Выпуски

 / 

2009

 / 

Январь

  

Методические заметки


Прямые наблюдения вязкости внешнего ядра Земли и экстраполяция измерений вязкости жидкого железа

 а,  б,  в
а Department of Earth and Space Science and Engineering, York University, 4700 Keele Street, Toronto, Ontario, M3J 1P3, Canada
б Институт физики высоких давлений РАН им. Л.Ф. Верещагина, Троицк, Москва, Российская Федерация
в Sander Geophysics Ltd., 260 Hunt Club Road, Ottawa, Ontario, K2P 1K2, Canada

Оценки вязкости внешнего жидкого ядра Земли весьма неоднозначны. Прямые наблюдения, как правило, дают значения на много порядков величины большие, чем экстраполяции результатов лабораторных экспериментов, дающие значения близкие к вязкости расплавленного железа при атмосферном давлении. Столь значительного несоответствия удалось избежать при экстраполяции лабораторных измерений с помощью активационной модели Аррениуса. Эта модель широко использовалась ранее, но в предположении, что активационный объем не зависит от давления. Новые исследования показывают, что при большом давлении этот объем быстро возрастает, приводя к значениям $10^2$ Па с на поверхности жидкого ядра и $10^{11}$ Па с на его нижней границе. Такая экстраполяция сопряжена с большой неопределенностью. В статье рассматривается метод определения вязкости на поверхности внешнего ядра, основанный на наблюдениях затуханий свободной нутации земного ядра, который дает величину $2{,}371\pm 1{,}530$ Па с, и метод определения вязкости на его нижней границе, основанный на наблюдениях за уменьшением вращательного «расщепления» двух экваториальных трансляционных составляющих колебаний твердого внутреннего ядра, в среднем дающий значения $1{,}247\pm 0{,}035\times 10^{11}$ Па с. Ввиду хорошего согласия экстраполяции Аррениуса с реальностью используется дифференциальная форма активационной модели Аррениуса для проведения интерполяции по кривой температуры плавления и построения профиля вязкости на всю глубину внешнего ядра. Вариация вязкости оказывается близкой к логлинейной между ее граничными значениями, полученными из наблюдений.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
PACS: 66.20.−d, 91.35.−x, 93.85.−q (все)
DOI: 10.3367/UFNr.0179.200901d.0091
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2009/1/d/
Цитата: Смайли Д Е, Бражкин В В, Палмер А "Прямые наблюдения вязкости внешнего ядра Земли и экстраполяция измерений вязкости жидкого железа" УФН 179 91–105 (2009)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Smylie D E, Brazhkin V V, Palmer A “Direct observations of the viscosity of Earth’s outer core and extrapolation of measurements of the viscosity of liquid ironPhys. Usp. 52 79–92 (2009); DOI: 10.3367/UFNe.0179.200901d.0091

© Успехи физических наук, 1918–2019
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение