Ядро

Верхний предел вязкости вещества во внешнем ядре можно оценить по затуханию проходящих через него продольных сейсмических волн. Эта оценка дает значение вязкости, значительно меньшее 108 Па • с. Однако для генерации в ядре дипольного магнитного поля, ось которого близко совпадает с осью вращения Земли, необходимо, чтобы скорости течений вещества ядра были достаточно большими для возникновения в них инерционных ускорений Кориолиса, способных «закрутить» такие течения в структуры с заметными широтными составляющими. Для этого необходимы скорости течений вещества в ядре порядка сантиметров или даже десятков сантиметров в секунду. Течения с такими скоростями на поверхности ядра могут возникать только в том случае, если вязкость вещества окажется достаточно низкой для возникновения быстрых течений. Изучение переменных составляющих геомагнитного поля, а также энергетического баланса механизмов его генерации, позволили определить, что вязкость жидкого вещества в земном ядре не превышает 10-3— 10-2 Па • с (Olson, 2007).

О вязкости внутреннего ядра известно немного, но по современным представлениям, она на много порядков превышает вязкость вещества во внешнем ядре. Существует несколько оценок, которые различаются весьма существенно (Olson, 2007). Оценка по затуханию сейсмических волн дает величину вязкости порядка 1016 Па • с. Оценки, связанные с криповым механизмом, дают от 1010-12 до 1016 Па • с, в зависимости от принятых моделей.

Контрольные вопросы

  • 1. В чем состоит значение реологии для физики Земли и геодинамики?
  • 2. Что такое механические напряжения?
  • 3. Что такое тензор напряжений?
  • 4. Что такое нормальные и сдвиговые напряжения?
  • 5. Что такое главные напряжения и главные оси?
  • 6. Как описываются деформации сплошной среды?
  • 7. Что такое тензор деформаций?
  • 8. Что такое нормальные и сдвиговые деформации?
  • 9. Нарисуйте и объясните обобщенную кривую деформаций.
  • 10. Что понимается под типом реологического поведения материала?
  • 11. Как реологическое поведение зависит от условий (температуры, давления, скорости деформации)?
  • 12. Сформулируйте основные соотношения между напряжениями и деформациями для упругой среды (закон Гука).
  • 13. Как получаются уравнения движения упругой среды?
  • 14. Каковы решения уравнения движения упругой среды?
  • 15. Сформулируйте основные соотношения для вязкой среды.
  • 16. Как получаются уравнения движения вязкой среды?
  • 17. Что такое линейные реологические тела (Гука, Ньютона)?
  • 18 Опишите реологическую модель тела Кельвина.
  • 19. В чем особенности поведения тела Кельвина при малых и больших временах воздействия?
  • 20. Опишите реологическую модель тела Максвелла.
  • 21. В чем особенности поведения тела Максвелла при малых и больших временах воздействия?
  • 22. Опишите механизм упругости твердых тел.
  • 23. Что такое диффузионная ползучесть?
  • 24. От каких параметров зависит вязкость для механизма диффузионной ползучести?
  • 25. Что такое дислокационная ползучесть?
  • 26. Каким соотношением описывается, от каких параметров зависит вязкость для механизма дислокационной ползучести?
  • 27. Что такое вязкость по границам зерен, как она соотносится по величине с вязкостью зерен?
  • 28. В чем состоит метод оценки вязкости астеносферы по послеледниковому поднятию?
  • 29. Опишите результаты оценок вязкости астеносферы.
  • 30. Опишите результаты оценок вязкости мантии Земли.
  • 31. Опишите результаты оценок вязкости ядра Земли.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >