学术报告

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地球的孪生姐妹-金星

报告人:翁玉林教授 加州理工

时间:10月15日(星期二)下午2:00

地点:地空学院706会议室

报告摘要:

行星大气深受太阳辐射光化学作用的影响。 在地球上,太阳紫外线吸收的一个主要效应就是在平流层上层形成臭氧层。 这一从15km延伸至40km的臭氧层能够保护地球表面免受有害紫外辐射的影响。否则,过量的有害紫外线将导致地球生物圈的存在形式与现在截然不同。 那么光化学反应在其他行星上的效应如何呢?金星对大气科学研究者来说是一个新奇而富有挑战性的难题。因为虽然它的大气成分与地球相差甚远,但却与地球存在许多相似之处。大家可能会认为地球与金星的光化学机制肯定是差异很大的,但我们将说明,控制这两颗行星上层大气的许多重要特征的化学过程都是彼此相关联的。

金星上层大气中硫的光化学过程尚不明确。 来源于深层大气的源分子极有可能是SO2和OCS。 在云顶及以上,这些分子被光解,产生S, SO, SO3和H2SO4 (Mills et al.2007)。 最近的研究(Frandsen et al.2016)表明,在50至70公里范围内,SO二聚物(OSSO)的含量可能与SO一样丰富。

我们研究了涉及OSSO和S2O的新型化学反应的效应,它们可能成为金星上层大气中S2重要的新来源。 而这将可能使得S2及Sx的源远大于在之前的硫化学模型(Yung et al . 2009)中的估计。此前模型中S2主要来源于OCS + hv = CO + S, OCS + S = CO + S2的反应。而我们的新模型揭示出,除OCS, SO, SO2, SO3 和 H2SO4以外的更复杂的硫化物可以在320-400nm波段吸收紫外辐射。这些研究结果或许能用于解释ESA的Venus Express (金星快车)及日本的金星气候卫星Akatsuki (破晓号)的观测结果。

我们认为金星上的硫化学过程可能类似于氧气出现之前的地球。金星可能是所有类地行星的最终归宿。


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