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考虑到内地核较小（其半径为外核的１／３）,许多地球发电机模型将内核完全忽略（Ｈｏｌｌｅｒｂａｃｈ ｅｔ ａｌ．,１９９２）,要不然就将其处理为不导电的绝缘体（ Ｚｈａｎｇ ａｎｄ Ｂｕｓｓｅ,１９９０;Ｇｌａｔｚｍａｉｅｒ ａｎｄ Ｒｏｂｅｒｔｓ,待出版）。在我们以前的稳态模型（Ｈｏｌｌｅｒ－ｂａｃｈ ａｎｄ Ｊｏｎｅｓ,１９９３）中,普考虑了有限导电内地核的某些效应,尤其是引起内外核之间的电磁耦 相似文献
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本文以两种绝缘内核的发电机为基准,设置内核电导率与外核相同,选择了以固定速度超速旋转和在外核驱动下发生旋转的两种内核旋转模式,比较分析不同模型间的能量差异、磁场强度、磁雷诺数、磁极翻转频率和四个类地发电机参数.结果表明:对于弱偶极子发电机模型,有限导电内核的引入会对其偶极子强度的相对变化量造成较大影响,最高达103.00%;由外核驱动旋转的有限导电内核模型对于本文其他目标研究量所带来的影响比较小,均小于5%;而固定旋转速度的有限导电内核的模型对磁极翻转频率、赤道对称性和纬向性均存在较明显影响,最大变化量达124.62%.综合本文所选用的发电机模型的特征和数值分析结果,可以发现虽然由外核驱动旋转的有限导电内核模型其转速不可控且存在较大波动,但各物理量变化量与实际内核与外核的能量比更为接近,因此可以推断其驱动机制较自驱动模式更为合理可靠. 相似文献
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地球失磁与地磁极性倒转的探讨 总被引：1，自引：0，他引：1
在地磁成因的磁核观点基础上,探讨了地球失磁与地磁极性倒转的可能原因,地球失磁可能是内核温度升高造成的。地磁极性倒转发生在地球失磁之后,当内核温度降低至居里点以下时,磁核将重新形成,其方向取决于最核心的磁粒,磁粒的磁场方向,取决于磁粒由顺磁质向铁磁质转变的一瞬间,外部磁化力的合方向,这个方向可能是正的也可能是反的,则地磁极性可能不变或倒转。 相似文献
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根据地球液态外核的对流结构提出一种物理机制，求解释地震学所推断的地球固体内核超速自转的现象。外核中物质对流和发电机效应的数值计算表明，内核的相切柱体内温度偏高。我们证明这种温差会在圆柱体内产生一种超速自转的热风和一种很强的方位磁场。由感应方位磁场和北景极型磁场可导出作用于内核的转矩，当内核的角速度相对于附近相切柱体内流体的角速度，大约滞后１４％时，作用于内核的转矩达到平衡。所推断的内核的超速自转（ 相似文献
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在地球表面观测到的磁场并不具备稳态特征，而是具有非常明显的时间变化特征——从毫秒(微脉动)一直到数百万年(地磁场倒转之间的时间间隔)不等。周期为一年或一年以上的时间变化与地球的外核起源有关，而当涉及更短一些的时标时，则往往借助于一种外来成因(如太阳活动)。 相似文献
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地球发电机三维数值模拟说明,地球固内核相对于地幔的超（速）旋转是由内核和液体外核内的东向热风之间的耦合来维持的。这种机制类似于同步电动机的机制,在地球磁场的产生中也起着重要作用。 相似文献
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核幔边界地形结构以山崩、滑塌或浊流方式的部分崩塌，可导致外核和下地幔温度的突然变化。尽管这些塌陷现象是一种假想，然而调查这种潜在的结果是令人感兴趣的。这些事件所产生的下降流可破坏地核对流并触发地磁偏移和倒转。由内核冻结产生的漂浮沉积物被假想可重建山崩结构。大山崩可触发地幔热柱。来自地球外的倾斜撞击给核幔边界以高剪切力，并能同时触发一次或多次山崩，从而观察到陨石坑、玻璃陨石与磁场倒转之间的巧合。触发的山崩可以解释最大著名火山区(翁通爪哇高原)的形成和始于35Ma白垩纪的地磁静止期之间的巧合以及所报道的大型溢流玄武岩和生物灭绝之间的巧合。 相似文献
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《世界地震译丛》2015,(Z1)
地球固态内核有很强的地震波各向异性(Moreli et al,1986;Woodhouse et al,1986;Creager,1992;Tromp,1993;Song,1997),这通常认为是由于铁晶体的优势定向排列造成的(Brown and Mcqueen,1986)。而各向异性结构在横向和深度方向上的变化(Shearer,1994;Song and Helmberger,1995;Tanaka and Hamaguchi,1997;Niu and Wen,2001;Sun and Song,2008)为研究内核的超速旋转提供了依据(Song and Richards,1996),并为研究内核的形成和动力过程(Deguen and Cardin,2009;Alboussiere et al,2010)提供了重要的线索和约束。过去的所有研究均认为内核的各向异性可以近似为轴对称模型,而其快轴方向平行于地球自转轴。现已有人认为地球内核最中心部分的各向异性可能有显著不同(Ishii and Dziewonski,2002),但是目前对其特征甚至是存在性的认识仍然有很大的不确定性(Beghein and Trampert,2003;Cormier and Stroujkova,2005;Sun and Song,2008;Lythgeo et al,2014)。本文通过分析1992年到2012年全球宽频带地震台阵的大地震尾波自相关,发现两个穿过内核的震相在低纬度台阵的相对走时有非常大的差异,甚至可以达到10秒。进一步,我们发现地核内部的各向异性快轴是两端分别穿过西半球的中美洲与东半球的东南亚的靠近赤道面方向的一条轴线,这与外内核南北向的快轴方向显著不同。这种各向异性的方向和形态的显著差异可能意味着固态内核在形成和演化过程中发生过重大变化。 相似文献
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地球磁场多次发生南北(正负)磁极位置的变换和白垩纪超静磁带(CNS)的异常现象,这已为大家所公认.但造成这种异常现象的原因,则是迄今未能很好解答的一个难题. 应用非线性理论对地球磁极倒转和白垩纪超静磁带进行了分析, 认为超静磁带事件意味着地球核幔相互作用和外核流体运动可能处于能量最低的状态，地球磁场系统通过不断地与外界交换物质和能量，维持一种空间或时间的有序结构.在121～83Ma期间,无外星撞击地球引起地磁极性倒转,可能是白垩纪超静磁带出现的原因之一.地球磁场极性的随机倒转具有混沌运动的自逆转特性,混沌理论给地磁极性倒转提出了一个简明的动力机制解释. 相似文献
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地球的固体内核被对流的液体外核包围,由此创建了驱动地球磁场的地核发电机。用压缩体波研究地震显示出内核各向异性结构的半球性变化,但由于受地震和接收器分布状况所限,这一结论还不够充分。本文中,利用大地震的简正模式分裂函数测定结果,并基于扩展交叉耦合理论,我们观测到了区域变化和内核中东、西两半球的各向异性。这一模式与地球磁场的相似性说明在固化或组构演变过程中由Maxwell应力引起的晶体排列的凝入是产生各向异性的根源。这些观测结果限制了内核超速旋转的总量,但与振荡相符。 相似文献
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在略高于古藤堡面的压力和温度条件下,地核物质中的原子结构状态发生了质变.如对于外层能级分布是3d64s2的铁原子而言,Fe原子的最外层和极少一部分Fe原子的次外层将受到破坏,使外层电子发生"公有化"现象,残破的原子(处于离子状态)在自引力作用形成的压力作用下,按原子密度的大小产生分异,"内核"多为显示有正电性能的密度较高的残破原子组成,"外核"(包含过渡层)为富含"公有化"电子而显示负电性能的密度相对较低的残破原子组成,这是一个地核物质量子状态变化的静态过程,从地球内部宏观电性结构看来,地球的"内核"和"外核"组成缮了一个静态的巨型似"原子球","外核"显示负电性,"内核"显示正电性,"内核"所带电量与"外核"所带电量相等,但符号相反,在静态的情况下,似"原子球"并不显示磁性.由于地球自转,"外核"上界面赤道上的自转线速度为252.9m/s,"内核"外界面赤道上的自转线速度为88.9 m/s,二者的速度差为164.0 m/s,这种含有由巨大电量的"外核"电子壳层相对"内核"绕固定的轴向(自转轴)转动,自然会形成它的基本磁场. 相似文献
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本文基于旋转微椭地球模型,采用简正模理论计算了地球内核平动振荡三重谱线的本征周期,理论上系统研究了地球内部介质(包括密度、地震波速等)分布异常对三重谱线本征周期的影响,计算了不同的内外核密度差和地核中的不同的P/S波速对应的内核平动振荡理论三重谱线周期;利用全球分布的9个超导台站,迭积每个台站长达54个月的高精度超导重力仪数据,在亚潮汐频段(0.162~0.285cph)检测内核平动振荡三重谱线.结果发现,三重谱线本征周期对内外核边界的密度跳跃非常敏感,随着密度差的增加,以类似于双曲线的特征减小;无论是采用地球质量不变的方法还是采用浮力频率为常数的方法,计算得到的三重谱线本征周期结果相差较小,且随着内外核密度差的增大,差距逐渐减小;内、外核P波波速分布异常对三重谱线周期的影响基本相当,内核S波波速分布异常比P波波速分布异常对三重谱线周期的影响小1个量级;探测到一组信噪比较高且满足谱峰分裂特征的三重谱线的信号(0.19281,0.21456和0.24151cph),有极大的可能是来自于内核平动振荡.基于探测结果可以推断实际的地球模型其内外核密度差应该介于PREM模型和1066A地球模型之间,更接近于1066A模型. 相似文献
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为计算地球磁极处的磁感应强度,建立地球的磁场是由带电的地球外核的旋转产生的模型.先根据毕奥-萨伐尔定律计算球形模型绕自转轴旋转时在自转轴直径上产生的磁感应强度;再利用已知的地球外核的内外半径及地球半径和磁极处的磁感应强度值,计算出地球外核的电荷体密度及面密度.结果表明:若外核的电荷呈均匀的体密度分布,则其电荷体密度为3.5507 C/m3;若外核的电荷均匀分布在外核的外表面,则其面密度为2.4581×106 C/m2.通过地球表面的磁感应强度信息利用物理规律和地球物理数据推测地球内部难以直接进行探测的相关信息,具有实际意义.根据地震学方法对地球外核厚度、转向等变化的最新研究数据按该文模型可推测地球磁场强度、极性等的变化.而地球磁场的变化对地球上的人类生活颇有影响. 相似文献
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《中国科学:地球科学》2021,(5)
地球内核边界密度是理解地球核幔系统及地球发电机模型的重要约束. PKiKP/PcP振幅比通常被用于内核边界密度跳变研究,但常常受限于离散的观测数据.文章首次拾取东北亚地区不同地震在相同内核和核幔边界区域反射的PKiKP和PcP震相,通过分析表明PKiKP/PcP振幅比离散是广泛存在的;同时,对比了PKiKP和PcP振幅,发现PKiKP/PcP振幅比离散不能仅归因于内核边界的异常,其离散更可能来自于两种震相射线路径差异和壳幔结构不均匀异常的影响.通过拟合PKiKP/PcP振幅比观测数据,文章得到东北亚下方的内核边界密度跳变和压缩波速度跳变分别约为0.65g cm~(-3)和0.87km s~(-1),较大的密度跳变和压缩波跳变意味着内核表面可能存在局部的结晶作用. 相似文献
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0 前言尽管多年来对地球内部的稳定性问题进行了很多研究 ,但问题仍没有解决。我们对地球的质量、大小、平均密度、热流的大小、磁场的强度已经悉知 ,对火山和地震活动以及地球的旋转速度也进行过详细的研究 ,且已探明地震波速度沿地球半径的分布情况。但是 ,至今还遇到一些不可回避的困难 ,例如 S波在地球内核如何传播的问题。众所周知 ,除了朱利安等人所做的工作外 ,再没有 S波在内核中传播的任何实验证据。地震学家找到的 PKJKP波被特罗姆普称之为地震学的格拉尔。又如 ,在讨论 P波在 F层中是怎样传播的问题时也遇到一些困难。至今 … 相似文献
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一维导电薄球层状模型的地磁测深C-响应计算 总被引：1，自引：1，他引：0
对地磁数据的反演是获取地球深部电性结构的1种重要方法,其反演结果的可靠性必须以准确的正演模拟为基础。文中详细介绍了球坐标系中导电薄球层状地球模型的C-响应计算理论,并对典型的地球模型进行了数值模拟。地磁测深的激发源为磁层中的电流体系,其形态由球谐函数P01近似表示。地球内部,导电层中电矢量位满足亥姆霍兹方程;通过各层界面上磁场法向分量和切向分量满足的连续边界条件,由超导地核确定的核幔边界系数向上逐层递推,进而获得地表的边界系数,最终将地下电性结构和地表磁场各分量联系起来。通过磁场分量比值得到与源强度无关而与地球内部导电性相关的地表C-响应,实现地磁测深一维正演计算。一维典型模型的C-响应与前人结果的一致性验证了本文算法的有效性;通过与直接计算的C-响应曲线进行对比,发现由于忽略了地球曲率的影响,利用地磁函数转换方法获得的C-响应在大周期时(10~6s)与理论响应存在一定的偏差,会造成反演结果的不准确。用文中的数值模拟方法能获得精确的C-响应,进而支撑地磁测深一维反演结果的可靠性。 相似文献
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5月12日,Nature Geoscience发表了题为"Strength of iron at core pressures and evidence for a weak Earth's inner core"的文章,指出地球内核中的铁的硬度仅为之前认为的40％.
以往的研究表明地震波到达内核的各个方向的时间并非一致,也就是说内核本身并不均匀.随着时间推移和承受着巨大压力,内核已经是由熔融的铁原子组成,并成纵向平行排列.内核铁原子变形排列的强度和速度可以影响早期地球的演化和地磁场的发展.但研究人员表示,内核的这种变化在一定程度上影响地磁场,但是至于其如何影响及影响的程度,目前还不得而知.研究人员利用钻石铁砧单元的独特实验装置挤压铁,使铁所受压力达300万个大气压,从而再造了地球内核的条件.实验得出,地球内核中的铁的硬度仅为之前认为的40％.在这种极端压力下铁的塑性是如此弱让人非常吃惊,研究人员表示这种强度的测量可以帮助理解在长时间尺度下地核的变形,从而影响我们对于地球和行星演化的传统思考方式.因此该发现对地球以及地核的演化理论具有重大意义. 相似文献
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地球内核是轴对称各向异性的,其对称轴与地球的极轴之间有１１°左右的夹角,本 文根据地球内核相对于外部地球有差异转动这一观测结果,利用晶体生长理论,对内核地震波 速度各向异性的成因进行了探讨．当从熔融状态结晶时,晶体的生长速度与晶体和熔融态之 间相对运动的线速度成正比涸此当固态内核在液态外核中生长时,沿赤道方向的生长速度比 两极方向快．在万有引力场的作用下内核始终保持近似球形,生长速度较快的赤道附近的物 质会向两极区域流动,形成轴对称的流变场。这一轴对称的流变场伴随着轴对称的应力场,使 得构成地球内核的ｈｃｐ型铁晶体的ｃ轴沿着内核自转轴的方向排列,导致观测到的地球内核地 震波速度各向异性。作为推论,内核相对于外部地球可能同时存在着进动和章动。 相似文献