地球外核的粘度

通过使用控制压力和温度依赖性的阿伦尼乌斯定律的微分形式，在测量的边界值之间进行插值，得到了贯穿整个流体外核的粘度剖面。发现逆行和顺行自由核章动均处于自由衰减状态 (Palmer and Smylie, 2005)，这使得可以直接测量外核顶部的粘度；而内核两个赤道平移模式的旋转分裂减小，则使得可以在底部进行测量。我们发现顶部的粘度为$2,371 \pm 1,530$ Pa·s，底部为$(1.247 \pm 0.035) \times 10^{11}$ Pa·s。遵循 Brazhkin (1998) 以及 Brazhkin 和 Lyapin (2000) 通过实验室实验的阿伦尼乌斯外推法得到的顶部$10^2$ Pa·s、底部$10^{11}$ Pa·s的结果，我们利用阿伦尼乌斯定律的微分形式沿熔化温度曲线进行插值，以求得外核的粘度剖面。我们发现，在测量的边界值之间，变化呈密切的对数线性关系。通过实验室实验的阿伦尼乌斯外推法得到的粘度边界值，与通过自由核章动及内核平移模式得到的值高度吻合，这表明核内流动是层流的，且返回的粘度值反映了其分子粘度值。若存在发电机理论家有时假设的剧烈湍流对流，则情况并非如此。我们发现局部埃克曼数在外核底部范围为$10^{-2}$，顶部为$10^{-10}$。除外核极下部外，埃克曼数处于$10^{-4}$至$10^{-5}$或更低的范围，这正是数值发电机和实验室旋转流体实验中层流发生的范围。