Стр.
Скачать статью

Конвективные ячейки в мантии и тепловой поток

Н.Н. Христофорова

Оригинальная статья

DOI

20-27
rus.

open access

Under a Creative Commons license

В основе работы лежит проблема формирования пространственной структуры ячеек, возникающих в астеносфере при тепловой гравитационной конвекции. Она тесно связана с вопросами устойчивости и реализуемости форм и размеров течений, являющимися ключевыми в теории конвекции. Особенность нашей работы заключается в исследовании медленных крупномасштабных природных процессов в системах с осложненными граничными условиями. Неоднородный разогрев мантии порождает мощные конвективные течения в ее верхнем вязкопластичном слое, астеносфере. Течения возникают вследствие разницы плотностей, обусловленной разностью температур в поле массовых сил, в данном случае гравитационных. Они образуют ячейки, в которых происходит подъем разогретого вещества и опускание холодного. Для выявления картины конвенционных течений мы использовали тепловые потоки q, идущие из недр Земли. С помощью теоретического моделирования установлено, что экспериментальные геотермические данные не противоречат предположению о существовании конвективных ячеек в верхней мантии с заданными параметрами.

Гетлинг А.В. Формирование пространственных структур конвекции Релея-Бенара. Успехи физических наук, 161. 1991. 1-80.
Кулон Ж. Разрастание океанического дна и дрейф материков. Ленинград, Недра. 1973.
Сейферт К. Струюпурная геология и тектоника плит. М: Мир. 1990.
Хрнстофорова Н.Н. Конвективный тепловой поток верхних слоев земной коры. Труды Межд. Симп. Тбилиси: Мецннереба. 1989.76-83.
Христофорова Н.Н., Непримеров Н.Н. К вопросу о точности карт теплового потока Урало-Поволжья. Нефть и газ. Известия ВУЗов, 2, 1985. 9-16.
Cermak V. and Rybach L. (Eds.) Terrestrial Heat Flow in Europe, Springer-Verlag, New York, 1979.
Geothermal Atlas of Europe. Hurtig E., Cermak V., Haenel R., and Zui V.I. (Eds.) Potsdam: Goth. Publ. House. 1991.
Jaluria Y. Natural Convection. Heat and Mass Transfer. London. 1980.
Kirdyashkin A. G. Thermogravitational and thermocapillary flows in a horizontal liquid layer under the conditions of a horizontal temperature gradient. Int. J. Heat and Mass Transfer 27, 1984. 1205-1218.
Khristoforova N.N., Neprimerov N.N. and Kushtanova G.G. Heat flow and mantle convection: geometry of flows. Proc. Int. Conf. «Geometrization of Physics II», Kazan State University, Kazan. 1996. 104-118.
Lee W. H. K. and MacDonald G. J. F. The global variation of terrestrial heat flow. J. Geophys.Res., 68, 1963. 6481.
Maruyama S., Kumazawa M. and Kawakami S. Towards a new paradigm on the Earth's dynamics. Kumazawa M., Maruyama S. Whole Earth tectonics. Jour. Geol. Soc. Japan. Vol. 100, N I, 1994. 1-3; 81-102.
McKenzie D. P., Watts A., Parsons B. and Roufosse M. Planform of mantle convection beneath the Pacific ocean. Nature, 288, 1980. 442-446.
Neprimerov N. N., Khristoforova N. N., Kushtanova G. G. Correlation of heat flow with tectonics (convective cells) and hydrogeological fields. Revista Brasileira de Geofisica. N 7 (2), 1989. 129-139.
Woodward R. L., Dziewonski A. M. and Peltier W. R., Comparisons of seismic heterogeneity models and convective flow calculations. Geophys. Res. Lett., 21:5, 1994. 325-328.

Казанский государственный университет, г. Казань

Для цитирования:

Н.Н. Христофорова Конвективные ячейки в мантии и тепловой поток. Георесурсы. № 1(5). 2001. С. 20-27.

For citation: