鹅卵石、海洋和黄蜂时钟

有很多方法可以衡量行星的变化

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


鹅卵石大气

随着时间的推移,大气成分的流失是岩石行星(尤其是那些可能孕育生命的行星)的一个主要问题。地球正在缓慢地进行,而像火星这样的星球则进行得更快。Howe 等人在《天体物理学杂志》上发表的一项新研究深入探讨了一个略有不同的场景的细节:对于年轻的、最初具有巨大大气层(以分子氢和氦为主)的类地行星,由所谓的“鹅卵石吸积”机制形成的大气损失。他们研究了像金斯逃逸、流体动力逃逸、恒星风、撞击侵蚀、光电离和光解离等机制造成的损失。有趣的是,低能量紫外线引起的光解离(使较轻元素逃逸到太空的分子分裂)似乎可以解释 90% 的大气损失,而撞击侵蚀(来自小行星碰撞)约占 5%。问题在于这些星球并没有损失太多大气层。似乎很难解释通过鹅卵石吸积形成的星球如何才能损失足够多的原始成分,最终看起来像地球。

海洋能量


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当行星升温时,类地行星的海洋会发生什么?不幸的是,地球上的全球变暖正在提供一系列答案。Hu 等人在《科学进展》杂志上发表的一项新的统计研究,利用了三十年的数据以及计算机建模来探测水循环,发现地球海洋中主要洋流的动能每十年增长约 15%。这很大部分可能是由记录在案的海洋风能增加所驱动的。但究竟发生了什么仍然不清楚——循环模式的变化也可能导致测量值的变化,而所看到的是一系列变化之上的趋势。尽管如此,从物理学的角度来看,这一切都是有道理的——一个系统温度的升高必然会最终体现在该系统的能量学中。

黄蜂时钟

大约 12,000 年前,地球上又出现了一段海平面上升的时期,当时地球正从冰河时代中走出。碰巧的是,澳大利亚北部的一些沿海地区被淹没,扰乱了那里的人类社会。现在,一种非常巧妙的技术被用于确定该地区古代岩画的年代,显示出一种独特的艺术风格——纤细的人形,被称为Gwions——与该时期相吻合。这种艺术品不使用木炭,否则木炭会提供放射性同位素测年所需的碳。但研究人员发现,黄蜂在洞穴墙壁上建造了泥巢——在绘画之前和之后。黄蜂还将环境中的碳颗粒融入到它们粘性的泥结构中。对该碳进行年代测定,提供了绘画本身“之前和之后”的时间范围。这个范围正好是 12,000 年前,表明这种不寻常的艺术可能受到了艺术家周围世界发生变化时,受干扰的环境和文化动态的影响。

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