对地球内核粘度的实验限制
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2023-08-08 16:01:13
摘要 尽管关于所观察到的地球内核复杂结构的起源提出了许多地球动力学机制，但尚未达成明确的共识。这部分是由于缺乏对内核粘度的准确了解。人们...
尽管关于所观察到的地球内核复杂结构的起源提出了许多地球动力学机制，但尚未达成明确的共识。这部分是由于缺乏对内核粘度的准确了解。
人们已经讨论了内核动力学的主导机制取决于内核年龄和粘度，并且存在多种候选机制，包括赤道内核生长和羽流对流模型。
由于内核被认为由六方密堆积铁(hcp-iron)组成，因此hcp-iron的粘度信息是理解内核动力学的关键。在《地球物理研究杂志：固体地球》上发表的一项新研究中，来自日本和英国的研究人员基于高压和高温变形实验研究了六方正方铁的流变学。
使用安装在PF-AR、KEK的束线NE7A上的D111型装置和安装在SPring-8的束线BL04B1上的变形-DIA装置进行单轴变形实验。以预烧结铁棒为起始材料，在六方铁稳定存在的压力16.9-22.6 GPa、温度423-873 K下进行变形实验。使用单色同步加速器 X 射线分别基于二维 X 射线衍射和 X 射线照相确定样品在变形过程中的 应力和应变。
结果表明，hcp-铁的主要变形机制随温度的变化而变化，幂律位错蠕变和低温蠕变分别在~800 K 以上和以下最为重要。根据这些实验结果的外推，我们估计内核粘度≥ 10 19 Pa，这表明赤道生长或平移模式模型是地球内核的主要地球动力学机制。
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