| Статья |
|---|
| Название статьи |
ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЙ В ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ МАНТИИ И ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ НИМИ |
| Авторы |
Непогодина Ю.М. , |
| Библиографическое описание статьи |
|
| Категория |
Науки о Земле |
| УДК |
551.2+551.14+536.25 |
| DOI |
10.21209/2227-9245-2022-28-9-16-24 |
| Тип статьи |
Научная |
| Аннотация |
Объектом исследования является двухслойная геодинамическая модель мантии Земли, включающая верхнюю и нижнюю мантию. Предмет исследования – направление течения у кровли и подошвы нижней мантии. Оно определяется при известной геодинамической структуре в верхней мантии, известном направлении течения у ее кровли и при наличии подъемного потока в области срединно-океанического хребта. Цель исследования – выявить характер взаимодействия верхне- и нижнемантийных крупномасштабных свободно-конвективных ячеек. У границы верхняя-нижняя мантия возможны два вида взаимодействия верхне- и нижнемантийных течений: либо течения однонаправленные – прямоток, либо противоположно направленные – противоток. Горизонтальные крупномасштабные течения у границы 670 км есть следствие горизонтального градиента температуры в условиях свободной конвекции. Передача тепла от границы раздела потоков происходит в условиях свободной конвекции, и интенсивность теплообмена на этой границе определяется вертикальным градиентом температуры. Представлен анализ теплообмена в верхнемантийном и нижнемантийном потоках у границы 670 км при прямотоке и противотоке. Оценена величина уменьшения средней температуры потока для нижнемантийного теплового пограничного слоя вблизи границы 670 км при противотоке у этой границы. Представлены оценки разности плотностей и температур в мантии под континентом и океаном, обеспечивающих превышение уровня поверхности континента над уровнем океанического дна, равное 7 км. Сопоставление оцененного характерного изменения температуры с данными о тепловых потоках в мантии под океаном и континентом приводит к заключению, что у границы 670 км существует прямоточное течение верхнемантийных и нижнемантийных потоков. Проводится анализ влияния прямотока на границе 670 км на структуру крупномасштабных мантийных течений. Для двух различных ситуаций взаимодействия верхнемантийных течений под океаном с мантией под континентом представлены крупномасштабные течения в верхней и нижней мантии |
| Ключевые слова |
Верхняя мантия; нижняя мантия; граница 670 км; срединно-океанический хребет; свободно-конвективные течения; прямоток; противоток; температура, геодинамическая структура, континент |
| Информация о статье |
Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А., Непогодина Ю. М. Геодинамическая структура течений в верхней и нижней мантии и теплообмен между ними // Вестник Забайкальского государственного университета. 2022. Т. 28, № 9. С. 16-24. DOI: 10.21209/2227-9245-2022-28-9-16-24 |
| Список литературы |
1. Белоусов В. В. Основы геотектоники. М.: Недра, 1989. 382 с.
2. Добрецов Н. Л., Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: Гео, 2001. 409 с.
3. Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли и планет. М.: Наука, 1983. 416 с.
4. Михеев М. А. Основы теплопередачи. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1949, 396 с.
5. Трубицын В. П., Евсеев А. Н., Баранов А. А., Трубицын А. П. Структура конвекции при различной ширине зон фазовых переходов // Физика Земли. 2008. № 8. С. 3–14.
6. Трубицын В. П., Харыбин Е. В. Гидродинамическая модель дифференциации вещества в Земле // Известия АН СССР. Физика Земли. 1988. № 4. С. 83–86.
7. Bina C. R., Helffrich G. Phase transition Clapeyron slopes and transition zone seismic discontinuity topography // Journal of Geophysical Research. 1994. Vol. 99, no. B8. P. 15,853–15,860.
8. Jeanloz R. Earth’s mantle (geophysics) // Encyclopedia of Physical Science and Technology. San Diego: Academic Press, 2001. P. 783–799.
9. Mori Y., Uchida Y. Forced convective heat transfer between horizontal flat plates // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1966. Vol. 9. Р. 803–817.
10. Schubert G., Turcotte D., Olson P. Mantle convection in the Earth and planets. Cambridge: Cambridge University Press, 2001. 940 p.
|
| Полный текст статьи | ГЕОДИНАМИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЙ В ВЕРХНЕЙ И НИЖНЕЙ МАНТИИ И ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ НИМИ |
