Страницы: 601-612
Аннотация
Проанализированы данные о физических свойствах внешнего ядра. Значения критерия Рэлея для внешнего ядра составляют 10{16}-10{18}, режим конвекции во внешнем ядре - развитый турбулентный. Установлено, что перепад температуры во внешнем ядре на три порядка ниже перепада температуры в нижней мантии для теплового потока, равного среднему тепловому потоку на поверхности Земли. Вследствие большого перепада температуры между восходящими и нисходящими потоками в нижней мантии, на границе ядро-мантия возникает горизонтальный градиент температуры, порождающий, в свою очередь, интенсивные горизонтальные течения. Но даже при постоянной температуре на этой границе возникает вихревой пограничный слой с максимальной скоростью течения порядка 10{-5} м/с, скорость крупномасштабного течения может составлять 0,012-0,045 м/с. На основе теоретического анализа и экспериментальных данных, полученных авторами, найдены зависимости максимальной горизонтальной скорости течения и толщины пограничного слоя от горизонтального градиента температуры. Рассчитаны максимальная скорость течения и толщина пограничного слоя для возможного интервала изменения горизонтального градиента температуры на границе ядро-мантия. Рассматривается структура конвективных течений на границе ядро-мантия в поле силы Кориолиса. Вблизи границы ядро-мантия, под влиянием горизонтального градиента температуры и силы Кориолиса, организуются вихревые течения, имеющие противоположные направления в Северно и Южном полушариях. Эти вихревые течения существуют на достаточном удалении от экватора, т. е. там, где проявляется сила Кориолиса. На границе двух сред, значительно различающихся по электрическим свойствам, как например на границе ядро-мантия, возможно возникновение электрических зарядов. Так как носители зарядов находятся во вращательном движении (вихри), то возникает магнитное поле. Приведены оценки параметров отдельного вихря в зависимости от горизонтальной скорости течения и оценки концентрации заряженных частиц, необходимой для создания магнитного поля с магнитной индукцией, равной земной. Для создания такого магнитного поля требуется плотность тока, составляющая 0,001-0,1 мкА/мм{2} при горизонтальной скорости 0,1-1 м/с. Магнитно поле Земли, согласно рассматриваемой модели, представляет собой суммарное магнитное поле систем вихрей, расположенных на достаточном удалении от экватора в Северном и Южном полушариях на границе ядро-мантия. Сформулированы основные выводы, следующие из рассматриваемой модели
