Прямые наблюдения вязкости внешнего ядра Земли и экстраполяция измерений вязкости жидкого железа

Оценки вязкости внешнего жидкого ядра Земли весьма неоднозначны. Прямые наблюдения, как правило, дают значения на много порядков величины большие, чем экстраполяции результатов лабораторных экспериментов, дающие значения близкие к вязкости расплавленного железа при атмосферном давлении. Столь значительного несоответствия удалось избежать при экстраполяции лабораторных измерений с помощью активационной модели Аррениуса. Эта модель широко использовалась ранее, но в предположении, что активационный объем не зависит от давления. Новые исследования показывают, что при большом давлении этот объем быстро возрастает, приводя к значениям $10^2$ Па с на поверхности жидкого ядра и $10^{11}$ Па с на его нижней границе. Такая экстраполяция сопряжена с большой неопределенностью. В статье рассматривается метод определения вязкости на поверхности внешнего ядра, основанный на наблюдениях затуханий свободной нутации земного ядра, который дает величину $2{,}371\pm 1{,}530$ Па с, и метод определения вязкости на его нижней границе, основанный на наблюдениях за уменьшением вращательного “расщепления” двух экваториальных трансляционных составляющих колебаний твердого внутреннего ядра, в среднем дающий значения $1{,}247\pm 0{,}035\times 10^{11}$ Па с. Ввиду хорошего согласия экстраполяции Аррениуса с реальностью используется дифференциальная форма активационной модели Аррениуса для проведения интерполяции по кривой температуры плавления и построения профиля вязкости на всю глубину внешнего ядра. Вариация вязкости оказывается близкой к логлинепной между ее граничными значениями, полученными из наблюдений.