Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một công thức nhiệt động lực học cho các phương trình chuyển động và tần số trôi nổi của lớp lõi ngoài chất lỏng của Trái Đất
Tóm tắt
Công trình này trình bày một công thức chính xác về các quan hệ cân bằng và cấu tạo phù hợp cho việc mô hình hóa chuyển động của lớp lõi ngoài chất lỏng, bao gồm một phân tích nhiệt động lực học đầy đủ và sự suy diễn về tần số trôi nổi, vai trò của nó trong các phương trình chuyển động cho lớp lõi ngoài và sự phụ thuộc của phương trình này vào trạng thái nhiệt động lực học của lớp lõi ngoài. Kết quả cho thấy phương trình chuyển động được kiểm soát bởi một tham số duy nhất, đó là tần số trôi nổi. Định nghĩa của nó là tổng quát, để bao gồm cả các hiệu ứng nhiệt động lực học ở nhiều dạng khác nhau. Sự phụ thuộc vào các gradient nồng độ hoặc entropy có tầm quan trọng đối với các chuyển động trong khoảng thời gian dài hơn nhưng cũng ảnh hưởng đến âm sắc của lõi, các dao động của lớp lõi ngoài của Trái Đất, trong các vùng có gradient nồng độ mạnh. Thông qua việc quy mô phù hợp, một loạt các xấp xỉ khác nhau phát sinh từ công thức này sử dụng định nghĩa nhiệt động lực học về tần số trôi nổi. Đặc biệt chú trọng đến việc quy mô cho các trạng thái riêng của lớp lõi ngoài dẫn đến các công thức nhất quán cho các trường hợp Boussinesq và xấp xỉ dưới động đất.
Từ khóa
#tần số trôi nổi #lõi ngoài chất lỏng #nhiệt động lực học #phương trình chuyển động #dao độngTài liệu tham khảo
Aldridge KD, Lumb IL (1987) Inertial waves identified in the Earth's fluid outer core. Nature 325: 421–423
Aldridge KD, Lumb IL, Henderson GA (1988) Inertial modes in the Earth's fluid outer core. In: Structure and dynamics of the Earth's deep interior, IUGG and AGU
Alterman Z, Jarosch H, Pekeris CL (1959) Oscillations of the Earth. Proc. R. Soc. London Ser. A 252: 80–95
Anderson DL, Hart RS (1976) An Earth model based on free oscillations and body waves J. Geophys. Res. 81(8): 1461–1475
Barenblatt GI (1987) Dimensional Analysis. Gordon and Breach, New York
Ben-Menahem A, Singh SJ (1981) Seismic waves and sources. Springer Verlag Berlin
Bullen KE (1967) Research note on the coefficient η. Geophys. J. R. Astr. Soc. 13: 459
Busse FH, Zhang K-K (1988) Dynamics of the Earth's core and the geodynamo. In: Structure and dynamics of the Earth's deep interior, IUGG and AGU
Crossley DJ (1975) Core undertones with rotation. Geophys. J. R. Astr. Soc. 42: 477–488
Crossley DJ (1984) Oscillatory flow in the liquid core. Phys. Earth Planet Int. 36: 1–16
Crossley, Rochester MG (1980) Simple core undertones. Geophys. J. R. Astr. Soc. 60: 129–161
Dziewonski AM, Hales AL, Lapwood ER (1975) Parametrically simple Earth models consistent with geophysical data. Phys. Earth Planet Int. 10: 12–48
Dziewonski AM, Anderson D (1981) Preliminary reference Earth model. Phys. Earth Planet Int. 25: 297–356
Fearn DR, Loper DE (1981) Compositional convection and stratification in the Earth's fluid core. Nature 289: 393–394
Friedlander S (1980) An introduction to the mathematical theory of geophysical fluid dynamics. North-Holland Publishing Company, Amsterdam
Friedlander S (1985) Internal oscillations in the Earth's fluid core. Geophys. J. R. Astr. Soc. 80: 345–361
Gans RF (1972) Viscosity of the Earth's core J. Geophys. Res. 77(2): 361–366
Greenspan HP (1964) On the transient motion of a contained rotating fluid. J. Fluid. Mech. 20(4): 673–696
Greenspan HP, (1968) The theory of rotating fluids. Cambridge University Press
Gubbins D, Thomson CJ, Whaler KA (1982) Stable regions in the Earth's liquid core. Geophys. J. R. Astr. Soc. 68: 241–251
Jöhnk K (1986) Eigenschwingungen des rotierenden äußeren Erdkerns mit Berücksichtigung von Temperaturschichtung and Grundströmung. Diploma thesis, University of Karlsruhe
Jordan TH, Anderson DL (1974) Earth's structure from free oscillations and travel times. Geophys. J. R. Astr. Soc. 36: 411–459
Kudlick MD (1966) On transient motion in a contained rotating fluid. PhD dissertation, MIT
Landau LD, Lifshitz EM (1963) Fluid Dynamics. Pergamon Press, Oxford
Landisman M, Sato Y, Nafe J (1965) Free vibrations of the Earth and the properties of its deep interior regions. Part 1: Density. Geophys. J. R. Astr. Soc. 9
Masters G (1979) Observational constraints on the chernical and thermal structure of the Earth's deep interior. Geophs J. R. Astr. Soc. 57: 506–534
Melchior P (1986) The physics of the Earth's core. Pergamon Press Oxford
Melchior P, Ducarme B (1986) Detection of inertial gravity oscillations in the Earth's core with a superconducting gravimeter at Brussels. Phys. Earth Planet Int. 42: 129–134
Smith ML (1974) The scalar equations of an infinitesimal elastic-gravitational motion for a rotating slightly elliptical rotating Earth. Geophys. J. R. Astr. Soc. 37: 491–526
Smylie DE (1974) Dynamics of the outer core. Veröff. Zentr. Inst. Phys. Erde Akad. Wiss. DDR 30: 91–104
Smylie DE, Rochester MG (1981) Compressibility core dynamics and the subseismic wave equation. Phys. Earth Planet Int. 24: 308–319
Smylie DE, Szeto AMK (1984) The dynamics of the Earth's inner and outer cores. Rep. Prog. Phys. 47: 855–906
Stacey FD (1977) Applications of thermodynamics to fundamental Earth physics. Geoph. Surveys 3: 175–204
Stacey FD (1992) Physics of the Earth (third edition). Brookfield Press, Brisbane
Toomre A (1974) On the `nearly diurnal free wobble' of the Earth Geophys. J. R. Astr. Soc. 38: 335–348
Truesdell C (1984) Rational Thermodynamics. Springer, New York
von Zeipel H (1924) The radiative equilibrium of a rotating system of gaseous masses. Mon. Not. R. Astr. Soc. 84
Wu W-J, Rochester MG (1993) Computing core oscillation eigenperiods for the rotating Earth: a test for the subseismic approximation. Phys. Earth Planet Int. 78: 33–50