RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 12, 2025
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2000

 / 

Май

←  →

Обзоры актуальных проблем


Универсальный рост вязкости металлических расплавов в мегабарном диапазоне давлений: стеклообразное состояние внутреннего ядра Земли

 а,  б
а Институт физики высоких давлений Российской академии наук им. Л.Ф. Верещагина, Калужское шоссе 14, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация
б Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина Российской академии наук, Калужское шоссе 14, Троицк, Москва, 108840, Российская Федерация

Приводится обзор экспериментальных данных и соответствующих теоретических представлений, касающихся вязкости различных типов жидкостей и расплавов под давлением. Наименее изученными в экспериментальном аспекте являются металлические расплавы, вязкость которых считается практически постоянной вдоль соответствующих кривых плавления. Предлагается новый подход к исследованию вязкости расплавов под давлением, основанный на измерении размеров кристаллических зерен в образцах, полученных закалкой из расплава. Данные выполненных авторами исследований жидких металлов под давлением до 10 ГПа свидетельствуют о значительном росте вязкости расплавов вдоль кривой плавления, что противоречит существующему эмпирическому подходу. Экспериментальные результаты и критический анализ современных представлений позволяет выдвинуть гипотезу об универсальных закономерностях поведения вязкости различных жидкостей под давлением. Экстраполяция результатов, полученных для расплава железа, к давлениям и температурам, существующим в ядре Земли, позволяет заключить, что внешнее ядро Земли состоит из расплава высокой вязкости от 102 Па с до 1011 Па с в зависимости от глубины. Можно предположить, что внутреннее ядро Земли находится в состоянии ультравязкой жидкости (>1011 Па с), близкой по свойствам к стеклу, в противоречии с существующими представлениями о кристаллической природе внутреннего ядра. Вывод о высокой вязкости недр небесных тел проливает свет на многочисленные загадки геофизики и астрономии Земли и планет. Анализ зависимостей температуры плавления и стеклования от давления позволяет выдвинуть концепцию стабильного состояния металлических жидкостей с уровнем вязкости, характерным для стекол, которая является абсолютно новой и требует дальнейшего теоретического и экспериментального изучения.

Текст pdf (718 Кб)
English fulltext is available at DOI: 10.1070/PU2000v043n05ABEH000682
PACS: 61.25.Mv, 61.43.−j, 62.50.+p, 66.20.+d, 91.35.Ed (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0170.200005c.0535
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2000/5/c/
000165080500003
Цитата: Бражкин В В, Ляпин А Г "Универсальный рост вязкости металлических расплавов в мегабарном диапазоне давлений: стеклообразное состояние внутреннего ядра Земли" УФН 170 535–551 (2000)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Brazhkin V V, Lyapin A G “Universal viscosity growth in metallic melts at megabar pressures: the vitreous state of the Earth’s inner core” Phys. Usp. 43 493–508 (2000); DOI: 10.1070/PU2000v043n05ABEH000682

Список литературы (127) Статьи, ссылающиеся на эту (62) ↓ Похожие статьи (20)

  1. Anisichkin V F Environmental Dynamics and Global Climate Change 16 (3) 112 (2025)
  2. Skachkov V O, Berezhna O R, Karpenko H V Problems of Atomic Science and Technology 99 (2024)
  3. Kondratyuk N D, Pisarev V V Успехи физических наук 193 (04) 437 (2023) [Kondratyuk N D, Pisarev V V Phys. Usp. 66 (04) 410 (2023)]
  4. İBRAHİMOĞLU Beycan, YİLMAZOGLU Zeki et al Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 37 (2) 1939 (2022)
  5. İbrahimoğlu B, İbrahimoğlu B Critical States at Phase Transitions of Pure Substances Chapter 13 (2022) p. 161
  6. Dmitriev A N, Pakharukov Yu V Izvestiâ vysših učebnyh zavedenij. Neftʹ i gaz (2) 39 (2021)
  7. Kontorovich V M Low Temperature Physics 47 (7) 596 (2021)
  8. Norman H E, Saitov I M Успехи физических наук 191 (11) 1153 (2021) [Norman G E, Saitov I M Phys.-Usp. 64 (11) 1094 (2021)]
  9. Schmelzer J W P, Tropin T V Thermochimica Acta 677 42 (2019)
  10. Menshikova S G, Shirinkina I G et al Journal of Crystal Growth 525 125206 (2019)
  11. Bair S High Pressure Rheology for Quantitative Elastohydrodynamics (2019) p. 259
  12. Cao Q-L, Tu F et al Journal of Applied Physics 126 (10) (2019)
  13. Savinykh A S, Garkushin G V et al High Temp 56 (5) 685 (2018)
  14. Cao Q ‐L, Wang P ‐P JGR Solid Earth 122 (5) 3351 (2017)
  15. Sun H Y, Kang D et al Matter and Radiation at Extremes 2 (6) 287 (2017)
  16. Kanel’ G I, Savinykh A S et al High Temp 55 (3) 365 (2017)
  17. Cao Q-L, Wang P-P et al AIP Advances 7 (2) (2017)
  18. Zhu T Journal of Asian Earth Sciences 132 103 (2016)
  19. Norman G E, Saitov I M J. Phys.: Conf. Ser. 774 012015 (2016)
  20. Singh Ya (AIP Conference Proceedings) Vol. 1728 (2016) p. 020693
  21. Boehler R, Ross M Treatise on Geophysics (2015) p. 573
  22. Mohazzabi P, Skalbeck J D International Journal of Geophysics 2015 1 (2015)
  23. 汪 盼 CMP 04 (04) 134 (2015)
  24. Norman G E, Saitov I M, Stegailov V V Contrib. Plasma Phys. 55 (2-3) 215 (2015)
  25. Cao Q-L, Shao Ju-X et al Journal of Applied Physics 117 (13) (2015)
  26. Cao Q-L, Wang P-P et al The Journal of Chemical Physics 140 (11) (2014)
  27. Belashchenko D K Geochem. Int. 52 (6) 456 (2014)
  28. Belashchenko D K Phys.-Usp. 56 (12) 1176 (2013)
  29. Pikin S A Crystallogr. Rep. 58 (2) 308 (2013)
  30. Fomin Yu D, Brazhkin V V, Ryzhov V N Phys. Rev. E 86 (1) (2012)
  31. Pikin S A Crystallogr. Rep. 57 (3) 393 (2012)
  32. Fragiadakis D, Roland C M Phys. Rev. E 83 (3) (2011)
  33. Cormier V F, Attanayake Ja, He K Physics of the Earth and Planetary Interiors 188 (3-4) 163 (2011)
  34. Pikin S A, Gorkunov M V, Kondratov A V Crystallogr. Rep. 55 (4) 638 (2010)
  35. Pikin S A Jetp Lett. 89 (12) 642 (2009)
  36. Starikov S V, Stegailov V V Phys. Rev. B 80 (22) (2009)
  37. Yi-Lei L, Fu-Sheng L et al Chinese Phys. Lett. 26 (3) 038301 (2009)
  38. Smylie D E, Brazhkin V V, Palmer A Uspekhi Fizicheskikh Nauk 179 (1) 91 (2009) [Smylie D E, Brazhkin V V, Palmer A Phys.-Usp. 52 (1) 79 (2009)]
  39. Chinese J of Geophysics 52 (2) 311 (2009)
  40. Cormier V F Geophysical Journal International 179 (1) 374 (2009)
  41. Brazhkin V V J. Phys.: Condens. Matter 20 (24) 244102 (2008)
  42. Ojovan M I Advances in Condensed Matter Physics 2008 1 (2008)
  43. Burmin V Yu Dokl. Earth Sc. 419 (1) 316 (2008)
  44. Belashchenko D K, Kravchunovskaya N E, Ostrovski O I Inorg Mater 44 (3) 248 (2008)
  45. Brazhkin V V, Funakoshi K et al Phys. Rev. Lett. 99 (24) (2007)
  46. Brazhkin V V, Lyapin A G et al J. Phys.: Condens. Matter 19 (24) 246104 (2007)
  47. Boehler R, Ross M Treatise on Geophysics (2007) p. 527
  48. Tribology and Interface Engineering Series Vol. High-Pressure Rheology for Quantitative ElastohydrodynamicsChapter 9 The glass transition and related transitions in liquids under pressure54 (2007) p. 183
  49. Belashchenko D K, Kuskov O L, Ostrovski O I Inorg Mater 43 (9) 998 (2007)
  50. Belashchenko D K Russ. J. Phys. Chem. 80 (5) 758 (2006)
  51. Bair S, Gordon P Solid Mechanics and Its Applications Vol. IUTAM Symposium on Elastohydrodynamics and Micro-elastohydrodynamicsRheological Challenges and Opportunities for EHL134 Chapter 2 (2006) p. 23
  52. Errandonea D Physica B: Condensed Matter 357 (3-4) 356 (2005)
  53. Ross M, Yang L H, Boehler R Phys. Rev. B 70 (18) (2004)
  54. Shen G, Rivers M L et al Physics of the Earth and Planetary Interiors 143-144 481 (2004)
  55. Mineev V N, Funtikov A I Uspekhi Fizicheskikh Nauk 174 (7) 727 (2004)
  56. Shen G, Prakapenka V B et al Phys. Rev. Lett. 92 (18) (2004)
  57. Shen G, Prakapenka V B et al Review of Scientific Instruments 74 (6) 3021 (2003)
  58. Errandonea D, Somayazulu M et al J. Phys.: Condens. Matter 15 (45) 7635 (2003)
  59. Faizullin M Z, Skripov V P High Temperature 40 (3) 364 (2002)
  60. Zharov V E, Pasynok S L International Association of Geodesy Symposia Vol. Vistas for Geodesy in the New MillenniumImprovement of the Earth nutation theory by taking into account the atmosphere and viscosity of the liquid core125 Chapter 75 (2002) p. 451
  61. Zharov V E, Pasynok S L Astron. Rep. 45 (11) 908 (2001)
  62. Skripov V P, Faizullin M Z Dokl. Phys. 46 (6) 403 (2001)
© Успехи физических наук, 1918–2025
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение