灾难震中的沉积陨石的宏观候选者;（ii）沉积陨石的潜在母体;（iii）火星上未混合硅酸盐储层的同位素不均匀性;（iv）在极端天气条件下度过一段时间的新型陨石中惰性气体特征的可能陆地损失或污染;（v）宇宙成因同位素和屏蔽;（v）地球化学和地球物理。和（vi）伪陨石。我们得出的结论是，沉积陨石的候选母体名单包括，但不限于地球，火星，土卫二，木卫三，木卫二，以及过去可能存在于火星和木星轨道之间的假设行星。地球上地外沉积岩的母体应根据所有证据加以确定，而不仅仅限于氧和稀有气体同位素的测试，因为氧和稀有气体同位素的特征可能受到陆地污染，在母体内可能显示出明显的不均匀性。观测到的宇宙天体坠落、符合撞击结构标准的超高速撞击证据以及碎片上存在熔融壳应被视为陨石起源的优先迹象。
2017-06-18 astro-ph.EP
Thulium anomalies and rare earth element patterns in meteorites and Earth: Nebular fractionation and the nugget effect
本文报道了41种辉长岩的稀土元素组成，其中32种来自碳质（CI、CM、CO和CV）、顽火辉石（EH和EL）和普通（H、L和LL）族，9种来自顽火辉石族，2种来自顽火辉石无球粒陨石（Aubrite）族。CI球粒陨石标准化的稀土元素模式和Eu异常在普通和顽火辉石中表现出更分散在更多的变质比在不平衡的顽火辉石。这是由于在变质作用过程中，稀土元素在不同载体相中的母体再分配所致。平衡的普通方解石的稀土模式的分散解释与浓度的稀土在磷酸盐微粒的块金效应。陆源岩石和普通辉石和顽火辉石样品显示相对于钙辉石~-4.5%的负Tm异常。相比之下，CM、CO和CV（除Allanum外）未显示出显著的Tm异常。Allenitic CV球粒陨石显示出大的过量Tm（~+10%）。这些异常与陨石中II组耐火包裹体中发现的异常相似，但幅度要小得多。在陨石和陆地岩石中存在Tm异常表明：（i）太阳系内部的物质是由一个已经耗尽了耐火尘埃并携带Tm正异常的气体储层形成的;或者（ii）CI陨石富含耐火尘埃，并不代表耐火元素的太阳组成。在普通和顽火辉石和陆地岩石中观察到的Tm异常，相对于碳质顽火辉石，表明类似于碳质顽火辉石的物质必须代表地球成分的一小部分。
2015-03-30 astro-ph.EP
Water On -and In- Terrestrial Planets
地球在太阳系世界中具有独特的表面特征。它不仅有液态水，还有大片的大陆。一颗外观相似的系外行星会让我们想起家乡，但这样的行星是否比一个完全被海洋覆盖的水世界更有可能孕育生命，这一点并不明显--毕竟，表面液态水定义了典型的宜居带。在这一过程中，我认为1）地球的双峰表面特征对其长期气候稳定性至关重要，因此是可居住性的路标，2）我们将能够通过下一代太空任务限制类地系外行星的表面特征。
2015-11-13 astro-ph.EP physics.geo-ph
Water UV-Shielding in the Terrestrial Planet-Forming Zone: Implications for Oxygen-18 Isotope Anomalies in H2-18O Infrared Emission and Meteorites
了解原行星盘最内部区域水蒸气的丰度和分布是了解可居住世界和行星系起源的关键。过去的观测表明，水是丰富的，是一个主要的载体元素氧在磁盘表面层，位于内部几个Au的磁盘。高丰度和强辐射跃迁的组合导致发射谱线在整个红外光谱范围内光学上较厚。它的稀有同位素H2- 18 O可以追溯到这一层的更深处，并将追踪行星形成带的全部内容。在这项工作中，我们探讨了H2- 16 O和H2- 18 O的相对分布在一个模型，其中包括水的自屏蔽紫外线辐射的破坏性影响。在这封信中，我们表明，有一个增强的相对H2- 18 O丰度高在温暖的分子层内0.1-10 AU由于自屏蔽的CO，C18 O，和H2O。可以用JWST观察到的H2- 18 O的大多数跃迁将部分从该层发射，因此必须考虑H2O自屏蔽如何影响H2O与H2- 18 O的比率。此外，这种富含H2- 18 O气体的储层与垂直“冷指”效应相结合，可能为解释太阳系陨石物质中发现的氧同位素异常提供了一种天然机制
2022-07-08 astro-ph.EP astro-ph.SR
Investigating the Hydration of CM2 meteorites by IR spectroscopy
球粒陨石是早期太阳系最古老的遗迹之一，因此引起了人们极大的兴趣。其中一些，如碳质CM陨石经历了水蚀变，因此它们的橄榄石含量或多或少地转化为水合硅酸盐，如层状硅酸盐。这些水化的CM 2陨石已被调查的KBr丸通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）。我们感兴趣的焦点是研究几种CM 2晶体的3和10 $μ$ m（3000和1000 cm $^{-1}$，O $-$ H和硅酸盐伸缩）带。通过研究这些信号，可以确定含水量和水合程度。为了实现这一目标，开发新的颗粒生产方法至关重要。这种技术有助于消除来自周围环境的吸附水，这将使结果的正确解释复杂化。
2014-11-04 astro-ph.EP
Challenges of identifying putative planetary-origin meteorites composed of non-igneous material
这篇概念文章讨论了识别非火成岩成分的行星起源陨石的挑战，主要是沉积起源，与SNC陨石不同。本文回顾了关于假定的沉积成因陨石和沉积陨石的潜在母体的证据。作者得出结论，沉积陨石的候选母体包括但不限于地球、火星、土卫二、木卫三、木卫二以及过去可能存在于火星和木星轨道之间的假设行星。作者认为，陨石沉积岩的地外起源和母体可以根据所有证据来确定，而不仅仅限于氧和稀有气体同位素的测试，这些同位素的特征可能受到地球污染，在太阳系和母体宇宙体内可能表现出显著的不均匀性。观测到的宇宙天体坠落、超高速坠落的证据、撞击目标的迹象以及碎片中存在熔壳、熔化和/或冲击变形特征，应被视为陨石起源的优先迹象。
2018-02-25 astro-ph.EP
Hemolithin: a Meteoritic Protein containing Iron and Lithium
本文描述了在陨石中发现的第一种蛋白质。先前在Acfer 086和Allenium陨石[1，2]中观察到的氨基酸聚合物已通过高精度MALDI质谱法在Acfer 086中进一步表征，以揭示分子量为2320道尔顿的主要统一结构，其涉及由铁原子终止的甘氨酸和羟基甘氨酸残基链，以及额外的氧原子和锂原子。高达135的信噪比允许通过同位素卫星对各种MALDI碎片中的铁和锂进行定量，这是由于它们各自的少数同位素质量54 Fe和6 Li。对与每个分子碎片相关的同位素的完整光谱的分析显示，2 H在地球上的平均增强为25，700千分之一（sigma = 3，500，n=15），证实了地球外的起源，因此这种分子存在于CV 3陨石类的小行星母体中。该分子的顶端是一个铁-氧-铁基团，在其他地球环境中，该基团被认为能够吸收光子并将水分解为羟基和氢部分。
2020-02-22 astro-ph.EP physics.chem-ph
Chemically defining the building blocks of the Earth
球粒陨石是最早期太阳系遗留下来的未分化沉积物，被广泛认为是类地行星未加工的组成部分。这些陨石和经过处理的火成陨石，根据它们的同位素特征被分为两大类;它们被称为CC和NC组，并被解释为反映了它们在太阳系内独特的出生地。NC和CC陨石的同位素独特性文件有限的径向混合的吸积盘。顽火辉石和普通顽火辉石是NC型的，可能代表来自内太阳系的样品（可能是$<$ 4 AU）。顽火辉石中的难熔亲石元素（RLE）的比例的测量和建模建立了这些陨石作为硅酸盐地球和核心的大部分最接近的起始材料。对比南极和陆地的RLE比表明，块状硅酸盐地球，而不是核心，托管地球的库存的Ti，Zr，Nb和Ta，但不是V的全部补充。
2019-01-13 astro-ph.EP
The effect of a strong pressure bump in the Sun's natal disk: Terrestrial planet formation via planetesimal accretion rather than pebble accretion
碳质和非碳质陨石的质量独立同位素异常显示出明确的二分法，表明太阳系的内部和外部有效分离。观测表明，在原行星盘中，毫米大小的卵石分布中，环状结构是常见的。这些结构往往与漂流卵石被捕获的局部压力最大的气体盘。类似的结构也可能存在于太阳的出生盘中，这可以自然地解释陨石/行星同位素的二分法。在这里，我们测试的影响，一个强大的压力在外盘（例如$\sim$ 5~au）的形成的内部太阳系。我们模拟了尘埃的凝聚和演化，星子的形成，以及通过星子和卵石的吸积胚胎的生长。我们的研究结果表明，陆地胚胎形成通过星子吸积，而不是卵石吸积。在我们的模型中，卵石的径向漂移促进了微行星的形成。然而，一旦形成了一个压力冲击，内部磁盘中的卵石通过漂移丢失之前，他们可以有效地增生的胚胎生长在$\gtrapprox$ 1~au。在$\sim$ 0.5-1.0au中的胚生长相对较快，并且可以更有效地附聚卵石。然而，这些同样的胚胎生长到更大的质量，所以它们应该向内迁移，这与当前的太阳系不一致。因此，类地行星很可能是由月球的巨大撞击吸积到大约火星质量的行星胚胎中形成的，大约在$\gtrapprox$ 1.0~au左右。最后，我们的模拟产生了一个陡峭的径向质量分布的星子在陆地区域，这是定性对齐的形成模型表明，小行星带出生低质量。
2021-05-03 astro-ph.EP
Nucleosynthetic Pt isotope anomalies and the Hf-W chronology of core formation in inner and outer solar system planetesimals
铁陨石的182 Hf-182 W年表提供了关于太阳系一些最古老的微行星的吸积和分化的时间尺度的关键信息。确定铁陨石的准确Hf-W模型年龄需要对宇宙射线辐照（CRE）引起的W同位素组成的变化进行校正，这可以使用原位中子剂量计（如Pt同位素）来实现。到目前为止，人们一直认为，所有的Pt同位素的陨石反映CRE的变化，但在这里，我们表明，一些未分组的铁陨石显示小的核合成Pt同位素异常。这些提供了最合适的起始组合物的校正CRE引起的W同位素变化的铁陨石从所有主要的化学基团，这导致了~1马向上修订以前报道的Hf-W模型年龄。修正后的年龄表明，非碳质（NC）铁陨石母体的成核发生在CAI形成后约1-2 Ma，而大多数碳质（CC）铁陨石母体的成核发生在CAI形成后约2 Ma。我们发现，年轻的CC核心具有较低的Fe/Ni比早期形成的NC核心，表明核心形成在更氧化的条件下发生在一个更长的时间尺度。由26铝衰变加热的星子的热模拟表明，这延长核心形成的时间尺度是一致的，与较高比例的水冰在CC相比，NC星子，这意味着，尽管不同的核心形成的时间尺度，NC和CC铁陨石母体吸积约同期内CAI形成后的1马，但在不同的径向位置的磁盘。
2021-09-30 astro-ph.EP physics.geo-ph
Two-source terrestrial planet formation with a sweeping secular resonance
Southwest Research Institute（西南研究所）
该研究提出双源模型解释内太阳系氧化梯度，通过长期共振将外盘迁移形成火星并贡献氧化材料。
2026-01-07 astro-ph.EP
The Delivery of Water During Terrestrial Planet Formation
在类地行星区域形成的行星积木可能非常干燥，但地球上的水相对丰富。我们回顾了各种机制提出的起源水的类地行星。已经提出了各种就地机制，这些机制允许将水并入类地行星区域的局部星子或从局部来源进入行星本身，尽管所有这些机制都有困难。彗星也被提议作为水源，尽管可能存在符合同位素限制的问题，并且输送效率非常低，以至于可能难以以这种方式输送甚至一个地球海洋的水。最有希望的供水途径是雪线以外的物质的吸积，类似于碳质的方解石，随着行星的生长，这些物质分散到类地行星区域。详细讨论了两种主要情况。第一种是经典的场景，在这种场景中，巨行星大致从它们的最终位置开始，类地行星区域的星子和胚胎盘一直延伸到外部小行星带区域。第二种是“大钉”情景，即巨行星早期向内和向外的迁移将雪线以外的物质注入小行星带和类地行星区域，在那里它们可以被不断生长的行星吸积。在这两种情况下，都有足够的水被输送到类地行星。虽然Grand Tack方案提供了更好的适应大多数约束条件，即火星的小质量，但在这里讨论的名义情况下，行星可能形成得太快。这种差异可能会减少作为一个更广泛的初始条件进行了探讨。最后，我们讨论了几个最近的模型，可能有重要的影响，水输送到类地行星。
2018-02-10 astro-ph.EP
Delivery of water and volatiles to the terrestrial planets and the Moon
通过模拟行星影响下的微行星盘的演化，已经表明从木星轨道以外输送到地球的水的质量可以与陆地海洋的质量相媲美。相当一部分的水可能已经被输送到地球的胚胎，当它的质量小于地球的当前质量。当地球胚胎的质量增长到目前地球质量的一半时，输送到胚胎的水的质量可能是从木星和土星的补给区输送到地球的水总量的近30%。陆地海洋的水可能是由几个来源的水混合而成的结果，这些水具有较高和较低的D/H比。从木星轨道外输送到金星的水的质量几乎与地球相同，如果归一化为行星的单位质量。输送到火星的水的单位质量是地球的两到三倍。从木星轨道以外输送到月球的水的质量可能比地球少20倍。
2020-03-22 astro-ph.EP
Predicted diversity in water content of terrestrial exoplanets orbiting M dwarfs
围绕M矮星的系外行星调查发现了越来越多的具有类似地球日射的系外行星。预计其中一些行星是岩石行星，具有有利于表面液态水的温和气候的潜力。然而，各种模型预测，在M矮星周围的经典宜居带中轨道运行的类地行星没有水或水太多，这表明M矮星周围的宜居行星可能很罕见。在这里，我们提出了一个更新的行星人口合成模型的结果，其中包括水富集在原始大气中的影响，所造成的大气氢氧化的岩石材料从传入的星子和岩浆海洋。我们发现，这种原始大气中的水生产被发现显着影响陆地岩石水行星的出现，产生不同的水含量。我们估计，5-10%的行星与大小$<1.3 R_\oplus$轨道早中期M矮星有适当的海水量的可居住性。这样的发生率将足以通过正在进行的和不久的将来的M-矮行星调查任务来检测潜在的宜居行星。
2022-09-29 astro-ph.EP
Formation of aqua planets with water of nebular origin: Effects of water enrichment on the structure and mass of captured atmospheres of terrestrial planets
最近对具有类似地球日照的系外行星的探测吸引了人们越来越多的兴趣，即在太阳系之外，类似地球的水行星是多么常见。虽然类地行星通常被认为捕获了冰冷或富含水的微行星，但星云起源的原始大气本身可以通过大气中的氢与来自微行星或岩浆海洋的氧化矿物质的氧化而产生水。从热力学上讲，正常的氧缓冲剂产生的水的摩尔数与氢相当或更高。因此，原始大气可能高度富集水蒸气;然而，原始大气一直被认为具有太阳丰度。在这里，我们整合了这样一个丰富的大气层的亚地球嵌入在一个原行星盘周围的M矮星0.3 $M_\odot$的1D结构和调查的影响，水富集对大气的性质，重点是水量。我们发现，混合良好、高度富集的大气比太阳丰富的大气质量大几个数量级，即使是火星质量的行星也可以获得与现在地球海洋相当的水。虽然接近火星质量的行星可能会通过圆盘分散和光蒸发失去捕获的水，但这些结果表明，具有类似地球水含量的次地球比以前预测的要多。然而，类地行星究竟能获得多少水，并能保留多少水，以防止随后的损失，这取决于水的生产效率、在大气和岩浆海洋中的混合以及光蒸发，未来应对此进行详细的调查。
2020-06-16 astro-ph.EP
Spatial distribution of isotopes and compositional mixing in the inner protoplanetary disk
通过N体模拟研究内原行星盘Cr和O同位素空间分布，发现Cr同位素异常存在空间梯度，而$Δ^{17}$O无梯度，可能因质量无关分馏改变了其分布。
2024-07-20 astro-ph.EP
Water and the interior structure of terrestrial planets and icy bodies
水的含量与类地行星和冰质天体的内部演化有着密切的联系。行星系中水的分布受原行星盘的温度结构、微行星和行星胚胎的动力学和迁移控制。这导致了星子和行星胚胎的形成，它们具有各种各样的成分，水含量和氧化程度。内部的演变，特别是星子的形成时间相对于由短命的26铝衰变的辐射加热的时间尺度可能会管理的含水硅酸盐和剩余的岩石-冰混合物的量在其演化的后期阶段。反过来，水含量可能会影响星子的早期内部演化，特别是金属硅酸盐分离过程。此外，水含量可能有助于增加氧逸度，从而影响太阳系天体硅酸盐储层中亲铁元素的浓度。最后，水含量强烈影响冰卫星的分化率，控制其内部演化，并支配其内部深处发生的蚀变过程。
2017-12-20 astro-ph.EP
A pebble accretion model for the formation of the terrestrial planets in the Solar System
在年轻恒星周围的原行星盘中有大量毫米大小的卵石。原始陨石内部的球粒--由尘埃、聚集体、卵石的熔化或微行星之间的碰撞形成--具有相似的尺寸。卵石吸积对类地行星形成的作用仍然不清楚。在这里，我们提出了一个模型，向内漂移的鹅卵石饲料的增长类地行星。金星、地球、忒伊亚（后来与地球相撞形成月球）和火星的质量和轨道都与围绕火星轨道形成的原行星上的鹅卵石吸积一致，并在成长过程中迁移到最终位置。地球和火星的同位素组成是由两代卵石的吸积在质量上相匹配的，携带着不同的同位素特征。最后，我们表明，地球的水和碳预算可以提供卵石从早期的一代之前，气体信封变得足够热，蒸发挥发物。
2021-02-17 astro-ph.EP
Exchange of meteorites between the terrestrial planets and the Moon
本文通过轨道演化模拟，定量研究了地球、月球、水星和火星之间抛射天体的碰撞与交换概率，揭示了不同抛射速度下各行星间陨石输运的统计规律。
2024-12-30 astro-ph.EP
Early water delivery to terrestrial planet regions during the stages of Jupiter's formation and migration in the Grand Tack model
气体巨星的形成和随后的迁移可能会显著影响太阳系的物质混合。在这项研究中，我们使用N-体模拟来调查有多少水被输送到该地区的类地行星形成在木星的生长和迁移阶段的大塔克模型。我们发现木星的成长伴随着大量的物质输送，大量的水（基于最小质量太阳星云的初始微行星分布，大约是地球海洋质量的10倍）被输送到类地行星区域。在木星的迁移阶段，释放的总量进一步增加（总量约为地球海洋质量的10-40倍），这对模拟参数的依赖性较小。此外，在这些阶段，类地行星还没有完全发育成熟。因此，在这些早期阶段提供的水可以在原行星和/或地球生长的核心形成期间与金属铁相互作用。由于水分子中的氢可以溶解到它们的核心中，这可以解释目前地球核心中观察到的密度不足。值得注意的是，木星可能在解释非碳质（NC）和碳质（CC）陨石之间同位素组成的二分法中扮演着重要的“屏障”角色。这项研究的结果表明，木星的增长需要一些NC和CC材料的混合。
2023-02-01 astro-ph.EP
Clouds will likely prevent the detection of water vapor in JWST transmission spectra of terrestrial exoplanets
我们即将对M型矮星宜居带中的类地系外行星的大气进行表征。由于其大的行星-恒星半径比和更高的凌日频率，绕M矮星运行的类地系外行星有利于透射光谱。在这项工作中，我们量化的影响，水云的幅度水蒸气传输光谱特征的类地系外行星绕M矮星。为此，我们从大气环流模型（GCM）实验潮汐锁定行星的合成透射光谱。我们改进以前的工作，考虑如何改变广泛的行星参数影响透射光谱。我们发现，云导致的数量增加了10-100倍的过境所需的检测水功能与詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）与不同的旋转周期，入射恒星通量，表面压力，行星半径和表面重力。我们还发现，在我们的GCM模拟与地球半径的行星旋转周期$\gtrsim 12 \ \mathrm{days}$的昼侧云覆盖率有很大的增加。这种云覆盖的增加导致了绕M矮星缓慢旋转的系外行星的光谱特征更强的静音。我们预测，这将是极具挑战性的探测水传输功能的类地系外行星的大气中的宜居带的M矮星与JWST。然而，在云层之上混合良好的物种（例如，CO $_2$和CH $_4$）可能仍然可以在这些行星上用JWST探测到。
2019-12-18 astro-ph.EP
Water loss from terrestrial planets with CO2-rich atmospheres
类地行星高层大气中的水的光解和氢的损失对气候演变具有根本的重要性，但总体上仍知之甚少。在这里，我们提出了一系列的计算，我们进行了研究的依赖性，从类地行星的大气和外部参数的范围内的水损失率。我们表明，CO2只能造成显着的水分流失增加地面温度在一个狭窄的条件范围内，与冷却的中层和高层大气作为一个瓶颈逃逸在其他情况下。在G星周围，有效的损失只发生在具有中等CO2大气分压（0.1至1巴）的行星上，这些行星的净通量接近临界失控温室极限。由于G星的总光度随时间增加，而XUV/UV光度则减少，这对像地球这样的行星的水分流失有很大的限制。相比之下，对于富含二氧化碳的早期金星来说，只有当云层引起强烈冷却时，水损失的扩散限制才是重要的，这意味着地球表面从未有过液态水的情况确实是合理的。在M星周围，水分的流失主要是轨道距离的函数，行星吸收的通量小于~270 W/m^2（全球平均值）不太可能在它们的一生中失去超过一个地球海洋的H2O，除非它们在早期失去所有的大气N2/CO2。我们的研究结果表明，许多“类地”系外行星在宜居带可能有海洋覆盖的表面，稳定的富CO2/H2O的大气层，和高的平均地面温度。
2013-10-12 astro-ph.EP
Formation of the four terrestrial planets in the Jupiter-Saturn chaotic excitation scenario: fundamental properties and water delivery
Kindai University（近畿大学）；Center for Computational Astrophysics, National Astronomical Observatory of Japan（日本国立天文台天体计算物理中心）；Planetary Exploration Research Center, Chiba Institute of Technology（千叶工业大学行星探索研究中心）
研究通过木星-土星混沌激发情景分析，发现四颗类地行星的形成与水输送机制相关，并揭示了地球水含量的来源。
2026-02-19 astro-ph.EP
Solar wind origin of terrestrial water
地球水资源的起源是地球演化史上的一大奇迹。通常的解释是在地壳还没有形成的时候，水储存在地幔中，以及在晚期的重撞击期间彗星沉积水。这两种解释都有不同的问题-特别是当与火星和金星的进化相比时。在这里，我们讨论了早期地球磁层从太阳风中收集到的氢的可能作用。虽然太阳风捕获产生的水在今天非常小，但在行星形成后的第一个十亿年期间可能很重要，因为当时太阳风要强得多，地球磁层配置可能不同。我们估计，当我们假设地球偶极子作为一个收集器和早期的太阳风比今天强1000倍时，太阳风氢对地球水储量的贡献可达10%。我们甚至不能排除太阳风氢是地球水储量的主要贡献者。
2011-02-02 astro-ph.EP
Terrestrial planet formation from lost inner solar system material
岩石行星的形成过程有两种根本不同的过程，但目前还不清楚是哪一种形成了太阳系的类地行星。它们要么是由来自内太阳系的行星胚胎之间的碰撞形成的，要么是由来自外太阳系的向日漂移的毫米大小的“鹅卵石”吸积而成。我们表明，地球和火星的同位素组成是由两个组件的混合内部太阳系材料，包括来自最内层的磁盘未采样的陨石，而外部太阳系材料的贡献是有限的几个百分比的质量。这反驳了类地行星的卵石吸积起源，但与内太阳系胚胎的碰撞生长是一致的。地球和火星上的外太阳系物质含量很低，这表明圆盘中存在持续的尘埃漂移屏障，突出了太阳系中岩石行星形成的特定途径。
2022-01-20 astro-ph.EP
A formation pathway for terrestrial planets with moderate water content involving atmospheric-volatile recycling
本研究针对中等含水量类地行星的形成路径问题，采用含大气挥发物循环的chemcomp模型模拟TRAPPIST-1型恒星周围的行星形成，发现随时间降低的卵石流入率可促成此类行星形成，佐证了蒸气循环在行星形成中的重要作用。
2024-06-30 astro-ph.EP
Meteorites and the RNA World: A Thermodynamic Model of Nucleobase Synthesis within Planetesimals
地球上的前成核碱基可能是陨石母体的起源，这一点已被在各种陨石中测得的鸟嘌呤（G）、腺嘌呤（A）和尿嘧啶（U）所证实。然而，胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）在陨石中不存在，使得RNA和后来的RNA/DNA/蛋白质世界的出现成为问题。我们调查的陨石母体（星子）的所有核碱基的起源计算建模18个反应，可能有助于在这样的环境中形成核碱基。在这个列表中，我们确定了每个核碱基的两个最重要的反应，并发现这些反应涉及小分子，如HCN，CO，NH3和水，这些小分子最终来自于构建星子的原行星盘。这项研究的主要结果是，胞嘧啶是不太可能持久的陨石母体内，由于水脱氨基。胸腺嘧啶具有从尿嘧啶、甲醛和甲酸的有利的化学反应途径，但由于与该分子的氧化反应，在含有H2 O2的星子中可能不存在。最后，虽然FT合成被认为是我们的模型星子内的核碱基的主要来源，但NC合成在某些化学条件下（例如在CR2母体内）可能仍然是重要的。我们讨论了几个主要的后果，我们的结果的起源RNA世界。
2016-11-22 astro-ph.EP
Role of gaseous giants in the dynamical evolution of terrestrial planets and water delivery in the habitable zone
在目前的研究中，我们研究了一个巨大的行星在富水胚胎和星子的动力学演化的影响，位于雪线以外的系统围绕太阳的恒星，以确定什么样的类地行星可以形成在这些系统的宜居带（以下简称HZ）。为此，我们进行了行星吸积的N体模拟，考虑到气体已经从盘中消散，并且在系统的雪线之外形成了一颗巨大的行星，在3 au处。我们发现，一个质量值介于土星质量和木星质量之间的巨大行星，代表了一个极限，从雪线之外向内移动的富含水的胚胎的数量开始减少。从这一点来看，我们的研究表明，质量超过一个木星质量的巨行星成为向内迁移的富含水的胚胎的有效动力学障碍。此外，我们推断，在HZ中存活的这些胚胎的数量显着减少的系统，主机一个巨大的行星比一个更大的质量。这一结果具有重要的影响，关于形成的类地行星在HZ具有非常高的水含量，并可能提供一个选择标准，在寻找潜在的宜居系外行星的系统，主机周围的气态巨星太阳型恒星。
2018-08-27 astro-ph.EP
Orbit and dynamic origin of the recently recovered Annama's H5 chondrite
我们描述了2014年4月19日（当地时间）发生在靠近芬兰边境的偏远科拉半岛（俄罗斯）的安娜玛陨石坠落事件。这颗火球是由芬兰火球网络（Finnish Fireball Network）观测到的。根据这些观测结果计算出了流场，并在2014年5月29日和5月30日发现了两颗距离预测着陆点仅几百米的陨石，因此陨石（H4-5球粒陨石）只经历了最小的陆地变化。观测的准确性使得能够获得精确的地心辐射，并计算出祖先流星体的日心轨道。对选定的近地小行星和安纳马流星体的轨道进行的反向积分表明，它们迅速偏离，因此安纳马陨石不太可能与它们有关。唯一的例外似乎是最近发现的2014 UR 116，它显示了一种合理的动态关系。相反，对流星体日心轨道的分析表明，安娜玛进入地球穿越阿波罗型轨道是通过与木星的4：1平均运动共振或nu 6长期共振发生的，这是迄今为止研究的大多数陨石进入地球的动力学机制。
2015-07-15 astro-ph.EP
Water UV-shielding in the terrestrial planet-forming zone: Implications for carbon dioxide emission
二氧化碳是研究类地行星形成带化学和物理的重要示踪剂。使用一个热化学模型，已被测试对中红外水排放，我们重新解释与斯皮策观测到的二氧化碳排放。我们发现，水的紫外线屏蔽和额外的化学加热显着减少总CO2柱的发射层。水UV屏蔽是更有效的效果，将CO2柱减少$\sim$ 2个数量级。这些较低的CO2丰度导致CO2-H2O通量比接近观测值，但CO2排放仍然太亮，特别是相对而言。在水中面冰线外消除元素氧对CO2排放的影响比对H2O排放的影响更大，从而使CO2-H2O排放与观测值一致。我们的结论是，与斯皮策-IRS观测到的CO2排放是来自一个薄层的光球盘，类似于强水线。在这一层以下，我们预计二氧化碳不会存在，除非通过物理过程补充。这将在$^{13}$ CO2光谱中以及JWST-MIRI可以观察到的某些$^{12}$ CO2特征中可见。
2022-07-07 astro-ph.EP
Water UV-shielding in the terrestrial planet-forming zone: Implications from water emission
中红外线光谱是少数几种观察陆地行星形成区（原行星盘内部的少量金）成分的方法之一。目前在磁盘大气中检测到的物种，例如CO，CO2，H2O和C2 H2，理论上足以限制磁盘表面的C/O比。然而，热化学模型有困难，在中红外线同时再现检测到的物种的全部阵列。为了更接近观察到的光谱，我们将水的紫外线屏蔽以及更有效的化学加热纳入热化学代码Dust And Lines。我们发现，两者都需要匹配所观察到的发射光谱。除了来自UV光子的传统加热之外，有效的化学加热对于升高水发射层的温度以匹配所观察到的水的激发温度是必要的。我们发现，水的紫外线屏蔽阻止紫外线光子深入到磁盘，冷却较低的层与较高的列。这两种效应产生了一个热的发射水层，其水柱为1-10 $\times 10^{18}$ cm $^{-2}$。在模型中，在中红外波长下，这仅占尘埃$τ=1$表面上方水柱的1-10%，占总水柱的<1%。
2022-04-20 astro-ph.EP
Exploring the Origins of Carbon in Terrestrial Worlds
鉴于碳在生命化学中的核心作用，碳如何以什么形式和何时供应给地球是一个根本问题。我们提供了一个会计的碳发现在太阳系的机构，特别是陨石的有机物含量之间的比较，并在确定的有机物在致密的星际介质（ISM）。根据这一计算，恒星形成的化学过程中产生的有机物最多可以含有原始陨石中有机碳含量的15%，而彗星有机物的含量要少得多，彗星有机物代表了地球起始物质的假定贡献者。在ISM中，约30%的元素碳存在于气体或冰中的CO中，典型丰度约为10^-4（相对于H2）。最近对TW Hya盘的观测发现，与此值相比，CO的气相丰度降低了一个数量级。我们探索了一种解决方案，其中挥发性CO通过气相过程被破坏，为有机物质提供额外的碳源，以将其纳入星子和彗星。这种化学处理机制需要温暖的颗粒（> 20 K）、部分电离的气体和足够小的<10微米的颗粒，即较大的总颗粒表面积，使得冻结是有效的。在这些条件下，静态（非湍流）化学模型预测，名义上封存在CO中的大部分碳可以是各种各样的有机物的碳源，这些有机物作为温暖的前行星尘埃颗粒表面上的冰涂层存在。
2014-05-28 astro-ph.EP
Distant formation and differentiation of outer main belt asteroids and carbonaceous chondrite parent bodies
小行星的挥发性成分提供了有关太阳系历史和地球挥发物起源的信息。波长为$<2.5\ {\rm μm}$的可见光和近红外观测表明，位于$2.5$ - $4\ {\rm au}$的外主带小行星与碳质球粒陨石之间存在遗传联系，碳质球粒陨石的同位素与地球上的挥发性元素相似。然而，最近的大型外部主带小行星的较长波长数据显示，在CC中不存在的氨化层状硅酸盐的$3.1\ {\rm μm}$吸收特征，并且不能容易地从目前距离稳定的材料中形成。在这里，通过结合AKARI空间望远镜收集的数据和水文，地球化学和光谱模型的水-岩反应，我们表明，具有$3.1\ {\rm μm}$吸收功能和CC的小行星的表面材料可以来自不同地区的一个单一的，水-岩-分化的母体。在高水岩比（$>4$）和低温（$<70^\circ$ C）下，含NH $_3$和CO $_2$的分异体的富水地幔内形成氨化层状硅酸盐。CC可以起源于以岩石为主的核心，这可能是优先采样的陨石的破坏和运输过程。我们的研究结果表明，多个大的主带小行星形成超越NH $_3$和CO $_2$雪线（目前$>10$ au），并可能被运送到目前的位置。地球的高氢碳比可以用这些富含水的祖先的增加来解释。
2021-12-19 astro-ph.EP physics.geo-ph
Water Cycling Between Ocean and Mantle: Super-Earths Need Not be Waterworlds
大型的类地行星被认为具有柔和的地形和深海，这意味着大多数超级地球应该完全被水覆盖，即所谓的水世界。这一点很重要，因为水世界缺乏硅酸盐风化恒温器，因此预测其气候不如具有暴露大陆的行星稳定。换句话说，水世界的持续宜居带比类地行星要窄得多。然而，行星上的水是在表面水库（海洋）和内部水库（地幔）之间分配的。板块构造在地质时间尺度上在这些储层之间输送水。洋中脊熔体的脱气作用和洋壳的蛇纹化作用分别对海底压力产生消极和积极的影响，从而对长期的海洋体积提供稳定的反馈。受地球近似稳态的深层水循环的启发，我们建立了水圈的两箱模型，并推导了类地行星上水分配的稳态解。至关重要的是，海底静水压力与表面重力成正比，因此具有深水循环的超级地球将倾向于在地幔中储存更多的水。我们的结论是，任何质量的构造活跃的类地行星都可以保持暴露的大陆，如果它的水团质量分数小于0.2%，大大增加了超级地球适合居住的几率。在我们的研究中，最大的不确定性来源是地球目前的地幔水库存：其价值越大，行星就越容易被淹没。最后，我们讨论了未来的任务如何通过绘制大型类地行星的海洋和大陆来测试我们的假设。
2014-01-03 astro-ph.EP
Water Trapping on Tidally Locked Terrestrial Planets Requires Special Conditions
地表液态水是标准行星可居住性的必要条件。对M星周围潮汐锁定行星的大气环流的计算表明，这种特殊的轨道结构有助于将大量的水捕获在夜晚一侧的厚达200厘米的冰中，可能会将所有的液态水从白天一侧移走，而白天是光合作用的可能场所。我们研究这个问题，使用一个全球气候模式，包括耦合大气，海洋，陆地和海冰组件以及大陆冰盖模式驱动的气候模式输出。对于一个水世界，我们发现表面风将海冰向白天输送，海洋将热量向夜晚输送。因此，夜侧海冰仍然是O（10米）厚和夜侧水截留是微不足道的。如果一颗行星在其夜晚一侧有大型大陆，如果地热通量与地球相似或更小，它们可以生长O（1000米）厚的冰盖。因此，当板块构造将其大陆推向夜晚时，具有与地球相似的水补充的行星将经历海平面的大幅下降，但不会经历完全的白天干燥。只有那些地热通量低于地球的行星，它们的大部分表面被大陆覆盖，并且地表水储量为地球的O（10%），才容易受到完全的水捕获。
2014-11-03 astro-ph.EP
Pressure-temperature Phase Diagram of the Earth
基于地球的压力-温度（P-T）相图模型，Jones & Lineweaver（2010）描述了无人居住的陆地液态水。我们的模型代表了大气、地表、海洋和地球内部--允许将陆地环境中的P-T条件范围与液态水的相态进行比较。在这里，我们提出了一个概述和额外的结果，从地球模型的位置最深的液态水在地球上和最大可能范围的陆地生物圈。液态水与地球相空间的交汇表明，岩石圈最深的液态水环境出现在~ 75 km的深度。3.5地球体积的%在75公里深度以上。考虑到液态水存在的地球体积的3.5%，该体积的~ 12%被生命居住，而剩余的~ 88%无人居住。这与生命所占的液态水体积的分数不同。我们发现地球上至少有1%的液态水是无人居住的。地壳和地幔中更好的地热梯度将提高这些初步结果的精度和准确性。
2010-05-14 astro-ph.EP
Terrestrial Exoplanet Internal Structure Constraints Enabled by Comprehensive Host Star Characterization Reveal that Terrestrial Planets in Mean-motion Resonances are Water Rich
本文通过自洽表征24颗宿主恒星并更新类地系外行星质量半径，发现共振类地行星核质量分数显著更低且富含水，并确认55 Cnc e和WASP-47 e为被剥离的迷你海王星核。
2025-08-22 astro-ph.EP astro-ph.SR
The snow line in viscous disks around low-mass stars: implications for water delivery to terrestrial planets in the habitable zone
水冰或雪线是原行星盘的关键属性之一，它决定了宜居带内类地行星的含水量。它的位置取决于恒星的性质，通过盘的质量吸积率，以及悬浮在盘中的尘埃的大小分布。我们计算雪线的位置从最近的观测质量吸积率和恒星质量的函数。通过将观测到的质量吸积率的色散作为初始盘质量色散的度量，我们发现给定质量的恒星将表现出一系列雪线位置。在一个给定的年龄和恒星质量，所观察到的质量吸积率的分散度为0.4德克斯自然导致雪线位置的分散度为0.2德克斯。对于ISM般的尘埃大小，一西格玛雪线之间的太阳质量恒星的年龄范围从2到5 au的位置。对于更真实的尘埃不透明度，包括更大的颗粒，雪线位于距离恒星近两倍的地方。我们使用这些位置和N体模拟的结果来预测在宜居带中原位形成的类地行星的水量。我们发现，在雪线位置的分散导致大范围的含水量。对于类似ISM的尘埃大小，类太阳恒星周围的可居住区类地行星中有很大一部分保持干燥，并且没有水被输送到低质量M恒星（小于太阳质量的一半）的宜居带。更接近雪线在磁盘与较大的颗粒使水输送到宜居带的一个显着的比例M星和所有FGK星。考虑到它们的数量和行星的出现率较高，M星可能拥有银河系中大多数富含水的类地行星，如果这些行星能够在随后的演化中保持它们的水。
2015-05-13 astro-ph.EP astro-ph.SR
Water delivery in the Early Solar System
作为国家科学网络“通往宜居世界之路”的一部分，水向类地行星的输送是一个关键问题，因为水对我们所知的生命的发展至关重要。在总结了最新技术之后，我们展示了早期太阳系分散的主要带天体的水输送的一些初步结果。因此，我们调查的问题，是否星子和星子碎片，已获得相当大的倾斜，由于在主带区域附近的2 AU的强动力学相互作用可以是有效的水运输船。匈牙利小行星群是这种设想是现实的最好例子。假设气态巨行星和类地行星已经形成，我们监测到分散的含水小天体（数量级为百分之几）与类地行星的碰撞。因此，我们能够对这些天体对地壳实际含水量的各自贡献作出初步估计。
2015-06-05 astro-ph.EP
Carbon Cycle Imbalances on Arid Terrestrial Planets with Implications for Venus
University of Washington（华盛顿大学）
研究探讨了干旱陆地行星碳循环平衡的必要条件，发现需初始水储量维持适宜温度，否则可能引发CO2失控。金星可能因水不足导致碳循环崩溃，暗示干旱行星难以维持宜居性。
2026-04-18 astro-ph.EP
Thermal evolution and sintering of chondritic planetesimals IV. Temperature dependence of heat conductivity of asteroids and meteorites
要了解来自小行星带和太阳系类地行星区域的星子和原行星的致密化和分化，需要对其内部热演化进行可靠的建模。这方面的一个重要因素是对星子中矿物和金属的混合物的导热性的详细了解。导热系数的温度依赖性在这里由其混合物组分的性质通过理论模型来评估。这允许预测的温度依赖的热导率的整个范围内观察到的陨石成分，也为可能的其他组合物。为此，已发表的结果的热导率的温度依赖性的矿物成分中发现的相变材料适合卡拉威模型的声子在固体中的热导率。对于Ni、Fe合金，使用已发表的实验室数据。然后，利用混合规则计算了绝热材料的导热系数。微裂纹的作用进行了研究，这增加了壁散射的重要性声子为基础的热导率。该模型被应用到已公布的数据上的导热系数的个人propiontes。如果用该模型计算陨石的热导率，则可以很好地再现热导率与温度关系的实验数据。研究发现，微裂纹的存在会减小声子散射长度，从而对热导率的温度依赖性产生显著影响。
2018-04-02 astro-ph.EP
Style and intensity of hydration among C-complex asteroids: a comparison to dessicated carbonaceous chondrites
在这里，我们报告的反射光谱的陨石在小行星环境（高真空和温度）和主带和近地小行星光谱之间的比较。重点关注3μm附近的OH吸收特征，我们表明小行星环境会导致谱带深度和宽度的减少，以及反射率最小值的移动。然后，我们将OH特征分解为几个分量，并使用指数修正的高斯模型。与以前的研究不同，我们确认了这些成分之间的联系，水蚀变历史和样品内部的水分子量，仅使用这种光谱特征的形状。然后，我们将此反卷积模型应用于用星载望远镜和两个太空探测器获得的小行星光谱，发现与陨石上以及同类型小行星中检测到的成分具有很强的相似性。根据我们的陨石实验结果，建议用3 μm波段作为小天体蚀变历史的示踪剂。仅使用3 μm波段，我们表明Ryugu已经被水严重改变，这与其母体被水冰覆盖，然后经历了超过400°C的高温序列相一致。我们还指出，Bennu的3 μm谱带显示了新发现的表面活性的迹象。
2020-04-21 astro-ph.EP
Phyllosilicate Emission from Protoplanetary Disks: Is the Indirect Detection of Extrasolar Water Possible?
层状硅酸盐是由岩石和液态水之间的相互作用形成的含水矿物，通常在小行星带的陨石中发现。小行星之间的碰撞有助于形成黄道光尘，因此合理地可能包括页硅酸盐。原行星盘中的星子之间的碰撞也可能产生含有页硅酸盐的尘埃。这些矿物具有中红外线的特征发射特征，可以在太阳系外的原行星盘中检测到。在这里，我们确定是否页硅酸盐在原行星盘是可检测的红外线使用仪器，如船上的斯皮策太空望远镜和SOFIA（平流层天文台红外天文学）。我们计算了陨石中最常见的层状硅酸盐的不透明度，并使用2层辐射转移模型计算了原行星盘的辐射发射。我们发现，层状硅酸盐存在于3%的水平导致观测显着差异的磁盘光谱，因此，应使用红外观测和光谱建模检测。在一个原行星盘中检测到层状硅酸盐将是该盘中星子中液态水的诊断，并将证明与我们自己的太阳系的相似性。我们还讨论了使用页硅酸盐排放测试的“水世界”的假设，提出了在星子的液态水应与库存的短寿命的放射性核素在行星系统，特别是26铝。
2013-04-09 astro-ph.EP astro-ph.SR
Physical properties of terrestrial planets and water delivery in the habitable zone using N-body simulations with fragmentation
这项研究的目标是研究行星胚胎的碎裂如何影响太阳型恒星周围的类地行星的物理和动力学性质。我们的工作重点是行星的形成和演化以及宜居带中的水输送。我们区分A类和B类HZ行星，这有一个吸积种子最初位于内部和超出雪线，分别。我们开发了一个Nbody集成器，将碎片和打了就跑的碰撞，这是所谓的D3 N-body代码。由此，我们在拥有两颗气态巨星（如木星和土星）的系统中进行了46次行星吸积的数值模拟。我们比较了两组23 N体模拟，其中之一包括一个现实的碰撞处理和其他模型的所有影响完美的合并。在有碎裂的运行中形成的HZ行星的最终质量比没有碎裂的结果小15%~ 20%。至于A类HZ行星，那些在没有碎片化的模拟中形成的行星相对于它们的初始值在质量上有非常显着的增加，而那些在有碎片化的运行中产生的行星的增长则不那么相关。我们注意到碎片在A类HZ行星的质量中起次要作用，提供的最终值不到30%。在没有碎裂的运行中，A类HZ行星的水的最后分数保持初始值，因为它们没有吸积富含水的胚胎。在碎片化的运行中，这些行星的水的最终分数强烈依赖于每次碰撞后用于分配水的模型。B类HZ行星在有和没有碎片的情况下，其最终水含量没有显着差异。由此，我们发现碰撞碎裂并不是HZ中水世界生存的障碍。
2019-10-07 astro-ph.EP
Accretion of the earliest inner solar system planetesimals beyond the water-snowline
本文利用铁陨石Fe/Ni和Fe/Co比值揭示最早内太阳系非碳质星子含大量氧化铁和挥发性元素，表明它们在水雪线之外吸积含水物质形成，而非硅酸盐凝结线处。
2024-08-30 astro-ph.EP
Stabilization of dayside surface liquid water via tropopause cold trapping on arid slowly rotating tidally locked planets
在不久的将来，围绕附近红矮星（M矮星）运行的陆地型系外行星是大气特征和生物特征搜索的最佳目标之一。最近的演化研究表明，位于M矮星宜居带的类地行星可能被潮汐锁定，由于其宿主恒星早期的高光度，其表面的水储量有限。之前对这类行星的几次气候模拟表明，它们剩余的水将被输送到行星永久的夜面，并被困在表面的冰中，使昼面没有水。在这里，我们使用一个三维的大气环流模式与水循环和精确的辐射转移计划，调查表面水的演变缓慢旋转潮汐锁定类地行星有限的表面水库存。我们发现，在这种类型的气候系统的夜面和亚恒星对流层顶之间的水捕获的竞争。虽然在某些情况下，地表水仍然被困在夜面作为冰盖，在其他情况下，液态水稳定在一个圆形区域在亚恒星区域作为湿地。N $_2$为1 bar，大气CO $_2$水平大于0.1 bar的行星，即使地表水储量非常小，也能保持稳定的昼侧液态水。我们的研究结果揭示了地球型系外行星上可能的气候状态的多样性，并强调了未来表征工作的表面液态水检测技术的重要性。
2020-02-20 astro-ph.EP physics.ao-ph
Terrestrial deuterium-to-hydrogen ratio in water in hyperactive comets
彗星水的D/H比在奥尔特云彗星和柯伊伯带的彗星族彗星中都显示为地球海洋值的1至3倍。我们提出了新的敏感的光谱观测水同位素在彗星家族46 P/Wirtanen进行了使用GREAT光谱仪搭载平流层红外天文台（SOFIA）。推导出的$(1.61 \pm 0.65) \times 10^{-4}$的D/H比与地球海洋中的D/H比相同。虽然统计数据有限，但我们表明，在现有数据中，有趣的趋势已经变得明显。在D/H比和活性分数（定义为活性表面积与总核表面的比率）之间可以看到明显的反相关性。彗星的活跃分数高于0.5，通常在水中的D/H比与地球上的值一致。这些极度活跃的彗星，如46 P/Wirtanen，在它们的彗发中需要额外的水蒸气来源，这可以用从核中喷出的升华冰粒来解释。观测到的相关性可能表明，极度活跃的彗星属于一群富含冰的天体，它们形成于雪线之外，或者说形成于太阳星云的最外层区域，是由在早期星盘演化过程中向外输送的内盘中经过热处理的水形成的。所观察到的反相关的活动部分和核的大小似乎反对第一种解释，作为星子附近的雪线预计将经历快速增长。或者，由于升华时的分馏效应，从核和冰粒中脱气的水的同位素性质可能不同。在这种情况下，所有彗星可能在水中具有与地球相同的D/H比，这对早期太阳系和地球海洋的起源具有深远的影响。
2019-04-23 astro-ph.EP
Accretion of water in carbonaceous chondrites: current evidence and implications for the delivery of water to early Earth
原行星盘是年轻恒星周围富含尘埃的结构。这些圆盘中所含的结晶和非晶物质经过光热处理和吸积，形成了各种大小和成分的天体，这取决于形成时的日心距离。南极陨石是相对较小和未分化的天体的碎片，它们所含的矿物质带有化学特征，提供了有关星子形成的早期环境的信息。目前争论的一个热门话题是向类地行星输送挥发物，理解它们是由在比原始碳质行星体更还原的条件下形成的星子建造的。在这篇综述中，我们描述了冰和水合矿物在外原行星盘中吸积的重要证据。在那个遥远的区域，形成了高度多孔和脆弱的富含碳和水的过渡性小行星，它们是碳质陨石（CC）的母体。CC是未分化的陨石，从未熔化，但经历了其他物理过程，包括热和水蚀变。最近的证据表明，其中很少有逃脱重大的改变，保留独特的功能，可以解释为证据的湿增生。文中还列举了碳质球粒陨石母体水蚀变的一些实例。最后，原子论解释的第一步，导致水介导的变更过程中的吸积的CC提供和讨论。从这些对CC中保留的水的新见解中，我们可以破译挥发物向类地行星输送的途径。
2019-01-28 astro-ph.EP
Water shielding in the terrestrial planet-forming zone: Implication for inner disk organics
原行星盘内部区域的化学成分可以追溯行星建筑材料的成分。内盘的确切元素组成尚未被测量，模型和观测之间的紧张关系仍然存在。最近的进展表明，紫外线屏蔽能够增加有机物的排放。在这里，我们扩大这些模型，并探讨如何紫外线屏蔽可能会影响化学成分的内部5金。在这项工作中，我们使用arxiv：2204.07108中的模型，并将其扩展为更大的化学网络。我们专注于在上层磁盘大气中的水的紫外线屏蔽的影响是最突出的和分子线起源的化学丰度。我们发现了丰富的碳和氮化学物质，其中C2 H2、CH 4、HCN、CH 3CN和NH3的丰度增加了> 3个数量级。这是由于H2O的自屏蔽作用，它将氧气锁定在水中。这随后导致含氧物质如CO和CO2的抑制。在模型中看到的C2 H2的增加，包括水UV屏蔽，使我们能够解释所观察到的C2 H2丰度，而不诉诸于升高的C/O比，因为水UV屏蔽诱导了富氧气体中的有效贫氧环境。因此，水的紫外线屏蔽是很重要的再现所观察到的碳氢化合物和腈的丰度。根据我们的模型结果，预计詹姆斯韦伯太空望远镜（JWST）可以观察到CH 4，NH3和NO等物种。
2022-07-19 astro-ph.EP
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
