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利用超导重力仪和VLBI探测核幔边界粘滞度研究进展
2013-05-06| 【 】|阅读次数: |文章来源:测量与地球物理研究所

核幔边界层是地球内部最重要的物理分界面之一,在地球表面的动力学过程中扮演着极为重要的作用。地球液核的自由核章动(FCN)是地球内部动力学过程的重要表征,其包含的物理信息可为核幔边界结构提供非常重要的约束。通常人们对地球深部结构的认识主要来自地震技术,近几十年内发展起来的大地测量技术(包括高精度GWR超导重力仪SG和甚长基线干涉测量VLBI)为获得地球深内部结构和动力学提供了十分重要的手段,目前全球SG和VLBI观测网络可为研究FCN提供高质量的观测资料。

中科院测地所“地球物理和内部动力学”课题组以武汉、丽江和拉萨三台超导重力仪为依托,联合全球地球动力学计划(GGP)中超导重力观测资料和国际VLBI服务组织提供的章动观测资料,利用多台站叠积技术研究了液核共振现象,获得了共振参数(包括本征周期、品质因子Q值)。引进了贝叶斯算法计算共振参数联合概率密度分布,提高参数拟合精度,以欧洲Moxa台站结果为例(图1)。给出了由VLBI和SG获得的FCN本征周期随时间变化特征与日长(LOD)结果间的比较,发现存在十年尺度的时间变化(图2)。给出了核幔耦合常数与电导率磁感应强度以及核幔耦合常数与粘滞度间的关系(图3)。结果表明,仅考虑电磁耦合时,满足FCN约束的耗散耦合的条件是地幔底部电导率需要达到5×105S/m量级,磁感应强度径向分量Br需要大于0.6mT。仅考虑粘滞耦合时,满足FCN约束的耗散耦合的条件是液核顶部的粘滞系数在2.5×102~3.1×103Pa∙s的范围内。

参考文献:

孙和平, 崔小明, 徐建桥等. 超导重力技术在探讨核幔边界粘性特征中的初步应用. 地球物理学报, 2009, 52: 637–645.

崔小明,孙和平,徐建桥等. 利用超导重力技术约束核幔耦合参数. 中国科学: 地球科学, 2012, 42: 202–210

崔小明,孙和平,S Rosat等.贝叶斯算法在拟合自由核章动参数中的应用. 地球物理学报. 2013,56(1):53-59

 

 
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