北大研究者显示，冰态行星可能很难有宜居的那天

本周《自然-地球科学》在线发表的一篇论文Abrupt climate transition of icy worlds from snowball to moist or runaway greenhouse指出，某些冰态行星和卫星在它们的主恒星亮度增加过程中，直接从冰窖变成桑拿房，跳过适宜居住的阶段。之前，科学家一直认为，这样的冰雪世界——包括我们太阳系里的木卫二和土卫二或系外冰态行星——在包裹它们的冰层融化之后，可能会变得适宜居住。

主恒星变亮过程中冰态行星气候发生转变的示意图。

Yang et al.

太阳等恒星随着时间推移逐渐变亮。因此，一颗围绕年轻暗恒星的行星，比如早期的地球，可能一开始又冷又冰，但随着恒星亮度增加，它最终会温度升高并发展出适宜居住的环境。地球从形成以来，地质活动一直很活跃。火山喷发所造成的温室气体和风化过程也稳定了气候，使气温升高。但是许多小型的冰态行星和卫星不具有以上过程，它们的气候演化完全依赖于从主恒星那里得到的能量。

北京大学的杨军和同事用一个全球气候模型模拟冰态行星的气候进化过程。他们发现若没有大气中的温室气体帮助行星升温，用于融化行星所需的能量很高——高到一旦表面的冰层融化，行星便会立刻进入温室状态，即海洋蒸发，大量水分流失。结果，这颗行星便无法支持我们所熟悉的水基生命。

冰态行星的气候演变。a.全球平均冰雪覆盖率，b.表面温度，c.垂直的综合水蒸汽量，d.50百帕处的水蒸汽混合比，e.能源平衡，f.向外长波辐射（OLR）或短波吸收辐射（ASR）。

Yang et al.

在相应的新闻与观点文章中，Andy Ingersoll写道：“……让一颗冰态行星变得适宜居住并不只是简单地融化上面的冰：许多冰态星体从太冷一下子跳到太热，直接挤掉了适宜状态。” ⓝ

Nature|doi:10.1038/ngeo2994

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Abrupt climate transition of icy worlds from snowball to moist or runaway greenhouse