Evolution of carbon and nitrogen and generation of prebiotic molecules in the Martian atmosphere

火星大气中碳和氮的演化以及生命起源前分子的产生

• 批准号: 22H00164
• 负责人: 寺田 直樹
• 金额: $ 26.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2027-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00164/
• 关键词: 大気流出; 大気進化; 生命関連分子; 火星

火星は生命の発生に適した大気環境を有したかという問いに答えるべく、課題AではCとNを含む火星大気の流出率と生命構成分子の前駆物質（H2CO等）の生成率の長期変遷を、課題Bでは初期火星における前駆物質の降下量とリボース等の生命構成分子の生成量を調査する。課題Aの中性大気流出モデル開発では、CとNを含む汎用熱圏モデル[Nakayama+2022]を新たに開発して高XUV放射下における流出抑制を明らかにし、流体力学的散逸モデル[T.Yoshida+2022]を幅広い条件下に適用して流出抑制の検証を進めた。大気光化学モデル[Nakamura+投稿中a]を用いてC同位体比の高度変化を地表から熱圏に渡り導出し[T.Yoshida+2023]、熱圏-外圏DSMCモデルに下側境界条件を与える準備を進めた。イオン流出モデル開発では、初期火星MHDモデルを用いて流出率の固有磁場・XUV放射依存性[Sakata+2022]、IMF回転による流出率増加[Sakai+2023]を明らかにした。課題Aの前駆物質の生成率見積りでは、大気光化学モデルにSEP降込みを組込み、HOx, H2CO等の組成変化を見積った[Nakamura+投稿中b]。課題AとBの数値モデル群の観測検証では、MAVENによる分子イオン流出観測をMHDモデルと比較し[Sakakura+2022]、TGOによるCO等の分布を光化学モデルやGCMと比較した[N.Yoshida+2022;Aoki+2022など多数]。2024年打上げ予定のMMXの開発を進めた[Kawakatsu+2023]。課題BのH2CO降下量見積りでは、初期火星GCM[Kamada+2022]を背景場に光化学モデルを実行し、降下量を見積った。課題Bのリボース合成実験では、収率がグリコールアルデヒド濃度に依存し、pHが1変わると生成量が1桁変わることを明らかにした。

The environment of life on Mars is suitable for the environment. Questions and answers on Mars. Project A and C and N are included. The flow rate of Mars and the molecules that make up life are the precursors of life. The long-term changes in the production rate of matter (H2CO, etc.), Project B, and the investigation of the production amount of life-constituting molecules such as the amount of material falling in the early days of Mars were investigated. Subject A's neutral large-scale outflow of open 発では, CとN をcontaining general-purpose thermal chloride [Nakayama+2022] を新たに开発して under high XUV radiationけるOutflow suppression を明らかにし, Fluid mechanics dissipation モデル[T.Yoshida+2022] してOutflow suppression の検 Demonstration をEnter めた is applicable under the condition of wide width. Daiichi Photochemical Chemical Co., Ltd. [Nakamura+ is submitting a], which uses a highly modified C isotopic ratio and a thermal conductor on the surface of the earth. Out [T.Yoshida+2023], hot circle - outer circle DSMC モデルに lower side realm condition を and える preparation を enter めた. Dependence of the natural magnetic field and XUV radiation of the outflow rate of the early Mars MHD radiator using the イオン outflow rate Sakata+2022], the IMF return rate increased[Sakai+2023]を明らかにした. Project A's production rate of the former substance is shown in the plot, and the composition of the large-scale photochemistry SEP drop込みをgroup込み, HOx, H2CO, etc. is changed [Nakamura+ in submission b]. Topic AとBのnumberモデルgroupの観measurement検证では、MAVENによるmolecules outflow measurementをMHDモデルとComparisonし[Sakakura+202 2], TGO, CO, etc., distribution, photochemistry, GCM, comparison [N.Yoshida+2022; Aoki+2022などmost]. In 2024, it will be marked as "MMX" [Kawakatsu+2023]. Project B's H2CO reduction amount is reflected in the plot, the initial Mars GCM [Kamada+2022] is the background field photochemistry, and the amount of reduction is reflected in the plot. Topic BのリボースSynthetic 実験では, Yield がグリコールアルデヒドConcentrationにDepend on し, pH が1変わるとGeneration amount が1桁変わることを明らかにした.

项目成果

Less Effective Hydrodynamic Escape of H2-H2O Atmospheres on Terrestrial Planets Orbiting Pre-main-sequence M Dwarfs

围绕前主序带 M 矮星运行的类地行星上 H2-H2O 大气层的水动力逃逸效率较低

• DOI: 10.3847/1538-4357/ac7be7
• 发表时间: 2022
• 期刊: The Astrophysical Journal
• 作者: Yoshida Tatsuya;Terada Naoki;Ikoma Masahiro;Kuramoto Kiyoshi
• 通讯作者: Kuramoto Kiyoshi

Hydrodynamic escape of H2-H2O atmospheres on terrestrial planets orbiting pre-main sequence M dwarfs

围绕前主序带 M 矮星运行的类地行星上 H2-H2O 大气层的流体动力学逃逸

• 发表时间: 2022
• 作者: 吉田 辰哉;寺田 直樹;生駒 大洋;倉本 圭
• 通讯作者: 倉本 圭

火星衛星探査計画MMXによるサイエンスの全体像

火星卫星探测计划MMX科学概述

• 发表时间: 2022
• 作者: 倉本圭;川勝康弘;MMXサイエンスボード;MMX搭載機器開発チーム
• 通讯作者: MMX搭載機器開発チーム

Venus and Mars' Global Diffuse Aurora: Common for Non-Magnetic Planets?

金星和火星的全球弥漫极光：非磁性行星常见吗？

• 发表时间: 2022
• 作者: Gray C.;K. Peter;M. Paetzold;S. Tellmann;P. Withers;T. Nordheim;Y. Nakamura;N. Terada;F. Leblanc;A. Hughes;J. Luhmann;N. Schneider;C. Lee
• 通讯作者: C. Lee

SSL, University of California Berkeley(米国)

SSL，加州大学伯克利分校（美国）