A geologia e de planetas com o tamanho da Terra e super-Terras, em muitos casos, só serão observáveis por meio de suas atmosferas. Aqui, usamos a criação de atmosferas vulcânicas como uma janela-chave para a geoquímica planetária.
Acoplamos a liberação de gases vulcânicos com modelos de química atmosférica para simular o crescimento de atmosferas C-O-H-S-N em equilíbrio termoquímico, com o objetivo de estabelecer quais informações sobre a fO2 do manto do planeta e a relação H / C de silicato em massa podem ser determinadas por observação atmosférica. Atmosferas vulcânicas quentes (800 K) desenvolvem grupos composicionais distintos à medida que o fO2 do manto é variado, que podem ser identificados usando conjuntos de espécies indicadoras (frequentemente menores): Classe O, representando um manto oxidado e contendo SO2 e alótropos de enxofre; Classe I, formada por fO2’s do manto intermediário e contendo CO2, CH4, CO e COS; e Classe R, produzida por mantos reduzidos, contendo H2, NH3 e CH4.
Essas classes atmosféricas são amplamente independentes da relação H / C do silicato a granel. No entanto, a razão H / C afeta o constituinte atmosférico dominante, que pode variar entre H2, H2O, CO2 e CH4, uma vez que a composição química se estabilizou a um ponto em que não muda mais substancialmente com o tempo. Este estado final depende da fO2 do manto, da razão H / C e do tempo desde o início do vulcanismo. O enriquecimento supercondrítico de H / C ao nível da Terra (H / C = 0,99 +/- 0,42) e superior só pode ser inferido para planetas com mantos reduzidos que produzem atmosferas de Classe R. Em planetas quentes e vulcanicamente ativos, a fO2 do manto pode ser identificada a partir de observações atmosféricas usando JWST.
Publicado em 11/11/2021 10h00
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