天体物理学 > 地球与行星天体物理学
[提交于 2025年4月3日
]
标题: 宇宙射线对撞击后早期地球大气的电离:在生命起源情景中必须考虑太阳宇宙射线的电离
标题: Cosmic ray ionisation of a post-impact early Earth atmosphere: Solar cosmic ray ionisation must be considered in origin-of-life scenarios
摘要: 宇宙射线(CR),包括太阳和银河系的,会对地球的大气层产生电离作用,并被认为对原始分子的生成很重要。特别是,在蒸发海洋的撞击后形成的以$\rm{H_2}$为主的大气层被认为有利于原始分子的形成。我们模拟了太阳和银河系CR通过200Myr时的撞击后早期地球大气的传输。我们的目标是确定产生的电离率$\zeta$的差异,特别是在太阳非常活跃时期的地球表面。我们使用蒙特卡洛模型来描述CR通过早期地球大气的传输,给出CR能谱作为高度的函数。我们计算了$\zeta$和由于银河系和太阳CR在高度上的离子对产率$Q$。银河系和太阳CR能谱都受到太阳自转速率$\Omega$的影响,因为太阳风速度和磁场强度都取决于$\Omega$并影响CR传输。 我们考虑一系列输入光谱,这些光谱来源于可能的 $\Omega$范围,从 $3.5-15\, \Omega_{\rm{\odot}}$。 为了考虑太阳系外银河宇宙射线光谱在十亿年时间尺度上变化的可能性,我们将来自两种不同情景的顶层大气 $\zeta$进行比较。 我们还考虑了行星磁场对宇宙射线光谱的抑制作用。 我们发现,在大多数情况下,由于宇宙射线导致的 $\zeta$和 $Q$在早期地球大气中主要由太阳宇宙射线主导。 相应的$\zeta$在早期地球表面的范围从$5 \times 10^{-21}\rm{s^{-1}}$对于$\Omega = 3.5\,\Omega_{\rm{\odot}}$到$1 \times 10^{-16}\rm{s^{-1}}$对于$\Omega = 15\,\Omega_{\rm{\odot}}$。 因此,如果年轻的太阳是一个快速旋转体,那么太阳宇宙射线在生命可能形成的时候很可能对地球表面的化学反应产生了显著影响。
当前浏览上下文:
astro-ph
切换浏览方式为:
文献和引用工具
与本文相关的代码,数据和媒体
alphaXiv (什么是 alphaXiv?)
CatalyzeX 代码查找器 (什么是 CatalyzeX?)
DagsHub (什么是 DagsHub?)
Gotit.pub (什么是 GotitPub?)
Hugging Face (什么是 Huggingface?)
带有代码的论文 (什么是带有代码的论文?)
ScienceCast (什么是 ScienceCast?)
演示
推荐器和搜索工具
arXivLabs:与社区合作伙伴的实验项目
arXivLabs 是一个框架,允许合作伙伴直接在我们的网站上开发和分享新的 arXiv 特性。
与 arXivLabs 合作的个人和组织都接受了我们的价值观,即开放、社区、卓越和用户数据隐私。arXiv 承诺这些价值观,并且只与遵守这些价值观的合作伙伴合作。
有一个为 arXiv 社区增加价值的项目想法吗? 了解更多关于 arXivLabs 的信息.