Elemental partitioning and isotopic fractionation of Zn between metal and silicate and geochemical estimation of the S content of the Earth's core
锌金属硅酸盐分馏提供了实验访问的核心形成的条件和锌已被用来估计地球的核心和散装地球的S含量，假设它们共享类似的挥发性和锌没有分配到地球的核心。我们已经进行了一套分区实验来表征锌金属硅酸盐元素和同位素分馏作为时间，温度和组合物的函数。实验在1473 - 2273K的温度下进行，对于四种起始材料，运行持续时间为5 - 240分钟。在10分钟内达到化学和同位素平衡。锌金属硅酸盐同位素分馏显示没有可分辨的依赖于温度，成分，或氧逸度。因此，硅酸盐相的锌同位素组成可以用作散装大地矿体的代理。从这项研究和文献数据的结果被用来parameterized锌金属硅酸盐分区作为温度，压力和氧化还原状态的函数。使用这种参数化和可行的形成条件，我们估计了铁陨石母体（即铁陨石）核心中的锌含量范围为~0.1 - 150 ppm，与自然观测结果吻合良好。我们计算了地核和地球本体锌含量的第一个地球化学估计值，分别为242 +/-107 ppm和114 +/-34 ppm，考虑到锌的轻微亲铁行为，因此显着高于之前的估计。假设S和Zn具有相似的挥发性，S/Zn比值为南极S/Zn比值，并考虑到我们的新估计，我们计算出地球核心S含量的地球化学上限为6.3 +/-1.9wt%。这表明，S可能是地球核心密度赤字的主要贡献者，或者地球的S/Zn比是非磁性的。
2016-10-14 astro-ph.EP
A Possible Carbon-rich Interior in Super-Earth 55 Cancri e
太阳系中的类地行星，如地球，富含氧气，硅酸盐和铁是其内部最常见的矿物质。然而，围绕其他恒星运行的岩石行星的真正化学多样性仍然是未知的。质量和半径测量用于限制超级地球（质量为1 - 10个地球质量的系外行星）的内部组成，并且通常用假设地球中心富氧成分的行星内部模型来解释。使用这样的模型，超级地球55 Cancri e（质量为8个地球质量，半径为2个地球半径）被认为具有由铁，硅酸盐和超临界水（>= 10%质量）组成的内部成分。我们报告说，55 Cancri e的质量和半径也可以解释为富碳固体内部由铁，碳，碳化硅和/或硅酸盐，没有挥发性的信封。虽然数据允许Fe的质量分数高达40%，但C、SiC和/或硅酸盐的质量分数的范围很宽。如果巨蟹座55 e的原行星盘的成分与它的主星相同，那么它也可能是一个富碳的巨蟹座55 e。然而，需要对恒星元素丰度进行更精确的估计，并对行星大气进行观测，以进一步限制其内部组成。与太阳系中的类地行星相比，巨蟹座55 e内部富含C的可能性为地外岩石行星的地球化学和地球物理学开辟了一个新的领域。
2012-10-09 astro-ph.EP physics.geo-ph
Chemistry of Silicate Atmospheres of Evaporating Super-Earths
我们模拟了硅酸盐大气在热的无挥发物的超级地球上的形成。我们的计算假设所有的挥发性元素，如H，C，N，S和Cl都已经从行星上消失了。我们发现，大气主要由Na，O2，O和SiO气体组成，以减少丰度的顺序。大气成分可以通过分馏蒸发、云凝结、光电离以及与大气中残留的任何挥发性元素反应而改变。云凝结减少了大气中除Na和K以外的所有元素的丰度。我们推测，像在水星和木卫一周围观察到的大型Na和K云可能围绕着热的超级地球。这些云会比紧密结合的大气层隐藏更大部分的母星，并且可以通过目前可用的方法观察到。
2009-06-05 astro-ph.EP
Chemical Fractionation in the Silicate Vapor Atmosphere of the Earth
尽管月球起源问题的重要性，月球的化学成分并不确切。然而，近年来，月球样品的同位素组成已被确定为高精度，并发现与地球地幔无法区分，尽管在太阳系广泛的同位素异质性。在巨型撞击假说的背景下，如果原月球盘和撞击后的地球经历湍流混合成为一个单一的均匀的水库，而系统是广泛熔化和部分蒸发，这种同位素均匀性的水平可以演变。在不存在液-气分离的情况下，这样的模型导致月球继承了陆地岩浆海洋的化学成分。因此，湍流混合模型提出了硅酸盐地球和月球之间化学差异的问题。在这里，我们将探讨与月球成分相关的一种环境中液体-蒸汽分离的后果：大撞击后地球的硅酸盐蒸汽大气。我们使用模型大气来量化降雨通过富集蒸气中的高层大气而产生化学差异的程度，并表明合理的参数可以产生硅酸盐月球相对于地球的FeO/MgO比的假设增强地幔。此外，我们表明，液-气分离也产生可测量的质量依赖的同位素偏移之间的硅酸盐地球和月球和精确的硅同位素测量可以用来限制在月球历史的最早时期的化学分馏的程度。这种方法有可能解决关于月球化学成分的长期问题。
2010-12-24 astro-ph.EP
The Influences of Hydrogen-Silicate-Iron Miscibility on the Demographics of Sub-Neptunes and Super-Earths
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
研究通过模拟氢、熔融硅酸盐和熔融铁的混溶性及大气逃逸，解释亚 Neptune 和超级地球在质量-半径空间中的分布特征，揭示混溶性对行星形成和演化的影响。
2026-06-28 astro-ph.EP
Differentiation of Planetesimals and the Thermal Consequences of Melt Migration
我们模拟加热的原始星子衰变的短寿命的放射性核素Al-26和Fe-60，以确定（一）熔化将发生的时间尺度;（二）的最小尺寸的一个机构，将产生硅酸盐熔体和分化;（三）内部的熔融材料的迁移率;和（四）运输的Al-26在部分熔体的热后果。我们的模型结合了以前的行星分化研究的结果，并受到岩石学（即粒度分布），同位素（如Pb-Pb和Hf-W年龄）和矿物学特性的分化无球粒陨石。我们表明，通过熔体渗流形成的玄武质地壳是有限的形成时间的身体，基质粒度和熔体的粘度。我们表明，低粘度（< 1 Pa·s）的硅酸盐熔体可以在与Al-26的平均寿命相当的时间尺度上进行迁移。铝进入硅酸盐部分熔体的平衡分配和该熔体的迁移起到抑制内部温度的作用。然而，随后的加热从Fe-60的衰变产生的熔体分数超过50%，从而完成分化的机构，在200万年的CAI形成（即同位素衰变的开始）内增生。Al-26迁移和富集到地壳中，导致该地壳的重熔，其吸积时间小于200万年，而天体的大小大于100公里。分化最有可能是直径大于20公里的星子，在CAI形成的270万年内吸积。
2011-01-21 astro-ph.EP
A Study of the Accuracy of Mass-Radius Relationships for Silicate-Rich and Ice-Rich Planets up to 100 Earth Masses
一个质量半径的关系，提出了固体行星和固体核心范围从1到100个地球质量的行星。它依赖于这样的假设，即固体球体由铁和硅酸盐组成，周围加入了可变量的水。M-R定律的建立是假设行星的组成与硅酸盐和铁的平均组成相似，而硅酸盐和铁的平均组成是从94颗拥有系外行星的恒星的主要元素比率中获得的。除了地球上有大量的数据可供使用之外，硅酸盐地幔和金属核的组成无法被限制。同样，对热分布也知之甚少。在这项工作中，对半径估计的组成参数和热分布的影响进行了量化。它将被证明，有关的成分和温度的不确定性是第二阶的水量的影响相比。超级地球家族包括四类行星：富铁、富硅酸盐、富水或有厚厚的大气层。对于一个给定的质量，行星半径从富铁行星到富大气行星显著增加。即使可能有一些重叠，M-R测量也足够精确，可以确定发现了一颗类地行星。这种估计取决于几个假设，包括i）内部结构模型的准确性和ii）质量和半径测量的准确性。它表明，如果质量和半径是完全已知的，水的量的标准偏差约为4.5%。该值随半径不确定性迅速增加，但并不强烈依赖于质量不确定性。
2009-02-10 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
Vaporization of the Earth: Application to Exoplanet Atmospheres
目前，大约有36颗已知的超级地球（M < 10 MEarth），其中8颗是适合大气跟踪观测的凌日行星。一些行星在靠近其宿主恒星的轨道上暴露在极端温度下，例如，CoRot-7 b，所有这些行星的平衡温度都比地球高得多。这些行星可以通过（部分）蒸发其地壳和/或地幔硅酸盐来形成大气。我们研究了这种加热系统的化学平衡组成从500 - 4000 K和总压力从10-6到10+2巴。在很宽的温度和压力范围内，主要气体是H2O和CO2，在高温和低压下，主要气体是Na、K、O2、SiO和O。我们讨论了富含SiO2的气体（即，长英质）硅酸盐（如地球的陆壳）和富含MgO，FeO的（即，镁铁质）硅酸盐，如块状硅酸盐地球。计算结果将有助于规划类地系外行星大气的光谱研究。
2012-05-15 astro-ph.EP
Climates of Warm Earth-like Planets II: Rotational 'Goldilocks' Zones for Fractional Habitability and Silicate Weathering
行星自转速率对大气环流有显著影响，其中科里奥利效应的强度部分地决定了纬向热传输的效率，改变了云的分布、地面温度和降水模式。在这项研究中，我们使用的ROCKE-3D动态海洋环流模型来研究的影响，缓慢的旋转和增加日照的“分数可居住性”和硅酸盐风化率的地球一样的世界。将分数适居性f_h定义为处于0 <= T <= 100 C温度范围内的行星表面的百分比，我们发现，当日照增加10%和20%时，f_h适度增加，f_h可能在恒星日达到最大值--其长度为现代地球的8至32倍。通过跟踪降水和径流，我们进一步确定，有一个旋转制度集中在4天的时间内，硅酸盐风化率最大化，特别是强烈的峰值在较高的整体日照。由于风化在长期的碳酸盐-硅酸盐循环中的不可或缺的作用，我们认为气候稳定性可能会受到预期的温带陆地型世界旋转演化的强烈影响，并应被视为其研究中的一个主要因素。根据我们的研究结果，我们认为，行星自转周期是一个重要的因素，以考虑在确定地球的可居住性。
2020-03-30 astro-ph.EP
The PEPSI Exoplanet Transit Survey (PETS) I: Investigating the presence of a silicate atmosphere on the super-Earth 55 Cnc e
对系外行星，特别是其大气层的研究可以通过识别特定的大气物种来揭示其演化的关键见解。对于这样的大气研究，高分辨率透射光谱学已经取得了巨大的成功，特别是对于彗星型行星。对于较小行星的大气特征，超级地球系外行星55 Cnc e是迄今为止研究的最有前途的类地系外行星之一。在这里，我们提出了一个高分辨率的光谱过境观测这颗行星，获得了与大双目望远镜的PEPSI仪器。假设在55 Cnc e的表面上存在类似地球的地壳物种，从可能的硅酸盐蒸汽气氛可能起源，我们在其透射光谱中搜索各种原子和电离物种的吸收，如Fe，Fe+，Ca，Ca+，Mg和K等。未发现任何研究物质的吸收，我们能够将吸收限值设定为中值1.9 x RP。总之，我们没有发现这个超级地球上存在广泛延伸的硅酸盐包层达到几个行星半径的证据。
2022-03-31 astro-ph.EP
Differentiation, the exception not the rule -- Evidence for full miscibility in sub-Neptune interiors
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
该研究通过将 MgSiO₃-H₂、MgSiO₃-Fe 和 Fe-H₂ 二元体系混溶性外推到三元空间，证明亚海王星深处硅酸盐、铁和氢可完全混溶，挑战传统核幔分异模型。
2025-10-03 astro-ph.EP
Carbonate-Silicate Cycle Predictions of Earth-like Planetary Climates and Testing the Habitable Zone Concept
在传统的宜居带（HZ）概念中，CO $_{2}$ -H $_2$ O温室保持表面液态水。通过水介导的碳酸盐-硅酸盐风化循环，大气CO $_{2}$分压（pCO $_{2}$）对地面温度的变化做出响应，从而在地质时间尺度上稳定气候。我们发现，这种风化反馈应该产生一个对数线性关系pCO $_{2}$和入射通量类地行星在HZ。然而，这种趋势是分散的，因为地球物理和物理化学参数可能会变化，例如风化的陆地面积和CO $_2$释气通量。使用耦合的气候和碳酸盐-硅酸盐风化模型，我们量化的可能分散在pCO $_2$与轨道距离整个HZ。从这种分散，我们预测的入射通量和pCO $_2$在HZ的二维关系，并表明它可以检测到至少83（$2σ$）类地系外行星的观测。如果观测到更少的类地系外行星，那么从这种关系来测试HZ假设可能会很困难。
2020-12-01 astro-ph.EP physics.ao-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
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
Highly siderophile elements were stripped from Earth's mantle by iron sulfide segregation
高亲铁元素（HSEs）强烈亏损在散装硅酸盐地球（BSE），但存在于近南极洲的相对丰度。传统的解释是，在地核形成过程中，由于金属的分离，HSE从地幔中剥离出来，但在地核形成停止后，由于后期的吸积作用，HSE又以接近地幔的比例被添加回来。在这里，我们表明，在地球的核心形成的金属硅酸盐平衡和隔离实际上增加了HSE地幔浓度，因为HSE分配系数相对较低，在地球内部的核心形成的高压。普遍的出溶和分离的铁硫化物液体从硅酸盐液体（“Hadean冰铜”）剥离岩浆海洋的HSE在冷却和结晶过程中，在后期吸积，并导致轻微的超球粒陨石钯/铱和钌/铱比。
2016-09-15 astro-ph.EP
Phase equilibria of sub-Neptunes and super-Earths
该研究利用相平衡原理探究硅酸盐与富氢包层的非理想化学作用对岩质行星的影响，发现硅酸盐-氢二元溶度曲线决定其大气性质与内部分层，且超临界岩浆海洋界面径向位置反映行星热状态，还指出富铁金属核形成未必发生。
2024-11-26 astro-ph.EP
Observability of silicates in volatile atmospheres of super-Earths and sub-Neptunes
许多已确认的短周期超级地球和较小的次海王星都受到了足够的辐射，使表面的硅酸盐保持在持久的熔融状态。虽然没有直接证据表明岩浆海洋对系外行星的影响，但理论表明，由于释气和不同的演化路径，由此产生的大气成分应该是可能的。大气污染所造成的释气的底层岩浆海洋是潜在的检测使用低分辨率光谱。詹姆斯·韦伯太空望远镜提供了必要的光谱覆盖范围和灵敏度，以监测较小的行星，包括熔岩世界。在这种情况下，我们评估的可观测性脱气硅酸盐淹没在挥发性的大气中的蒸发谷的边缘。通过放置一个假设的2 R ${_\oplus}$行星周围的太阳类恒星，我们自洽模型，在1-D，广泛的潜在的大气成分，包括热结构和放气。我们专注于富含H、C和N的大气。我们评估了硅酸盐和挥发物的不同化学性质，以及使用MIRI LRS通过发射光谱可以检测到的脱气物种的特征。结果表明，即使是大量的挥发性信封，强烈的红外不透明度，硅酸盐的存在下，导致深的热反转，影响排放。与纯熔岩世界相似，SiO仍然是唯一具有主要红外线、5和9 \textmu m波段的脱气物种。然而，即使是少量的挥发物，特别是H2O和H-，也可能阻碍其可观测性。我们还发现，C/O比起着很大的作用，在确定丰富的SiO。在一颗受到强烈辐照的行星上探测到SiO可能表明大气具有高金属含量和低C/O比，这可能是大气与底层熔体之间有效相互作用的结果。
2023-01-30 astro-ph.EP
The silicate model and carbon rich model of CoRoT-7b, Kepler-9d and Kepler-10b
采用硅酸盐和非标准碳模型研究了超地球系外行星CoRoT-7 b、Kepler-9d和Kepler-10 b的可能体相组成。利用合适的材料状态方程推导出了它们的内部结构。由于这三颗行星都非常接近它们的主星，因此它们的成分的简并问题可以部分克服。通过对数值结果的分析，我们得出以下结论：1）在1个$σ$质量半径误差条内，CoRoT-7 b的铁核不超过其总质量的27%，因此类地成分的可能性较小，但其富碳模型与类地核/地幔质量分数是相容的; 2）Kepler-10 b更有可能是类汞组成，其年龄较大意味着其高铁含量可能是强烈的太阳风或巨大撞击的结果; 3）还讨论了凌日型超地球Kepler-9 d。结合其可能的组成与形成理论，我们可以对它的质量和整体组成进行一些限制。
2012-05-31 astro-ph.EP
Climate Stability of Habitable Earth-like Planets
碳-硅酸盐循环通过$CO_2$火山释气速率和岩石风化的行星摄入速率之间的平衡，调节地质时标上类地行星大气中$CO_2$含量。它被认为是地球上的一个有效的气候恒温器，并延伸到其他可居住的行星。然而，如果风化率随着大气中$CO_2$含量的增加而增加，正如在缺乏陆地维管植物的行星上所预期的那样，碳硅酸盐循环反馈可能会受到严重限制。在这里，我们表明，类地行星接收的阳光比现在的地球少，可能不再拥有稳定的温暖气候，而是在不稳定的冰川和冰川消退的气候状态之间反复循环。这对在附近恒星的宜居带中寻找系外行星上的生命具有启示意义。
2014-11-20 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Forming the Moon from terrestrial silicate-rich material
最近对月球岩石同位素组成的高精度测量表明，大块硅酸盐地球和月球显示出出乎意料的高度相似性。这与广泛接受的月球形成巨型撞击模型的经典动力学模拟的主要结果之一不一致，即月球的大部分质量来自撞击物，而不是地球。在不改变巨型撞击模型的主要前提的情况下，解决这种差异需要在撞击后对地球和撞击物材料的广泛元素（包括O，Si，K，Ti，Nd和W）进行全面的同位素均匀化。即使这个过程可以解释O同位素的相似性，它也不太可能适用于更重的难熔元素。鉴于这些地球化学数据，围绕着巨大撞击模型的不确定性越来越大，应该探索月球形成的替代假设。在本文中，我们重新审视了月球直接由地球地幔物质形成的假设。我们表明，这种情况下的动态需要大量的能量，几乎是瞬间产生的额外的能量。这种额外能量的唯一已知来源是核裂变。我们表明，这是可行的，形成月球通过地球的核爆炸引发的地球核幔边界（CMB）的硅酸盐物质喷射，造成冲击波传播通过地球。对这种情况的流体动力学模拟表明，爆炸产生的等离子体迅速膨胀，产生冲击波，破坏并驱逐上覆的地幔和地壳物质。
2013-01-11 astro-ph.EP
Chemical Equilibrium Calculations for Bulk Silicate Earth Material at High Temperatures
本研究针对整体硅酸盐地球物质，在宽温压范围内模拟69种元素气-熔平衡分布，对比干/湿体系、理想/非理想溶液模型，得出凝聚温度、序列等关键结论，为相关地球化学研究提供参考。
2023-05-16 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.geo-ph
Chemistry of Impact-Generated Silicate Melt-Vapor Debris Disks
在月球起源的巨型撞击理论中，月球是由撞击地球的物质喷射到绕地球轨道运行的圆盘中形成的。在这里，我们报告的初步结果，从硅酸盐熔体蒸汽平衡化学模型，这种影响产生的行星碎片盘。为了模拟两相（熔体+蒸汽）盘的化学行为，我们计算了在2000 ~ 4000 K温度范围内与熔融硅酸盐平衡的蒸汽的压力和化学组成随温度的变化。我们认为，元素O，Na，K，Fe，Si，Mg，Ca，Al，Ti和Zn的一系列散装硅酸盐组合物（地球，月球，火星，eucrite母体，angrites和ureilites）。一般来说，在较低温度（< 3000 K）下，盘的大气主要由Na、Zn和O2组成，而在较高温度下则由SiO、O2和O组成。高温化学是一致的任何硅酸盐熔体组合物，因此，我们预计丰富的SiO，O2和O是一个共同的特点，热，冲击产生的碎片磁盘。此外，饱和硅酸盐蒸气具有高度氧化性，氧逸度（fO 2）值（以及H2O/H2和CO2/CO比率）比太阳能组成气体高几个数量级。高fO 2值在磁盘大气中发现任何硅酸盐组合物，因为氧是最丰富的元素在岩石中。因此，我们预计高氧逸度是岩石行星之间碰撞产生的任何硅酸盐熔汽盘的普遍特征。
2013-03-15 astro-ph.EP
Magnitude of stable iron isotope fractionation limited by multiple stages of terrestrial core formation
Michigan State University（密歇根州立大学）
该研究通过多阶段地核形成模型模拟地球地幔铁同位素演化，发现多阶段地核形成重新平衡了铁同位素分馏效应，结合随机吸积等因素，表明金属-硅酸盐平衡的同位素分馏并非地球地幔铁同位素组成的主要成因。
2026-09-01 astro-ph.EP
How planets form by pebble accretion V. Silicate rainout delays contraction of sub-Neptunes
本研究通过卵石吸积模型结合内部演化，发现硅酸盐雨落延迟亚海王星收缩，导致半径膨胀并增强质量损失，为行星结构差异提供解释。
2024-05-16 astro-ph.EP
New thermodynamic constraints on internal, thermal and magnetic states of terrestrial-like Super-Earths
确定岩石系外行星的动态演化需要更好地了解塑造其地质表面、热通量、挥发物和大气成分的关键内部热物理过程。关于铁和硅酸盐可压缩、熔化和传输特性的新的高压实验提供了新的限制，需要重新评估超级地球的热和磁演化模型。我们研究了这些行星的内部结构，温度分布，热状态和发电机行动的质量范围从1-10 ME。我们表明，浅绝热铁合金和钙钛矿或stishovite硅酸盐相比，他们的液相线在高压下将允许深基底岩浆海洋，并冻结在行星的铁核大于4 ME。MgO的存在和分区可能会改变这种情况。对于更大质量的行星，液态硅酸盐粘度的急剧减少应确保下地幔中的强烈对流，而高压下铁热导率的上升，被证明可以保持行星的内部核心质量超过2.5 ME亚绝热和非定罪。这将排除更大质量的超级地球（SE）中的发电机作用。我们的研究结果可以允许一种新的矿物物理学为中心的类地超级地球分类。
2019-08-26 astro-ph.EP
Convective inhibition with an atmosphere, I: super-critical cores on sub-Neptune/super-Earths
在这项工作中，我们推广了对流抑制的概念，以适用于存在无限可冷凝物质库的情况（即，海洋）。我们提出了一个新的模型的内部结构和热演化的超级地球的氢信封。从热力学第一性原理出发，导出了广义相混合物中对流抑制的判据。然后，我们调查全球海洋的情况下，使用水氢系统，我们有数据，作为一个例子。然后，我们将我们的论点扩展到适用于氢和硅酸盐蒸气的系统。然后，我们采用一个简单的大气模型，将我们的研究结果应用于超级地球，并对其内部结构和热演化进行预测。对于氢包层质量大约在地球质量的0.1-10%之间的范围内，包层和核心之间的对流接触可能会关闭，因为硅酸盐部分蒸发产生的成分梯度。对于包层氢质量，导致相关的基础压力超过纯硅酸盐（一对偶极）的临界压力，包层的底部和核心的顶部位于两相氢硅酸盐相图的临界线上。相应的温度比对流模型所显示的要高得多。核心然后冷却效率低，与内在的热通量可能相当于地球的内部热通量今天。这种低的热通量可能使核心保持在高熵超临界状态数十亿年，但这取决于高压下双组分相图的性质，这是目前未知的。超临界堆芯在热力学上允许大量的氢溶解到堆芯中。
2022-07-11 astro-ph.EP
The role of interior dynamics and differentiation on the surface and atmosphere of lava planets
本研究通过数值模拟揭示熔岩行星内部固-液分馏对成分与演化的关键影响，区分热熔融与冷固态两种内部状态，并指出可用詹姆斯·韦布空间望远镜观测加以区分。
2025-05-27 astro-ph.EP physics.flu-dyn physics.geo-ph
Impact-induced melting during accretion of the Earth
由于涉及高能量，在行星吸积过程中发生的巨大撞击会导致大程度的熔化。每次碰撞后靶体内的熔融深度决定了金属-硅酸盐平衡的压力和温度条件，从而决定了核幔分异导致的地球化学分馏。在以往的研究中，已经用N体吸积模拟计算了形成内太阳系类地行星的吸积碰撞。在这里，我们使用这种模拟的输出来确定产生的熔体的体积，从而确定每次撞击后金属硅酸盐平衡的压力和温度条件，因为类地行星会吸积。对于这些计算，使用了参数化熔化模型，该模型考虑了撞击速度、撞击角度和撞击体的相应质量。在地球的吸积过程中，金属硅酸盐平衡压力的演变（由不断变化的岩浆海洋深度定义）强烈依赖于撞击产生的岩浆海洋的寿命，而不是大撞击之间的时间间隔。此外，这些结果取决于N体模拟中的初始参数，例如胚胎的数量和初始质量。因此，有可能结合的结果，如这里提出的，与多级核心形成模型，以更好地约束地球的增生历史。
2016-03-29 astro-ph.EP
Making Terrestrial Planets: High Temperatures, FU Orionis Outbursts, Earth, and Planetary System Architectures
目前的原行星尘埃凝聚理论并不能预测与地球处于紧张状态的干燥硅酸盐星子。虽然已经提出了解决这一困境的方法，但它们通常都没有通过数值研究，或者与地球的（低，波动性依赖）挥发性和中等挥发性元素丰度存在紧张关系。在Boley等人（2014）的工作基础上，我们研究了熔融颗粒碰撞的影响，并发现它们可能为干燥的硅酸盐微行星问题提供解决方案。此外，加热的来源，无论是热的内部磁盘或FU猎户座规模吸积事件，将决定所产生的星子的位置，可能控制随后的行星系架构。我们假设，那些经历了FU Orionis尺度吸积事件的系统拥有与我们类似的行星系，而那些没有像开普勒看到的那样拥有非常接近，紧密堆积的行星的系统。
2017-04-18 astro-ph.EP
The effect of collisional erosion on the composition of Earth-analog planets in Grand Tack models: Implications for the formation of the Earth
撞击引起的地球早期地壳的侵蚀在地球的天体增生过程中可以显着改变散装硅酸盐地球的原始化学成分（BSE，即地壳的成分添加到现在的地幔）。特别是，它可以特别有效地改变元素的丰度具有很强的亲和力硅酸盐熔体（即不相容元素），因为早期分化地壳优先富集在这些。在这里，我们进一步开发了一个侵蚀模型（EROD）来量化碰撞侵蚀对BSE最终组成的影响。结果进行比较，目前的BSE组成模型和地球的吸积过程的限制。BSE的化学成分的演变造成的地壳剥离计算约50个地球类似物的背景下的大钉模型的整个吸积历史。所选化学元素的不相容程度范围很广。我们发现，最不相容的亲石元素，如Rb，Th或U在BSE的最大损失40wt%，可以预期当地壳形成从低部分熔融速率。因此，取决于在增生过程中的地壳形成过程的确切性质和增生历史本身，难熔亲岩元素（RLE）可能不会在BSE中的南极相对比例。在这种情况下，可能需要根据这些元素的地球化学不相容性对目前的疯牛病估计进行校正。或者，如果RLE确实在BSE中处于相对比例，则应质疑在影响BSE化学成分方面有效的吸积情景。
2022-10-21 astro-ph.EP physics.geo-ph
A special giant impact model: implications on core-mantle chemical differentiation
地核的形成过程对地核与地幔的化学分异起着决定性的作用。在这里，我们提出了一个新的核心形成模型，这是由一个特殊的巨大的影响。该模型表明，在适当的撞击条件下，撞击物核可以通过其自身的粘性地幔保持完整，并使其在不与目标地幔接触的情况下融入目标核。我们把这种特殊的巨碰撞形成新的成核模式称为胶球碰撞模式（GBI）。通过模拟数百次大小从星子到行星的巨大撞击，找出了导致GBI的条件。如果具有小的冲击角度（即，小于20度）、小的撞击速度和小的撞击物质量但大于0.07 Mearth，在地球吸积的最后阶段有很好的机会产生GBI。我们发现，在地球吸积的晚期比吸积的早期更容易产生GBI，GBI模型对地球核幔平衡的许多问题提出了挑战。它为地幔中过量的高亲铁元素提供了额外的来源，也为地核带来了过量的亲石元素。GBI模型对月球形成和亲地球物质化学分异的研究具有重要意义。
2019-01-05 astro-ph.EP
Melting and metallization of silica in the cores of gas giants, ice giants and super Earths
在气体巨星、冰巨星和现在发现的质量高达地球质量数倍的类地系外行星的核心所遇到的条件下，硅酸盐的物理状态和性质仍然是未知的。在这里，我们报告的二氧化硅，SiO $_2$，高达4 TPa和约20，000 K的性能的理论预测使用第一性原理分子动力学模拟的基础上密度泛函理论。对于在超级地球和冰巨人中发现的条件，我们表明，二氧化硅仍然是一个不良的电导体高达10兆巴，由于增加的Si-O协调与压力。对于木星和土星的核心，我们发现MgSiO $_3$硅酸盐不仅分解成MgO和SiO $_2$，如以前的研究所示，但这两个阶段可能已经分化，导致一个核心的液体SiO $_2$和固体（Mg，Fe）O。
2014-08-17 astro-ph.EP
Compositional Outcomes of Earth Formation from a Narrow Ring
本研究通过环模型模拟地球形成，发现地球需从内层难熔富集区吸积60-80%物质，多种生长序列可产生与BSE一致的组成。
2025-03-25 astro-ph.EP
Chemical differentiation of planets: a core issue
通过绘制地球上相对于太阳的经验化学元素丰度，并归一化为硅与其第一电离势，我们证实了先前报道的相关性的存在。为了解释这一点，我们开发了一个模型的基础上的统计物理学原理，预测分化相对丰度的任何行星体在太阳系作为其轨道距离的函数。这个简单的模型是成功地测试对现有的化学成分数据CI陨石和火星，地球，月球，金星和水星的表面成分数据。此外，我们表明，偏离拟议的法律为一个给定的行星对应于后来的表面分离的元素驱动的重力和化学反应。因此，我们为太阳系和行星内部的元素分布提供了一幅新的图景，并对它们的化学组成产生了重要影响。特别是，4wt%的初始氢含量预测散装早期地球。这与其他研究结果一致，表明地球内部可能富含氢。
2022-01-19 astro-ph.EP
Coupling dynamical accretion and chemical differentiation: A unified framework for the diversity of Earth and Mars
Zhejiang University（浙江大学）；University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）；ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；University of Zurich（苏黎世大学）
通过耦合高分辨率N体模拟与撞击驱动的金属-硅酸盐平衡，提出了一个统一框架，揭示了地球和火星在吸积路径、盘径向氧化还原结构和撞击控制分异共同作用下产生的地球化学多样性。
2026-07-21 astro-ph.EP astro-ph.SR
Lithologic Controls on Silicate Weathering Regimes of Temperate Planets
行星表面硅酸盐岩石的风化可以从大气中吸收CO $_2$，最终埋藏并长期储存在行星内部。这一过程被认为是对碳酸盐-硅酸盐循环（碳循环）的一个重要的负反馈，以维持地球和可能类似的温带系外行星的温和气候。我们实施热力学来确定风化率作为表面岩性（岩石类型）的函数。这些速率提供了上限，允许估计调节气候的最大风化速率。这个模型表明，在一个给定的岩石中，矿物组合的风化，而不是单个矿物，是决定行星表面风化率的关键。通过实施流体输运控制的方法，我们进一步模拟化学动力学和热力学，以确定风化速率的三种类型的岩石的岩石的启发，地球的大陆和海洋地壳，以及上地幔。我们发现，一个陆壳类岩性的热力学风化率是约一至两个数量级低于那些大洋地壳的岩性特征。我们发现，当CO $_2$分压降低或地面温度增加，热力学，而不是动力学施加了很强的风化控制。风化的动力学和动力学限制机制取决于岩性，而供给限制风化则与岩性无关。我们的研究结果意味着，温度敏感性的结晶限制硅酸盐风化可能会煽动一个正反馈的碳循环，其中风化率降低，地面温度增加。
2021-02-01 astro-ph.EP
Earth shaped by primordial H$_2$ atmospheres
本文通过自洽热力学模型提出，地球的水、核密度亏损和氧化态均可由前身行星胚胎中富H$_2$原始大气与岩浆洋及金属核的平衡反应统一解释，为地球关键地球化学特征提供了与岩石行星形成过程一致的简单机制。
2023-04-16 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Thermal evolution of the early Moon
本文对月球早期的热演化过程进行了数值模拟，以了解碰撞加热的大小和吸积小卫星初始储存的热能。本研究的主要目的是了解导致核幔分异和初始对流岩浆海洋的产生和冷却的过程的性质。月球的吸积开始于太阳系早期3000 - 1亿年的巨大撞击事件之后的100年时间尺度。我们研究了行星过程对撞击情景的依赖性，吸积小卫星的初始平均温度以及在巨大撞击后的最初一年内迅速吸积超过罗氏极限的原月球的大小。模拟结果表明，吸积小卫星的最低初始平均温度应在1600 K左右。撞击将提供额外的热能。小卫星的初始热状态取决于洛希极限内的环境，该环境经历了硅酸盐的广泛蒸发和再冷凝。在大多数模拟中，当熔融金属通过块状硅酸盐的多孔流动的熔体渗流不是核幔分异的主要模式时，随着全球核幔分异，产生了深度超过1000 km的初始对流岩浆海洋。在存在多孔流的情况下，不能排除浅岩浆海洋的可能性。我们的模拟表明，核幔分化的初始$10^2$ - $10^3$年的月球吸积。大部分对流岩浆海洋在最初的$10^3$ - $10^4$年内冷却结晶。
2020-01-20 astro-ph.EP
Super-Earth Interiors Shrink by About 10% as They Crystallise
Kapteyn Astronomical Institute, University of Groningen（格罗宁根大学卡普坦天文研究所）；Institute of Astronomy, University of Cambridge（剑桥大学天文学研究所）；Department of Earth and Planetary Sciences, ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院地球与行星科学系）
本研究通过PROTEUS框架耦合模型发现，贫挥发性超级地球结晶时内部收缩约10%，而富挥发性大质量超级地球因厚大气层抑制散热可能不固化，为解释低质量系外行星观测提供新视角。
2026-09-22 astro-ph.EP physics.geo-ph
Long Term Planetary Habitability and the Carbonate-Silicate Cycle
传统上，通过确定系外行星的轨道是否落在其恒星的拱星“宜居带”内来评估系外行星的潜在宜居性，拱星“宜居带”被定义为水在行星表面可能是液体的距离（Kopparapu等人，2013年）。传统上，这些限制是由辐射对流气候模式确定的，这些模式用于预测用户指定的温室气体水平下的地面温度。这种方法忽略了拟议化学丰度的（生物）地球化学可解释性这一重要问题。二氧化碳是地球大气层中最重要的温室气体，在调节地球温度方面，其长期浓度受火山放气与通过化学风化和沉积作用封存的二氧化碳之间的平衡控制，并受海洋化学、循环和生物（微生物）生产力的调节。我们开发了一个模型，结合地球的短期和长期的地球化学碳循环的关键方面，以探讨由于行星大小和恒星日照的变化，在二氧化碳温室的潜在变化。我们发现，拟议中的全球地形，构造和水文循环的较大的行星上的结果成比例地更大的地面温度为一个给定的入射通量的变化。对于0.5到2 R_地球的行星，这些变化的影响导致全球平均地面温度偏差高达20 K，这表明这些关系必须考虑在未来的行星可居住性的研究。
2018-05-17 astro-ph.EP
Impact degassing and atmospheric erosion on Venus, Earth, and Mars during the late accretion
众所周知，类地行星的大气层在吸积后期由于撞击、脱气和大气侵蚀而发生了变化。尽管这些过程具有共性，但在金星、地球和火星现今大气中稀有气体和氮的丰度之间存在明显的差距--大约两个数量级。行星表面的元素分配被认为在~ 4Ga的三个行星之间有显著的不同：金星上失控的温室，地球上的碳-硅酸盐循环和海洋形成，以及火星上的CO2-冰和H2O-冰形成。利用数值模式研究了金星、地球和火星吸积后期大气演化中元素分配的影响。我们设定了地球和火星上CO2和H2O分压的上限，这对应于相平衡和碳硅酸盐循环的状态。地球和火星的最终N2质量分别缩小了~40%和~15%。元素分区的效果被认为是不足以重现的差距。对于金星来说，原始大气层在晚期吸积过程中的幸存可能部分地解释了现在的大气层。而在火星上，由于太阳极端紫外线和风引起的大气逃逸也可能影响大气演变。
2018-05-18 astro-ph.EP
Impact-induced differentiation in icy bodies
当冰质天体长到欧罗巴的质量，硅酸盐天体长到月球的质量时，一个大的高速撞击可以产生一个完整的熔化区域，使致密的物质在重力作用下分离，形成一个大的密度异常。如果这种异常产生足够的差异应力，它会迅速分离到物体的中心，引发整个身体的分化。我们使用的冲击熔化模型的基础上的Hugoniot方程，线性冲击粒子速度的关系，和冲击压力和距离之间的经验关系，再加上一个蒙特卡罗模拟的后期吸积过程，以确定条件下，大的影响触发分化冰体。在没有气体的环境中，卫星吸积区中的射弹的撞击有很小的概率触发像海卫一这样小的幸存原卫星的分化。当幸存的原始卫星长到木卫二的质量时，这种可能性增加到100%。中央行星捕获的日心粒子的影响也有效地触发了冰冷卫星的分化。如果日心分布中最大的抛射体与正在生长的卫星的质量相当，那么当它们生长到木卫四的质量时，它们会触发所有幸存的原卫星的分化。然而，木卫四和木卫三有不同的概率影响诱导分化，如果他们捕获了一小部分（0.01%和0.5%）的粒子，他们从小（最大的粒子约10%的卫星质量）日心天体的分布。撞击引起的差异以一种似乎合理的方式解释了这两个物体之间的明显差异。
2016-07-05 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
Tungsten isotope evolution during Earth's formation and new constraints on the viability of accretion simulations
针对Hf-W同位素体系依赖不确定参数的问题，本文提出改进的多阶段核形成模型，结合SPH熔融深度估计和¹⁸²W演化，重新评估吸积模拟，为地球形成年代学及吸积过程提供新约束。
2024-11-26 astro-ph.EP
Geoneutrinos and Hydridic Earth (or primordially Hydrogen-Rich Planet)
地中微子是地球化学成分信息的新渠道。我们在这里分析了以下问题。我们需要什么统计数据来区分块状硅酸盐地球模型和氢化地球模型对Th/U信号比的预测？得到了Th/U信号比误差的简单估算公式。计算结果表明，对于格兰萨索地下实验室和萨德伯里中微子观测站，我们需要比$22 kt \cdot year$更多的曝光量。在日本所有核电站停止的情况下，我们需要的不仅仅是对神冈现场的$27 kt \cdot year$展示。
2014-05-13 astro-ph.EP
Depletion of moderately volatile elements by pebble accretion in Earth-like planets
University of New Mexico（新墨西哥大学）
研究通过石英颗粒吸积导致类地球行星中中等挥发性元素的耗尽，发现原行星质量、大气层排气时间尺度和颗粒组成对挥发性物质耗尽有显著影响。
2026-01-13 astro-ph.EP
Most 1.6 Earth-Radius Planets are not Rocky
开普勒任务，结合地面径向速度（RV）的后续行动和凌日时间变化的动态分析，彻底改变了对次海王星大小行星组成的观测限制。一个广泛的开普勒后续计划的结果，包括对22颗行星宿主恒星的多次多普勒测量，使具有RV质量限制的次海王星大小的凌日行星的数量增加了一倍多。这一具有质量和半径限制的前所未有的大而均匀的行星样本开启了对行星组成的基本群体进行统计研究的可能性。我们专注于岩石系外行星（由铁和硅酸盐组成）和具有大量挥发物层（H/He和天体物理冰）的行星之间有趣的过渡。应用分层贝叶斯统计方法的样本开普勒过境亚海王星行星与凯克RV后续行动，我们限制了近距离行星（轨道周期小于~50天）的比例，足够密集的岩石，作为行星半径的函数。我们发现，大多数1.6地球半径的行星密度太低，不能单独由铁和硅酸盐组成。在更大的半径下，对岩石行星比例的限制更加严格。这些见解的岩石和挥发物丰富的行星的大小人口提供了经验约束行星形成理论，并指导行星半径的范围被认为是在“类地”行星，$η_{Earth}$的发生率的研究。
2015-03-03 astro-ph.EP
Single particle triboelectrification of Titan sand analogs
以硅酸盐砂为主要沉积物成分的陆面上，沙粒带电对风沙的输运具有重要作用。然而，它还没有被彻底研究的冰体，如土卫六与有机砂作为主要的沙丘形成材料。我们使用胶体探针原子力显微镜（AFM）技术，研究使用土卫六和地球沙类似物的摩擦带电过程。我们发现，萘（一种简单的芳烃），聚苯乙烯（一种芳烃聚合物）和硼硅酸盐玻璃（地球硅酸盐砂模拟）之间很容易产生摩擦电荷。在接触和/或摩擦充电之后可以测量强静电力。相比之下，托林，一种复杂的有机材料，不产生任何可检测的静电力与接触或摩擦充电在仪器的检测限。如果土卫六砂的行为更像托林，这表明土卫六砂的摩擦充电能力比地球硅酸盐砂弱得多，也比Menal-Harper等人先前测量的要小得多，（2017年），其中仅简单的有机物用于泰坦砂类似物。因此，摩擦带电可能不会像地球上那样增加土卫六上沙粒之间的粒子间力。由其他静电过程或其他粒子间力（如范德华力和毛细管凝聚力）产生的粒子间力可能是支配土卫六表面沙子形成和沉积物运输的主要粒子间力。土卫六的沙子也不太可能通过摩擦充电产生大量的放电，影响未来对土卫六表面的任务。
2019-11-29 astro-ph.EP cond-mat.soft
An Earth-sized exoplanet with a Mercury-like composition
地球、金星、火星和一些太阳系外的类地行星的质量和半径与大约30%的金属核和70%的硅酸盐地幔的质量分数一致。在太阳系的内部边界，水星的组成完全不同，其质量分数约为70%的金属核心和30%的硅酸盐地幔。提出了几种形成或演化方案来解释这种富含金属的组合物，如巨大的影响，地幔蒸发，或在原行星盘的内边缘的硅酸盐耗尽。这些设想仍在激烈辩论中。在这里，我们报告了一个多凌行星系（K2-229）的发现，其中内行星的半径为1.165+/-0.066地球，质量为2.59+/-0.43地球。因此，这颗地球大小的行星具有与水星相容的核心质量分数，而根据主恒星化学，它被认为与地球相似。这个较大的水星类似物要么是以非常特殊的成分形成的，要么是从那以后演化而来的，例如失去了部分地幔。对像K2-229 b这样的类水星系外行星的进一步表征将有助于将水星的详细原位观测（与信使号和BepiColombo一起）纳入太阳和太阳系外类地行星形成和演化的全球背景。
2018-05-22 astro-ph.EP
Chemistry of the Earth's Earliest Atmosphere
在这一章中，我们描述了地球形成期间和之后不久的早期大气化学，那里几乎没有地质记录。我们回顾了地球大气的第二个起源的论点，即在吸积过程中和/或吸积后，而不是通过捕获的太阳星云气体放气。然后，我们讨论了挥发物的来源，地球吸积陨石作为类似的物质存在于太阳星云。下一节回顾地球吸积过程中的加热。随后，我们描述了化学的硅酸盐蒸汽，蒸汽和气体阶段的大气演化的早期地球。最后，我们总结了尚未解决的关键问题。
2012-10-01 astro-ph.EP
JWST Characterization of Earth Quasi-Satellite (469219) Kamo`oalewa
University of Maryland（马里兰大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）；Auburn University（奥本大学）；Villanova University（维拉诺瓦大学）；Space Telescope Science Institute（太空望远镜科学研究所）；Large Binocular Telescope Observatory（大型双筒望远镜天文台）
利用 JWST 和 LBT 观测，发现地球准卫星 Kamo`oalewa 的红外颜色类似 S、V 或 E 型硅酸盐小行星，而非先前认为的月球风化硅酸盐，并测得直径约 18 米、反照率约 0.59。
2026-10-20 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
Core-mantle partitioning and the bulk Earth abundances of hydrogen and carbon: Implications for their origins
本研究同时测定地球核形成条件下氢和碳的金属/硅酸盐分配系数，基于兼容地球成分的核形成场景建模，揭示地球氢碳丰度及起源，发现其组成物质需碳质球粒陨石贡献且部分源自非碳质球粒陨石。
2025-08-25 astro-ph.EP cond-mat.mtrl-sci
