Transport of impact ejecta from Mars to its moons as a means to reveal Martian history
纵观太阳系的历史，火星经历了持续的小行星撞击。这些撞击产生了撞击产生的火星喷出物，其中一部分碎片作为火星陨石被运送到地球。另一部分喷出物被送到火星的卫星，火卫一和火卫二。在这里，我们研究了最近从火星到其卫星的撞击喷出物的数量和条件。使用最先进的数值方法，我们报告，第一次，从火星运送到其卫星的材料是物理和化学不同的火星陨石，这都是火成岩与年龄范围有限。我们发现，火星喷出物混合在其卫星的风化层中，可能涵盖了所有的地质时代，并由所有类型的岩石组成，从沉积岩到火成岩。火星卫星样品返回任务将把这些材料带回地球，这些样品将提供有关火星表面环境演变的丰富的“时间分辨”地球化学信息。
2019-12-27 astro-ph.EP
Extra-Terrestrial Meteors
我们太阳系的所有行星和卫星都受到持续不断的物质雨的影响，这些物质的大小从尘埃到巨石大小的物体不等。这些物体在撞击时将其动能释放到入射表面或大气中，并以尚不清楚的方式影响目标物体的环境。最近发生的引人注目的事件-木星上的撞击闪光和C/Siding Spring彗星与火星的相遇-使对“地外流星”及其影响的研究成为突出的问题。本文综述了非地球行星流星研究的历史、现状和前景。明亮的流星会出现在火星的大气层中吗？对火星大气层的长期影响是什么？微粒物质对水星和月球无空气表面的高速撞击如何影响它们的环境以及无数其他类似天体的环境？这是我们在本章中试图回答的一些问题。
2020-10-27 astro-ph.EP
Jupiter's influence on the building blocks of Mars and Earth
放射性定年法表明，火星在太阳系形成的前400万年吸积，这与木星的形成和可能的迁移相吻合。当来自原行星盘的星云气体仍然存在时，木星可能已经向内迁移，并在与土星3：2共振的情况下在1.5天文单位处被钉住。这种迁移激发了太阳系内部的行星组成部分，导致了广泛的混合和星子的移除。在这里，我们评估了火星构建块的合理性质，特别关注它的生长如何受到木星形成和迁移的影响。我们使用动力学模拟和同位素混合模型相结合的痕迹吸积的元素与不同的亲和力的金属。动力学模拟表明，木星的迁移导致地球和火星的吸积后期由于OC（普通球粒陨石）星子的损失而被EC型（顽火辉石球粒陨石）物质所主导。我们对SNC陨石同位素数据的分析表明，火星由大约68%的$^{+0}_{-39}$ EC + 32%的$^{+35}_{-0}$ OC组成（2σ）。巨大的不确定性表明，火星样本的同位素分析在大多数情况下太不精确，无法明确测试模型预测;特别是它仍然不确定火星是否在其形成历史的后期阶段主要吸积EC材料。动力学模拟也没有对火星的吸积历史提供明确的限制，因为火星胚胎展示了各种各样的动力学途径。目前的工作要求对SNC陨石中的亲铁元素（最明显的是Ni，Mo和Ru）进行新的同位素异常测量，以限制火星的吸积历史及其形成位置。
2018-05-23 astro-ph.EP
Assessment of the probability of microbial contamination for sample return from Martian moons I: Departure of microbes from Martian surface
火星卫星火卫一和火卫二的潜在微生物污染可能是流星体撞击火星表面产生的火星喷出物的运输造成的，已根据最近火星表面重大流星体碰撞的最可能历史，以统计方法进行了全面评估。这篇文章是我们研究的第一部分，以评估从火星大气层离开的火星喷出物中潜在的微生物密度，作为第二部分微生物污染概率统计分析的来源。通过类比具有类似干旱和寒冷环境的陆地地区，估计作为微生物来源的火星表面上的潜在微生物密度，由此推导出概率函数作为渐近极限。通过对考虑和不考虑碰撞微流星体与目标地面的内摩擦和塑性形变的碰撞现象进行数值分析，估算了超高速微流星体碰撞过程中微生物的存活率。借助于计算流体动力学分析，考虑到空气动力学减速和加热，对通过火星大气层的离开的喷射物的轨迹进行了计算。研究发现，直径小于0.03米的火星喷出物很难到达火卫一轨道，由于空气动力学减速，或大多数消毒由于显着的空气动力学加热，即使他们可以到达火卫一轨道和超越。最后，在我们的研究的第二部分的火星喷出物离开火星卫星的微生物密度的基线数据集。
2019-07-17 astro-ph.EP
Measuring the meteoroid environments of the planets with meteor detectors on Earth
我们描述了如何在地球上记录的流星可以被用来部分重建流星体环境的行星，如果一个大的样本（即数百万的轨道在最低限度）。这一过程包括从地球上的样本中挑选那些在到达地球之前经过行星轨道附近的流星，从而携带有关行星流星体环境的信息。事实上，这个过程可以扩展到太阳系的任何位置，尽管某些空间区域比其他区域更好地采样。从这样的重建与加拿大流星轨道雷达（CMOR）的数据进行，我们发现，火星的顶点，helion，antihelion和环形零星的来源，就像地球一样。这种重建虽然是部分的，但有可能提供关于行星流星体环境的大量细节，并允许在不进行现场取样的情况下对模型流星体群进行地面实况调查。
2017-06-05 astro-ph.EP
The curious case of Mars formation
行星形成的动力学模型与来自火星陨石的宇宙化学数据相结合，表明火星的同位素组成与地球不同。形成模型与陨石数据的协调要求火星比现在的位置更远离太阳。在这里，我们通过比较两个$N$天体行星形成模型的输出，更详细地评估这种成分差异。这些行星形成模型中的第一个模拟了所谓的“经典”情况，其中木星和土星保持在它们当前的轨道上。我们比较这些结果与另一个模型的基础上的“大钉”，其中木星和土星迁移通过原始小行星带。我们估计组装成地球和火星的球粒陨石的平均分数假设，最初的固体盘只包括内部区域的顽火辉石球粒陨石成分的来源，和外部区域的普通球粒陨石。这些分析的结果表明，这两个模型往往产生地球和火星的类似物的吸积区重叠。经典的情况下票价更好地形成火星与其记录的组成（29%至68%顽火辉石球粒陨石加上32%至67%普通球粒陨石），虽然火星类似物通常太大。然而，如果我们在火星类似物上考虑质量的限制，经典模型并不能更好地工作。我们还进一步计算了火星地幔中$^{17} \rm O$、$^{50} \rm Ti$、$^{54} \rm Cr$、$^{142} \rm Nd$、$^{64} \rm Ni$和$^{92} \rm Mo$的同位素组成。我们发现，计算得到的火星地幔中上述元素的同位素组成与实测值吻合是可能的，但由此产生的不确定性太大，不能很好地制约火星早期的动力学演化和诞生地。
2018-06-13 astro-ph.EP
Mars in the aftermath of a colossal impact
从火星陨石中推断出的火星地幔中高度亲铁元素（HSE）的丰度意味着晚单板（LV）质量增加约0.8wt%，具有广泛的铁磁性成分。一个有差异的谷神星大小（直径约1000公里）的天体对火星的后期吸积可以解释部分必要的LV质量，而地质年代学的限制表明，这必须发生在不晚于大约1000年。4480 Ma.在这里，我们分析的结果，假设的LV巨大的影响，火星与平滑粒子流体动力学模拟与分析理论。结果表明，一般来说，撞击物的金属核心大约有50%破碎成约10米的碎片，随后在再吸积时破碎成亚毫米的金属冰雹。与正面碰撞和撞击后逃逸的碰撞相比，这将返回一个有希望的HSE进入火星地幔的传递;在这两种情况下，<10%的撞击物核心材料被破碎并最终嵌入火星地幔。来自火星陨石的同位素证据，以及对大气测绘数据的解释表明，在早期诺亚纪（公元前200年）可能存在全球地表水水库。4100Ma）。因此，毫米大小的金属冰雹可以与火星水圈反应，产生约3巴的H2，这足以作为温室并保持火星早期的温暖。然而，我们也发现这种气氛是短暂的。根据早期太阳的极紫外线（EUV）通量，它的寿命通常短于300万年;如果太阳是一个缓慢的旋转体，那么较弱的EUV通量可以将其寿命延长到> 1000万年。密集的前诺亚时期的CO2大气应该会降低氢通过红外辐射的逃逸效率。一个更详细的流体动力学大气模型，这个早期的氢大气是必要的，以检查其对前诺亚火星的影响。
2019-06-21 astro-ph.EP
Mean-Motion Resonances in the Quadrantid Meteoroid Stream and Dynamic Evolution of Dust Trail of (196256) 2003 EH1
本文通过数值模型证实象限仪座流星群中存在与金星、地球、火星和木星的多种平运动共振，这些共振粒子在地球轨道远处形成尘埃尾迹，但观测中未发现共振效应。
2023-10-10 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
Direct detection of hydrogen reveals a new macroscopic crustal water reservoir on early Mars
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；University of Copenhagen（哥本哈根大学）；Paul Scherrer Institut（保罗谢勒研究所）；European Synchrotron Radiation Facility（欧洲同步辐射装置）
通过中子和X射线计算机断层扫描技术，发现火星陨石中富含氢的铁氢氧化物，揭示了早期火星可能存在广泛近地表水库。
2026-01-13 astro-ph.EP
A Lower Limit of Atmospheric Pressure on Early Mars Inferred from Nitrogen and Argon Isotopic Compositions
我们使用氮和稀有气体的元素和同位素组成来研究火星大气的损失和补充的历史。计算大气层的演变时考虑到各种过程：小行星和彗星的撞击侵蚀和补充、太阳辐射和风引起的大气逃逸、火山脱气和行星际尘埃颗粒的气体沉积。我们的模型再现了火星大气中N和稀有气体（除N2）的元素和同位素组成，从探测任务和火星陨石分析中推断。其他过程，如电离诱导的分馏，这是不包括在我们的模型中，可能会作出很大的贡献，在生产目前的同位素组成。由于猛烈轰击期间的强烈撞击极大地影响了大气质量，大气压力随机演变。虽然稠密的大气层保留了原始的同位素组成，但早期火星上稀薄的大气层受到随机撞击事件和逃逸引发的分馏的严重影响。在大气压力降低后分馏的开始被解释为在较低的大气压力下同位素分馏的时间尺度较短。我们的数值计算结果与火星陨石Allan Hills 84001中记录的古代大气中分馏较少的N（$^15$ N/ $^14$ N）和Ar（$^38$ Ar/ $^36$ Ar）同位素组成的比较，提供了4 Ga的大气压力下限，以保存原始同位素组成。我们得出结论，在4 Ga时，大气压力高于约0.5 bar。
2017-08-13 astro-ph.EP
Characterisation of dust events on Earth and Mars: the ExoMars/DREAMS experiment and the field campaigns in the Sahara desert
大气尘埃对陆地气候起着重要作用，调节到达地表的太阳辐射量，影响云的发展和寿命，并为陆地和海洋生物群落的生长提供基本的营养。在火星上，由于广泛存在的来源以及缺乏能够减轻其贡献的植被和海洋，灰尘的全球影响甚至更强。分别搭载于ExoMars 2016和2020任务的DREAMS站和Dust Complex是专门为研究火星空气尘埃而开发的。在我的博士学位期间，我加入了领导梦想实验和尘埃复合体的MicroMed传感器的团队。作为开发仪器和获取火星类似数据的一部分，我们的团队在撒哈拉沙漠开展了各种活动，以研究火星上的环境和预期的抬升现象。我们监测扬沙事件，在文献中首次获得，同步测量气象数据，大气电场，跃移活动和悬浮粉尘浓度。目前，这是最完整的数据集，可用于研究粉尘提升过程。我们致力于开发适当的探测算法，以个性化调查中获得的尘埃事件，也适用于未来的火星任务。研究了观测到的沙尘暴和沙尘暴的活动特征，着重分析了它们的电学性质。特别是，我们获得了第一个实验指标的感应电场是如何与悬浮颗粒的数量和气象特征的事件。我们将地面结果与目前可用的火星数据进行了比较，以便为下一次ExoMars测量的分析做准备。
2018-12-25 astro-ph.EP
Meteor Showers on Earth from Sungrazing Comets
自古以来，掠日彗星一直吸引着公众和科学家的兴趣和好奇心。彗星C/2012 S1（ISON）在今年年底（2013年11月28日）的近日点通过是一个令人热切期待的事件。在这项工作中，我们进行了数学研究，以检查这颗彗星在绕太阳运行期间喷出的流星体是否会在地球上产生壮观的流星现象。我们的计算表明，虽然这颗彗星的轨道要素比大多数掠日彗星更有利于其下降交点靠近地球轨道，但即使喷射速度高达1公里/秒，也不会引起足够的交点分散，使流星体在目前的时间内与地球相交。类似的结果也适用于牛顿彗星C/1680 V1，它有着惊人的相似的轨道要素，尽管它被认为是与C/2012 S1不同的彗星。我们的分析还表明，在最近的时代，从所有已知的掠日群喷出的流星体，只有马斯登家族（所需的喷射速度约为数百米/秒）可以产生流星现象，在目前的时间。在更广泛的意义上，我们指出为什么我们没有观察到视觉辉煌的流星雨从经常观察到的掠日者。
2013-10-11 astro-ph.EP
Mars' formation can constrain the primordial orbits of the gas giants
最近的高精度陨石数据推断，火星在太阳系开始的1000万年内迅速完成了它的吸积，并且有一个不完全与地球重叠的吸积区。在这里，我们提出了一个详细的研究吸积区的行星胚胎的高分辨率模拟的星子在一个磁盘。我们发现，所有对木星和土星在其当前偏心轨道（EJS）上的模拟都会导致快速形成的火星和地球区域胚胎之间存在类似的吸积区。另一方面，假设木星和土星（CJS）的轨道更圆，则有更高的机会形成火星，其吸积区不完全由地球和金星区域胚胎主导，但CJS形成火星的速度通常比EJS慢。通过用平均重叠系数（OVL）进一步量化不同区域胚胎吸积区之间的重叠程度，我们发现CJS的OVL与地球和火星的南极同位素混合模型的OVL显示出更好的匹配，这表明巨行星在气盘消散期间可能居住在比今天更圆的轨道上，与它们建议的不稳定前轨道相匹配。更多的样本，包括来自水星和金星的样本，可能会证实这一假设。
2021-04-07 astro-ph.EP
The cool and distant formation of Mars
火星的质量约为地球的九分之一，被广泛认为是一个搁浅的行星胚胎，从未成为一个完全成长的行星。目前流行的行星形成理论预测，火星在地球和金星附近形成，随后分散到现在的位置。在这种情况下，这三颗行星的组成预计将彼此相似。然而，火星陨石的大量元素和同位素数据表明，火星组成的关键方面与地球明显不同。这表明火星在最初的吸积过程中形成于陆地供给带之外。因此，火星很可能总是比地球离太阳远得多;它的生长在早期就受到阻碍，质量也相对较低。在这里，我们确定了一个潜在的动力学路径，形成火星的小行星带，并保持它以外的地球的吸积区，而在同一时间占严格的年龄和成分的限制，以及质量差异。我们不寻常的路径（大约2%的概率）是基于类地行星形成的大塔克场景，其中木星的径向迁移引力雕刻了火星当前位置的星子盘。我们的结论是，火星的形成需要一个特定的动力学路径，而这是不太有效的地球和金星。我们进一步预测，火星的挥发性预算很可能与地球不同，金星形成的距离我们的星球足够近，预计它将具有几乎相同的组成。
2017-04-01 astro-ph.EP
Long-term orbital evolution of Dimorphos boulders and implications on the origin of meteorites
本研究基于 HST 观测，数值模拟了 DART 撞击后弹射的 Dimorphos 巨石群未来 2 万年的轨道演化，发现其将在约 6 和 15 千年后可能撞击火星并形成小撞击坑，为部分地球陨石起源于百米级近地小行星碰撞提供了证据。
2024-02-12 astro-ph.EP
Perspectives on atmospheric evolution from noble gas and nitrogen isotopes on Earth, Mars & Venus
大气层的组成整合了整个行星体的地质历史。然而，类地行星大气层的长期演化并没有很好的记录。对于地球来说，直到最近，在遥远的过去，只有很少的直接记录大气的成分，而洞察力主要来自地球化学或物理代理和/或大气模型。在这里，我们审查新的陆地样品，导致关键的地球化学示踪剂，即惰性气体和氮的元素和同位素组成的测定的创新方法。这种方法使人们能够通过地质时期来研究大气的演变，并对过去的大气压力和太古代海洋的盐度设定严格的限制。对于火星，我们回顾了目前的知识状态，从分析火星陨石，并从直接测量的组成，目前的大气层的漫游车和航天器。基于这些测量，我们探索火星和地球大气演变的不同模式。对于金星，我们知之甚少，这证明了对专门任务的迫切需要。
2020-03-25 astro-ph.EP
Mars Encounters cause fresh surfaces on some near-Earth asteroids
所有没有空气的天体都受到太空环境的影响，小行星和陨石之间的光谱差异表明许多小行星在非常短的时间尺度上（<1My）风化。一些小行星的光谱，特别是Q型小行星，表明它们的表面看起来年轻而新鲜，这意味着它们最近才暴露出来。以前的工作发现，与地球的碰撞是主要的清新机制，可能是所有近地天体Q型的原因。在这项工作中，我们将已知的近地天体Q型样本增加了三倍。我们提出了64个Q型近地小行星的轨道分布，并试图确定其表面更新的主导机制。我们的样本揭示了两个重要的结果：i）相对稳定的部分Q型与增加半长轴和ii）存在的Q型近地小行星的最小轨道交点距离（MOID），没有轨道解决方案，通过地球。这两种情况都证明，穿越地球并不是更新近地Q型天体的唯一方式。高地球MOID小行星占Q型小行星总数的10%，并且都在Amor轨道上。虽然表面更新也可能是由主带碰撞或YORP自旋产生的质量脱落造成的，但所有高地球MOID Q型都有可能与火星相遇，这表明火星可能是具有新鲜表面的近地天体的重要组成部分。
2013-09-19 astro-ph.EP
Water ice at low to midlatitudes on Mars
在本文中，我们分析了水冰的发生在火星表面使用近红外观测，我们研究它们的分布与气候模式。在45 ° S和50 ° N之间的纬度被考虑。来自矿物、水、玻璃和活动观测站和火星小型侦察成像光谱仪的数据被用来评估作为位置和季节函数的地表水冰的存在。一个建模方法相结合的1-D和3-D版本的大气环流模型的气象动态Jussieu的开发和成功的观测相比。在当地的秋季、冬季和早春，在白天，在朝向极点的斜坡上观察到2 - 200 μ m厚的冰沉积。在南半球，冰延伸到纬度13 °，但仅限于纬度高于32 °的北部。在一个给定的斜坡上，在地面上的冰观测的模式主要是由大气水（降水和蒸汽）的全球变化控制，与当地的地面特性发挥较低的作用。只有季节性的地表冰被观测到：没有发现暴露的常年地表冰。然而，表面的季节性冰是敏感的地下属性：在这项研究中提出的结果是一致的，最近发现的低纬度地下冰通过分析CO2霜。
2011-03-01 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
Isotopically distinct terrestrial planets via local accretion
将陨石数据的同位素约束与行星形成的动力学模型相结合，有利于确定类地行星形成的最佳模型。先前的研究表明，在经典模型和大粘性模型中重现地球和火星独特同位素组成的可能性非常低。在Grand Tack模型的框架下，火星的同位素与地球不同，它必须在非常特定的条件下形成。在这里，我们进行了一个相当新的和未经探索的模型-耗尽光盘模型-的测试。它的前提是，从火星轨道到更远的原行星盘内部的区域质量耗尽，使得火星没有足够的物质成长为更大的尺寸。我们的目标是测试地球和火星不同的同位素组成是否是这个模型的自然结果。我们发现，类地行星大多在局部吸积物质，并有足够明显的补给区。如果在原行星盘的类地行星区域存在同位素梯度，那么地球和火星，甚至金星，都可以有不同的同位素组成。我们的研究结果表明，内太阳系中的物质很可能没有经历实质性的混合，使潜在的同位素梯度均匀化，这与大塔克模型相反，大塔克模型中的类地行星的喂养区几乎是相同的，因为木星的迁移混合了物质。
2020-08-20 astro-ph.EP
The role of impact and radiogenic heating in the early thermal evolution of Mars
提出了考虑核-幔分异和核-幔-壳分异的火星行星分异模型。通过考虑短寿命核素~（26）Al和~（60）Fe的辐射加热，对火星早期热演化进行了数值模拟，模拟时间跨度可达早期太阳系的最初2500万年（Ma）。在火星吸积过程中的冲击加热的影响也纳入了模拟。火星的早期吸积需要短寿命的核素在加热过程中发挥重要作用。26 Al与撞击加热一起可以为整个主体提供足够的热能，以基本上熔化并触发行星尺度的分化。这与完全基于撞击加热的热模型相反，撞击加热不能产生广泛的熔化和行星分化。火星的早期吸积可能发生在太阳系早期的~1.5 Ma，如果火星在~1 Ma的时间尺度上吸积，可能会导致火星的实质性分化。这似乎与火星陨石的年代记录一致。
2014-08-17 astro-ph.EP astro-ph.SR
Homing in for New Year: impact parameters and pre-impact orbital evolution of meteoroid 2014 AA
2008年10月7日，小行星2008 TC 3在进入地球大气层之前变成了有史以来第一颗被预测的流星的母体。五年后，2014年的AA事件成为此类事件的第二例。与2008 TC 3撞击前轨道有关的不确定性相对较小，因为在实际流星空中爆炸前的几个小时内进行了数千次观测。与此形成鲜明对比的是，2014 AA在撞击前仅观察到7次，因此其轨迹有些不确定。在这里，我们提出了一个重新计算的碰撞参量-位置和时间-这颗流星的基础上次声记录。新的数值及其不确定性与蒙特卡罗和N体技术一起被用于独立确定2014 AA的撞击前轨道。我们的轨道解被用来调查可能存在的已知近地天体在类似的轨道上移动。在撞击之前，2014 AA受到重叠的长期共振网络的影响，其路径与2011 GJ 3，2011 JV 10，2012 DJ 54和2013 NJ 4相似。这一短暂的近地天体群的轨道由在近日点与地月系统近距离接触和在远日点与火星近距离接触所控制，可能构成一个动力系。与其他研究进行了广泛的比较。
2016-10-11 astro-ph.EP
Implantation of Martian materials in the inner solar system by a mega impact on Mars
观测和陨石表明，火星物质神秘地分布在太阳系内部。对火星的巨大撞击会产生火星半球的二分法，火星的卫星可能会喷出火星物质。最近的一项工作表明，巨型撞击产生的碎片可能被捕获为火星特洛伊人，并植入小行星带。然而，尚未对碎片的数量、分布和组成进行研究。在这里，使用流体动力学模拟，我们报告说，大量的碎片（$\sim 1\%$火星的质量），包括火星地壳/地幔和撞击物的材料（$\sim 20:80$），被喷出的二分法形成的影响，并分布在$\sim 0.5-3.0$天文单位之间。我们的研究结果表明，未熔化的火星地幔碎片（火星质量的$\sim 0.02\%$）可能是火星特洛伊，匈牙利地区和主要小行星带富含橄榄石的小行星的来源，其中一些甚至撞击早期地球。一次巨大的撞击可以自然地将火星地幔物质植入内太阳系。
2018-03-19 astro-ph.EP astro-ph.IM
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
Bayesian Inference on the Isotopic Building Blocks of Mars and Earth
本文利用多元素陨石同位素异常与贝叶斯混合分析，重建地球和火星吸积物质组成及演化，并用行星迁移与随机撞击解释差异。
2023-09-26 astro-ph.EP astro-ph.SR
A modern-day Mars climate in the Met Office Unified Model: dry simulations
我们介绍了气象局统一模型（UM）的结果，这是一个世界领先的气候和天气模型，适用于模拟干燥的火星气候。我们详细介绍了适应的基本parameterisation和分析结果，从两个模拟，一个与辐射活性矿物尘埃和一个与辐射惰性尘埃。这些模拟演示了灰尘的辐射效应如何加速风，并在沙尘季节创造一个中等高度的等温层。我们通过与已建立的火星模型，气象动力学行星气候模型（PCM）的比较来验证我们的模型，在季节性风和温度分布中找到了很好的一致性，但在预测的尘埃质量混合比和两极条件中存在差异。这项研究验证了UM在火星大气中的使用，强调了地球大气环流模型（GCM）的适应如何有利于现有的火星GCM，并为我们开发新的火星气候模型的下一步提供了见解。
2023-02-01 astro-ph.EP physics.ao-ph
Growing Mars fast: High-resolution GPU simulations of embryo formation
最近的高精度陨石数据改善了对类地行星形成时间尺度和整体成分的限制。高分辨率的N体模拟允许直接比较胚胎生长的时间尺度和吸积区，这些限制。在本文中，我们提出了高分辨率模拟胚胎形成的结果，从一个光盘的41,000个完全自引力星子与基于GPU的N体代码GENGA。我们的研究结果表明，胚胎的生长高度依赖于初始条件。更大质量的初始星子，更短的气体盘衰变时间尺度和最初偏心的木星和土星（EJS）都导致胚胎生长更快。因此，小行星带的物质可以通过扫描长期共振注入到类地行星区域。这可能解释了火星在1000万年内的快速增长，从它的Hf-W年代学推断。横扫的长期共振几乎完全清除了小行星带，并将这些物质沉积在水星-金星区域，改变了那里胚胎的组成。这可能会导致水星-金星区域的胚胎从超过2 AU的地方吸积出意想不到的高质量分数。将木星和土星的初始轨道改变为更圆的轨道（CJS）或假设胚胎形成于无气体环境中，可以消除广泛的长期共振效应，从而大大减少水星-金星区域胚胎从2 AU以上吸积的物质。因此，我们建议，从水星和金星的岩石样本可以大大有助于推断的条件和生命的初始原行星气体盘在星子和胚胎形成，以及巨行星的初始架构。
2021-01-22 astro-ph.EP
Sizes and albedos of Mars-crossing asteroids from WISE/NEOWISE data
上下文穿越火星的小行星（MCs）是一个动力学不稳定的群体之间的主带和近地种群。描述大样本MC的物理特性有助于了解许多近地小行星的原始来源，其中一些可能会在地球上产生陨石。目的。我们的目标是提供具有可用WISE/NEOWISE数据的MC的直径和直径。方法.我们使用近地小行星热模型来找到等效直径的最佳拟合值，并尽可能地找到红外辐射参数。根据小行星的直径和列表中的小行星绝对星等，我们还计算了可见的几何星等。结果我们确定了在WISE任务的完全低温阶段观察到的404个物体的直径和光束参数，其中大部分尚未在其他地方发表。我们还获得了1572直径的数据，从3波段和后非低温阶段，使用默认值的聚束参数。对于小于10公里的物体，平均光束参数为1.2 +/- 0.2，这构成了我们样本的大部分。这高于整个主带的典型值1.0，可能与WISE能够在较短的日心距离，即较高的相位角观测更多的小天体有关。我们认为，这是一个更好的默认值建模火星穿越小行星的WISE/NEOWISE目录，并讨论了这种选择的直径和直径分布的影响。我们发现了一个双峰分布的可见的几何的pendodos，这是预期的，因为这个人口是成分多样的，包括在主要的光谱复合物的对象。然而，聚束参数的分布是均匀的低和高的聚束目标。
2017-05-29 astro-ph.EP
Resolving the History of Life on Earth by Seeking Life As We Know It on Mars
火星上的地球生命起源将解决推断的生命历史和地球地质历史之间的重大不一致。我们所知的生命体利用氨基酸、核酸和脂质来完成细胞的代谢、信息和区室形成子系统。这些建筑模块可能是在行星表面的紫外线、干湿循环和火山活动中，由氰硫化物化学前体同时形成的。然而，早期地球是一个水世界，地球上氧气上升的时间与遗传密码对氧化应激的最终固定不一致。生命的氰硫起源可能是通过光氧化还原化学在火星上发生的，这得益于比早期地球多几个数量级的地下地壳，以及更早地过渡到氧化条件。陨石撞击可能产生了短暂的可居住环境，并将生命喷射和转移到地球。“火星2020”号火星车提供了一个前所未有的机会，可以证实或反驳火星上生命起源于氰硫的证据，寻找古代生命的证据，并限制火星氧化状态随时间的演变。我们应该试图证明或反驳地球生命起源于火星以及其他可能性。
2021-02-04 astro-ph.EP physics.pop-ph q-bio.BM
Low-level jets and the convergence of Mars data assimilation algorithms
数据同化是火星大气科学中越来越受欢迎的技术，但其对底层大气模型平均状态的影响尚未得到彻底研究。结果对模式和同化算法选择的鲁棒性也值得进一步研究。我们调查这些问题，使用两个火星大气环流模型（MGCM），特别强调纬向风和温度场。当火星全球探测者热发射光谱仪（TES）的温度反演被吸收到英国时，为了建立火星分析校正数据同化（MACDA）再分析，冬季北半球的低空纬向急流向赤道移动，相对于同一MGCM的自由运行控制模拟减弱。Enhanced火星大气再分析系统（EMARS）的再分析，这也是基于TES温度检索，也表明射流减弱（但较少，如果有任何转变）相对于控制模拟与基础的地球物理流体动力学实验室（GFDL）MGCM。检查更高层次的大气，月平均三维温度和纬向风场一般更好的协议之间的两个再分析比两个控制模拟。结合有关MGCM的物理参数化的信息，各种再分析和控制模拟之间的相互比较表明，总体上EMARS控制运行比MACDA控制运行的偏差更小（相对于火星大气的真实状态）。未来的观察研究的影响进行了讨论。
2021-05-07 astro-ph.EP physics.ao-ph
Hydrocode modeling of the spallation process during hypervelocity impacts: Implications for the ejection of Martian meteorites
碰撞产生的超高速物质抛射被认为是两个行星体之间物质交换的一种可能机制。我们已经模拟了spectrometer过程中的垂直影响的影响速度从6到21公里/秒的范围内，使用网格和粒子为基础的水文模型。Tillotson状态方程能够处理强冲击物质中密度对压力和热压力的非线性依赖关系，用于研究撞击后的流体动力学和热力学响应。没有考虑材料强度和重力加速度的影响。在圆柱坐标系中研究了距离撞击点1.5倍弹丸半径内的二维时间相关压力场，以解决剥落材料的产生问题。还进行了分辨率测试，以拒绝由于人为粘度而具有过低峰值压力的喷射材料。导出了喷射速度veject与峰值压力Ppeak的关系。我们的方法表明，在喷出物幕后期加速发生由于喷出物的可压缩性，导致在喷射速度，可以高于理想的最大值的所得粒子速度后，通过冲击波。我们还计算了可以从像火星这样的行星上逃逸的喷出物质量（即，veject高于5公里/秒），这符合火星陨石的岩相学限制，并发生在Ppeak从30-50 GPa。虽然这种喷射物的质量被限制在垂直撞击中抛射体质量的0.1%-1%，但这足以使火星陨石的喷射成为一种合理的机制。最后，我们建议，影响spectrometry是一个合理的机制，为产生的玻璃陨石。
2017-09-02 astro-ph.EP
Martian Year 34 Column Dust Climatology from Mars Climate Sounder Observations: Reconstructed Maps and Model Simulations
我们已经重建了火星年（MY）34（2017年5月5日-2019年3月23日）的柱状尘埃光学深度（CDOD）的纬度地图，使用美国宇航局火星侦察轨道器航天器上的火星气候探测器（MCS）的观测结果。我们的方法工程网格标准和新提供的估计CDOD从MCS临边观测，使用“迭代加权分箱”的方法。在这项工作中，我们重建四个网格CDOD地图每溶胶，在不同的火星宇宙时间。连同季节性和日常变化，使用几个地图每溶胶允许探索也CDOD的MCS数据集，这是特别强的在MY 34春分全球沙尘事件（GDE）的日常变化。CDOD的规则地图，然后通过每天平均和空间插值的不规则网格的地图使用标准的“克里格”插值，并可以用作“沙尘情景”的数值模式模拟。为了了解CDOD的日变率是否有物理解释，我们用“动力气象学”火星全球气候模式进行了数值模拟。使用“自由灰尘”运行在$L_s \sim 210^\circ$与相应的克里格图，但随后免费的进一步CDOD强迫，我们表明，该模型是能够占一些观察到的每日变化CDOD。该模型还用于确认在GCM中使用MY 34日平均沙尘情景产生的结果与MY 25 GDE获得的结果一致。
2019-07-18 astro-ph.EP physics.ao-ph
Seeding Life on the Moons of the Outer Planets via Lithopanspermia
来自行星表面的物质可以通过巨大的撞击被喷射到太空中，并可能携带原始的生命形式。我们对这种喷射物进行了n体模拟，以确定来自地球和火星的岩石在太阳系的最终位置。我们发现，除了类地行星之间频繁的物质转移外，物质从地球和火星转移到木星和土星的卫星也是可能的，但很少。我们预计，这种转移最有可能发生在后期重轰炸期间，或者在接下来的10亿或20亿年期间。在这个时候，冰冷的卫星更温暖，可能很少或根本没有冰壳来防止陨石到达它们的液体内部。我们还注意到，在弹射后的第一个百万年里，再次撞击的比率很高。这可能会在一颗行星上重新播种生命，而这颗行星在被大撞击部分或完全灭菌后，这将有助于早期生命在后期重轰炸期间的生存。
2013-11-11 astro-ph.EP
Impact of gravity waves on the middle atmosphere of Mars: a non-orographic gravity wave parameterization based on Global Climate modeling and MCS observations
利用大气环流模式（GCM）研究了重力波（GW）对火星中高层大气日潮汐和全球环流的影响。我们已经实施了一个随机参数化的非地形GW到气象动力学（LMD）火星GCM（LMD-MGCM）的创新方法。假定源位于典型对流单体（$\sim$ 250 Pa）上方，并分析了GW对1 Pa（$\sim$ 50 km）以上环流和预报热力结构的影响。我们专注于模型模拟和观测火星气候探测器（MCS）在火星勘测轨道飞行器在火星29年。MCS数据提供了迄今为止对80公里以内火星中间层的唯一系统测量。GW的主要作用是通过减少纬向风和纬向风的日振荡来阻尼热潮。在北半球冬至，GW阻力在10 $^{-2}$ Pa以上达到1 m/s/sol量级，并在纬向风场中产生重大变化（从几十到几百m/s），而对温度场的影响相对温和（10- 20 K）。这表明，GW引起的纬向流的改变是模拟温度变化的主要原因。结果还表明，在GW方案下，日潮汐引起的最大昼夜温差约为10 K，潮汐峰值向低海拔移动，与MCS观测结果吻合较好。
2020-02-03 astro-ph.EP physics.ao-ph
Modeling and Analysis of Main-Belt Asteroidal Dust Flux and Velocity Distribution at Inner Planets
Planetary Sciences Division, Physical Research Laboratory（物理研究实验室行星科学部）；Department of Physics, Indian Institute of Technology Gandhinagar（印度戈达纳加尔理工学院物理系）
本文通过N体模拟研究小行星尘在内太阳系的动力学演化，量化了火星、金星和水星的尘流量，并分析了撞击速度分布及其对行星表面改造的影响。
2026-05-12 astro-ph.EP
Dust measurements with the Mars Dust Counter on board Nozomi (PLANET-B)
MPI für Sonnensystemforschung（马克斯·普朗克太阳系研究所）；Chiba Institute of Technology（千叶工业大学）；Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）；Osaka University（大阪大学）
Nozomi任务的尘埃计数器在地球轨道和行星际空间检测到尘埃粒子，其测量结果与乌lysses任务一致，揭示了尘埃粒子的来源和分布特征。
2026-02-17 astro-ph.EP astro-ph.IM
Assessment of the probability of microbial contamination for sample return from Martian moons II: The fate of microbes on Martian moons
本文介绍了一个火星-卫星系统中微生物运输的案例研究。我们通过一项同伴研究（Fujita等人），使用撞击物理学研究了火星卫星上潜在撞击运输微生物的空间分布。我们使用了之前研究的灭菌数据。我们认为微生物主要来自火星上的祖尼尔陨石坑。我们发现，70-80%的微生物很可能分散在月球表面，除了流星体产生的厚厚的喷出物沉积物中的微生物外，由于辐射而迅速灭菌。另外20-30%可能被火星岩石撞击产生的陨石坑中坍塌层形成的厚风化层屏蔽了辐射。在厚厚的喷出物沉积物中可能存活的微生物总数估计比火星陨石坑低3-4个数量级。由于辐射灭菌，微生物浓度在水平方向上是不规则的，并且在很大程度上依赖于深度。在火卫一和火卫二上，被运输的微生物的存活率分别只有1 ppm和100 ppm，这表明运输过程和辐射严重影响了微生物的存活。对火星卫星微生物采样概率进行了研究。我们建议，从火星卫星的样品返回任务被归类为30 g样品和10 cm深度采样的无限制地球返回任务，即使在我们保守的情况下。我们还进行了全面的统计分析，包括采样概率的输入参数的不确定性的影响，采样的火卫一的风化层。返回样品最有可能受到微生物污染的概率估计比空间研究委员会（空间研委会）行星保护政策所确定的标准低两个数量级。
2019-07-17 astro-ph.EP
Onset of giant planet migration before 4480 million years ago
类地行星形成后，立即经历了彗星、原始吸积留下的微行星和小行星的强烈撞击。太阳系演化中的这段时间间隔，被称为晚期吸积，热和化学改变了固体行星表面，可能阻碍了冥古宙地球上生命的出现。然而，晚期吸积的来源和速度是模糊的。在这里，我们提出了一个时间轴，涉及小行星陨石的残留辐射年龄，新的动力学模型，调用巨行星迁移的后期吸积。将地质年代学数据与动力学模型相结合表明，巨行星的迁移立即导致整个太阳系有3000万年的彗星大量涌入。对于来自地球、月球、火星、灶神星和各种陨石母体的最有弹性的计时器来说，在4450 Ma之后没有完整的地壳重置年龄，这将巨行星迁移的开始限制在不晚于大约4500 Ma。4480 Ma.来自小行星、小行星（和一个较小的彗星组成部分）的逐渐减弱的撞击继续通过撞击物通量的长期单调下降来撞击内行星;这与陨石坑年表的预测一致。修正后的全球3-D热分析轰击模型来自我们的新的影响大规模生产的功能表明，持久的生态位的早期冥古宙地球上的前生物化学可以忍受后期吸积至少在过去的4400万年。
2019-03-21 astro-ph.EP
Equilibration in the Aftermath of the Lunar-Forming Giant Impact
对月球形成的撞击的模拟表明，大部分月球物质来自撞击物，而不是地球。然而，对月球样品的测量揭示了一种与地球样品难以区分的氧同位素组成，并且与来自火星和灶神星的陨石明显不同。在这里，我们探讨的可能性，硅酸盐地球和撞击物的组成不同的氧同位素，以及陆地岩浆海洋和月球形成的物质经历了湍流混合和平衡的巨大影响的能量后果。这种混合可能发生在撞击和月球吸积之间的熔融盘时期，持续时间可能为10^2-10^3年。这一想法的月球地球化学的影响，地球上的水的起源，并对巨大的影响进行了讨论。
2010-12-24 astro-ph.EP
The depletion of the asteroid belt and the impact history of the Earth
本研究评估小行星带物质流失速率及其分配，发现当前损失率约8.8×10^{-5} Ma^{-1}，外推表明30-35亿年前损失率仅适度增加，但若低估则可能导致指数增长，与地质记录中更强烈的撞击历史相关。
2025-09-25 astro-ph.EP
Mechanisms and timing of carbonaceous chondrite delivery to the Earth
通过同位素分析揭示地球晚期吸积少量大型碳质胚胎，其富含挥发性元素，而火星未吸积，与月球形成撞击兼容。
2024-11-07 astro-ph.EP physics.geo-ph
On the Pre-impact Orbital Evolution of 2018 LA, Parent Body of the Bright Fireball Observed over Botswana on 2018 June 2
2018年6月2日，流星体2018 LA成为第三个在进入我们的大气层之前被观测到的自然天体--小行星2014 AA和2008 TC 3分别于2014年1月2日和2008年10月7日撞击地球。在这里，我们探索了2018 LA的撞击前轨道演变，并使用N体模拟和D标准研究了在类似轨道上移动的已知近地天体的可能存在。我们确定了几个在类似于2018 LA的轨道上移动的物体，并重点关注其中三个：（454100）2013 BO 73，这是该组中最大的一个PHA，2016 LR和2018 BA 5，它遵循的路径非常接近2018 LA的半长轴，偏心率和倾角。所有这些天体都可能是一个动态分组的一部分，它们的轨道演化相当混乱，经历了与金星，地月系统和火星的近距离接触。近地物体的遭遇发生在交点，短期内，我们的地球在其围绕太阳的轨道上的相对位置每年重复。除了2018年6月2日在博茨瓦纳上空观测到的明亮火球外，近年来还在6月初观测到了另外三个火流星：2002年6月6日的克里特岛，2004年6月3日的华盛顿州和2007年6月7日的Reisadalen。
2018-06-13 astro-ph.EP
