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Evolution of early-Earth atmophere with reduced chemical compositions

化学成分减少的早期地球大气的演化

基本信息

批准号：
21K03638
负责人：
倉本圭
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

水素とメタンを主成分とする還元型初期地球原始大気の進化モデルの構築を進めた。還元型原始大気の組成進化は、水素分子など軽分子の宇宙空間への散逸と、光化学反応によって駆動される。メタンを出発物質とする炭化水素の重合化と水酸基ラジカルとの反応による酸化の分岐比を正しくモデル化するため、光化学過程を駆動する紫外光の放射伝達モデルを、既存研究では無視されていたC2化合物を含む多分子種による吸収を忠実に取り込み改良した。その結果、エタンやアセチレンなどC2化合物が、水蒸気の光分解を引き起こす波長帯の紫外光を効率的に吸収し、水酸基ラジカルの生成とこれに続く炭化水素の酸化を阻害することが明らかになった。これによって、炭化水素の重合化が卓越するようになる。さらに、還元的な化学組成の原始大気の寿命を従来の推定よりも大幅に延ばし、シアン化水素やホルムアルデヒドなど、生命の材料となる有機分子の原料化合物の生成を促進する効果があることが分かった。大気散逸モデルについては、放射活性分子種を含む原始大気の放射冷却効果によって、水素散逸が著しく抑制されることをこれまでに明らかにしたが、炭素化合物の散逸が完全に停止する条件で、数値解が安定的に得られない問題が残っていた。この原因について解析を進め、初期条件や境界条件の置き方、定常解に到達するまでの計算ステップなどを全面的に見直し、数値計算を安定して行うための指針を整理し、試行計算に着手した。

The evolution and construction of water elements in the early stage of the earth's primitive evolution The evolution of the composition of the primitive atmosphere, the dispersion of water molecules, and the photochemical reaction of molecules in outer space For the development of new materials, the recombination of carbonized water, the reaction of water and acid, the differentiation ratio of acidification, the conversion of photochemical processes, the emission of ultraviolet light, and the improvement of the absorption of C2 compounds containing multiple molecular species. The results show that C2 compounds, photolysis of water vapor, UV absorption in wavelength bands, generation of aqueous acid radicals, and inhibition of acidification of carbonized water compounds are the most important factors. The combination of carbon and water elements is excellent. In addition, the estimation of the original life of the chemical composition of the original large gas greatly delays the production of organic molecules and raw compounds, and promotes the production of organic molecules and raw materials. The radiation cooling effect of radioactive molecular species containing large amounts of radioactive substances, the suppression of water dissipation, the complete cessation of carbon compound dissipation, and the numerical solution to the stable problem are discussed. The cause analysis, initial condition, boundary condition, steady state solution, calculation, comprehensive analysis, numerical calculation, stable operation, trial calculation, etc.