La composición y el clima simulado de la atmósfera del Hadeano después de una colisión de 1,58 × 1021 kg produce 7,0 bar de H una vez que se condensa el agua del océano evaporada. Usamos los parámetros del modelo de la Tabla 2. La región sombreada en azul etiquetada como “atmósfera de vapor caliente”, también llamada Fase 2 en la Fig. 1, es simulada por el modelo climático cinético que se muestra en el Apéndice B. atmósfera con un modelo fotoquímico 1-D del clima (Apéndice C), que mantiene 0,018 bar de CH4 entre 4 × 103 y 106 años. Las líneas discontinuas se indican en el eje derecho. La “lluvia de HCN” son partículas de HCN que llueven en gotas de agua. La “precipitación de neblina de HCCCN” es la tasa de precipitación de HCCCN incorporada en las partículas formadas a partir de la reacción del polímero C4H + HCCCN. La fotoquímica de CH4 y N2 genera HCN y HCCCN durante aproximadamente un millón de años hasta que el H2 escapa al espacio. -Astro chica EP
El origen de la vida en la Tierra podría beneficiarse de una atmósfera prebiótica que produjera nitrilos, como el HCN, que permiten la síntesis de ribonucleótidos. Sin embargo, la evidencia geoquímica indica que el aire Hadeano era relativamente oxidante con poca producción fotoquímica de moléculas prebióticas.
Estas paradojas se resuelven con los impactos de un asteroide rico en hierro que encogió transitoriamente toda la atmósfera, lo que permitió que se formaran nitrilos en la fotoquímica posterior. Aquí, investigamos atmósferas generadas por forzamiento utilizando nuevos modelos climáticos y químicos atmosféricos dependientes del tiempo acoplados, que tienen en cuenta las interacciones de la fase gaseosa y la catálisis superficial. Las atmósferas resultantes ricas en H2-, CH4- y NH3 duran millones de años, hasta que el hidrógeno escapa al espacio. La producción de HCN y HCCCN y la precipitación superficial pueden alcanzar partículas de 109 cm−2 s 1 en atmósferas nebulosas con una relación molar de CH4/CO2 >0,1. Las relaciones CH/CO más pequeñas producen índices de precipitación de HCN <105 partículas cm−2 s, y el HCCCN es insignificante.
La masa de impacto mínima que genera CH4/CO2 atmosférico > 0,1 es de 4 x 1020 a 5 x 1021 kg (de 570 a 1330 km de diámetro), según la eficacia con la que el hierro interactúa con la atmósfera de vapor y el equilibrio de la atmósfera con el efecto. del efecto estanque de fusión, y el área superficial de níquel que cataliza la producción de metano.
Alternativamente, si el vapor penetra y oxida profundamente la cubierta, los oxidantes de 1020 kg pueden ser efectivos. Las atmósferas con abundantes nitrilos tienen temperaturas superficiales superiores a 360 °C, lo que puede ser un desafío para la longevidad del ARN, aunque el albedo de las nubes puede producir climas más fríos. Independientemente, el cianuro puede almacenarse después del impacto y usarse en esquemas prebióticos después de que el hidrógeno escape al espacio.
Nicholas F. Wogan, David C. Catling, Kevin J. Zanley, Roxana Lobo
Comentarios: Aceptado por Planetary Science Journal el 4/7/23
Asignaturas: Astrofísica de la Tierra y los Planetas (astro-ph.EP)
Citado de la siguiente manera: arXiv:2307.09761 [astro-ph.EP] (o arXiv: 2307.09761v1 [astro-ph.EP] para esta versión)
Día de entrega
QUIÉN: Nicholas Wogan
[v1] miércoles, 19 de julio de 2023 05:44:10 UTC (763 KB)
https://arxiv.org/abs/2307.09761
Astrobiología
