Статья
Название статьи Экспериментальное моделирование плюма, образующегося в наклонном плоском коровом слое субдуцирующей океанической плиты
Авторы Гладков И.Н. ,
Бородин А.В. ,
Кирдяшкин А.А. д-р геол.-минерал. наук, профессор РАН, aak@igm.nsc.ru;
Кирдяшкин А.Г. д-р техн. наук,
Дистанов В.Э. канд. геол.-минерал. наук, dist@igm.nsc.ru
Библиографическое описание статьи
Категория Науки о Земле
УДК 551.2+551.14+536.25
DOI 10.21209/2227-9245-2021-27-9-12-22
Тип статьи науная
Аннотация Представлены результаты экспериментальных исследований тепловой и гидродинамической структуры канала плюма, выплавляемого в плоском наклонном слое над локальным источником тепла. Для различных тепловых мощностей на подошве плюма представлены эволюция структуры канала плюма и выход плюма на поверхность. Установлено, что при мощности нагревателя N = 5,6 Вт и N = 6,4 Вт и относительной мощности Ка = 1,18 плюм не достигает поверхности наклонного слоя. При N = 7,9 Вт (Ка =1,42) и N = 8,9 Вт (Ка = 1,53) плюм выходит на поверхность, и первая ячейка плюма (голова плюма) имеет грибообразную форму. В зависимости от величины критерия Ка (относительной тепловой мощности) изменяется структура верхней ячейки и режим выхода плюма на поверхность. Наблюдается подъемное течение у верхней ограничивающей поверхности наклонного слоя и опускное по остальному периметру сечения канала плюма, а также продольные валиковые течения, оси которых ориентированы по направлению подъемного течения. Валиковые течения передают тепло от восходящего потока к нисходящему и уменьшают существующую в слое неустойчивую стратификацию. За счет этих течений увеличивается турбулентная вязкость расплава, что также уменьшает неустойчивую стратификацию. В области канала, где валиковые течения слабые, неустойчивая стратификация дополнительно компенсируется уширением канала плюма. Лабораторные эксперименты показали, что режим выхода плюма на поверхность в наклонном плоском слое зависит от величины критерия Ка, и эта закономерность отличается от закономерности выхода на поверхность плюмов, выплавляемых в сплошном твердом массиве
Ключевые слова зона субдукции; термохимические плюмы; коровый слой; лабораторное моделирование; канал плюма; свободно-конвективные течения; тепловая мощность; грибообразная голова плюма; валиковые течения; неустойчивая стратификация
Информация о статье Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А., Гладков И. Н., Дистанов В. Э., Бородин А. В. Экспериментальное моделирование плюма, образующегося в наклонном плоском коровом слое субдуцирующей океанической плиты // Вестник Забайкальского государственного университета. 2021. Т. 27, № 9. С. 12–22. DOI: 10.21209/2227-9245-2021-27-9-12-22.
Список литературы 1. Кутателадзе С. С., Боришанский В. М. Справочник по теплопередаче. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1958. 414 c. 2. Хаин В. Е., Ломизе М. Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: КДУ, 2005. 560 с. 3. Barazangi M., Isacks B. L. Subduction of the Nazca plate beneath Peru: evidence from spatial distribution of earthquakes // Geophysical Journal of Royal Astronomical Society. 1979. Vol. 57. P. 537–555. 4. Gladkov I. N., Distanov V. E., Kirdyashkin A. A., Kirdyashkin A. G. Stability of a melt/solid interface with reference to a plume channel // Fluid Dynamics. 2012. Vol. 47, no. 4, pp. 433–447. 5. Gutscher M.-A., Malavieille J., Lallemand S., Collot J.-Y. Tectonic segmentation of the North Andean margin: impact of the Carnegie Ridge collision // Earth and Planetary Science Letters. 1999. Vol. 168. P. 255–270. 6. Jacob J., Dyment J., Ghosal D., Dewangan P. Strike-slip seismicity at the Andaman-Sumatra Subduction Zone: role of the fracture zones and age of the subducting lithosphere // Tectonophysics. 2021. Vol. 811. 228862. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.228862. 7. Kukowski N. Wadati-Benioff-zone // Encyclopedia of Marine Geosciences. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Dordrecht: Springer, 2016. P. 925–932. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-6238-1_108.
Полный текст статьиЭкспериментальное моделирование плюма, образующегося в наклонном плоском коровом слое субдуцирующей океанической плиты