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利用超導重力儀和VLBI探測核幔邊界粘滯度研究進展
2013-05-06| 【 】|閱讀次數: |文章來源:測量與地球物理研究所

核幔邊界層是地球內部最重要的物理分界面之一,在地球表面的動力學過程中扮演著極為重要的作用。地球液核的自由核章動(FCN)是地球內部動力學過程的重要表征,其包含的物理信息可為核幔邊界結構提供非常重要的約束。通常人們對地球深部結構的認識主要來自地震技術,近幾十年內發展起來的大地測量技術(包括高精度GWR超導重力儀SG和甚長基線干涉測量VLBI)為獲得地球深內部結構和動力學提供了十分重要的手段,目前全球SG和VLBI觀測網絡可為研究FCN提供高質量的觀測資料。

中科院測地所“地球物理和內部動力學”課題組以武漢、麗江和拉薩三臺超導重力儀為依托,聯合全球地球動力學計劃(GGP)中超導重力觀測資料和國際VLBI服務組織提供的章動觀測資料,利用多臺站疊積技術研究了液核共振現象,獲得了共振參數(包括本征周期、品質因子Q值)。引進了貝葉斯算法計算共振參數聯合概率密度分布,提高參數擬合精度,以歐洲Moxa臺站結果為例(圖1)。給出了由VLBI和SG獲得的FCN本征周期隨時間變化特征與日長(LOD)結果間的比較,發現存在十年尺度的時間變化(圖2)。給出了核幔耦合常數與電導率磁感應強度以及核幔耦合常數與粘滯度間的關系(圖3)。結果表明,僅考慮電磁耦合時,滿足FCN約束的耗散耦合的條件是地幔底部電導率需要達到5×105S/m量級,磁感應強度徑向分量Br需要大于0.6mT。僅考慮粘滯耦合時,滿足FCN約束的耗散耦合的條件是液核頂部的粘滯系數在2.5×102~3.1×103Pa?s的范圍內。

參考文獻:

孫和平, 崔小明, 徐建橋等. 超導重力技術在探討核幔邊界粘性特征中的初步應用. 地球物理學報, 2009, 52: 637–645.

崔小明,孫和平,徐建橋等. 利用超導重力技術約束核幔耦合參數. 中國科學: 地球科學, 2012, 42: 202–210

崔小明,孫和平,S Rosat等.貝葉斯算法在擬合自由核章動參數中的應用. 地球物理學報. 2013,56(1):53-59

 

 
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