<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE root>
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xmlns:ali="http://www.niso.org/schemas/ali/1.0/" article-type="research-article" dtd-version="1.2" xml:lang="en"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">Geotectonics</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="en">Geotectonics</journal-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Геотектоника</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn publication-format="print">0016-853X</issn><issn publication-format="electronic">3034-4972</issn><publisher><publisher-name xml:lang="en">The Russian Academy of Sciences</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="publisher-id">683006</article-id><article-id pub-id-type="doi">10.31857/S0016853X25010012</article-id><article-id pub-id-type="edn">DAKPEL</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en"><subject>Articles</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru"><subject>Статьи</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="article-type"><subject>Research Article</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title xml:lang="en">The Thermoconvective Three-Dimensional Spherical Model of Modern Earth Geodynamics: Application to Tectonics and Regional Geology</article-title><trans-title-group xml:lang="ru"><trans-title>Термоконвективная трехмерная сферическая модель современной геодинамики Земли: применение в исследовании тектоники и региональной геологии</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Lobkovsky</surname><given-names>L. I.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Лобковский</surname><given-names>Л. И.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>baranov@ifz.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff1"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Baranov</surname><given-names>A. A.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Баранов</surname><given-names>А. А.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>baranov@ifz.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Bobrov</surname><given-names>A. M.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Бобров</surname><given-names>А. М.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>baranov@ifz.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff2"/></contrib><contrib contrib-type="author"><name-alternatives><name xml:lang="en"><surname>Chuvaev</surname><given-names>A. V.</given-names></name><name xml:lang="ru"><surname>Чуваев</surname><given-names>А. В.</given-names></name></name-alternatives><address><country country="RU">Russian Federation</country></address><email>baranov@ifz.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff3"/></contrib></contrib-group><aff-alternatives id="aff1"><aff><institution xml:lang="en">Shirshov Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Институт океанологии им. П.П. Ширшова РАН</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff2"><aff><institution xml:lang="en">Schmidt Institute of Physics of the Earth of the Russian Academy of Sciences</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН</institution></aff></aff-alternatives><aff-alternatives id="aff3"><aff><institution xml:lang="en">Russian Technological University</institution></aff><aff><institution xml:lang="ru">Российский технологический университет</institution></aff></aff-alternatives><pub-date date-type="pub" iso-8601-date="2025-02-15" publication-format="electronic"><day>15</day><month>02</month><year>2025</year></pub-date><issue>1</issue><issue-title xml:lang="ru"/><fpage>3</fpage><lpage>20</lpage><history><date date-type="received" iso-8601-date="2025-06-05"><day>05</day><month>06</month><year>2025</year></date></history><permissions><copyright-statement xml:lang="en">Copyright ©; 2025, Russian Academy of Sciences</copyright-statement><copyright-statement xml:lang="ru">Copyright ©; 2025, Российская академия наук</copyright-statement><copyright-year>2025</copyright-year><copyright-holder xml:lang="en">Russian Academy of Sciences</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="ru">Российская академия наук</copyright-holder></permissions><self-uri xlink:href="https://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/683006">https://journals.eco-vector.com/0016-853X/article/view/683006</self-uri><abstract xml:lang="en"><p>The article presents a thermoconvective three-dimensional spherical model of the modern geodynamics of the Earth, created by the authors, based on the global seismic tomography model SMEAN2 with plate rheology on the surface. The fundamental result is that the numerical three-dimensional model of flows in the spherical mantle layer leads to an image of horizontal movements of lithospheric plates on the Earth’s surface that agrees with the modern kinematic model of plate tectonics, as well as with satellite observations of horizontal displacements on the Earth’ surface. This agreement allows us to reasonably assert that the presented three-dimensional model of modern material flows for a spherical Earth is a generalization of the concept of plate tectonics, which has been developing for half a century within the framework of kinematic theory using mainly two-dimensional convective models of mantle flows, which can describe only regional processes. We consider the application of the model to explain some features of regional tectonics.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="ru"><p>В настоящей статье представлена построенная авторами термоконвективная трехмерная сферическая модель современной геодинамики Земли на основе глобальной модели сейсмической томографии SMEAN2 c плитной реологией на поверхности. Фундаментальный результат состоит в том, что рассчитанная трехмерная модель течений в сферическом мантийном слое приводит к картине горизонтальных движений литосферных плит на поверхности Земли, хорошо согласующейся с современной кинематической моделью тектоники плит, а также с данными спутниковых наблюдений горизонтальных смещений поверхности Земли. Такое соответствие позволяет обоснованно утверждать, что представленная трехмерная модель современных течений вещества для сферической Земли является реальным обобщением концепции тектоники плит, развивающейся на протяжении полувека в рамках кинематической теории с привлечением, в основном, двумерных конвективных моделей мантийных течений, как правило, способных описывать только региональные процессы. В работе рассматриваются приложения модели для объяснения некоторых особенностей региональной геотектоники.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="en"><kwd>lithosphere</kwd><kwd>geology</kwd><kwd>plate tectonics</kwd><kwd>regional tectonic structures</kwd><kwd>seismic tomography</kwd><kwd>thermoconvective three-dimentional spherical model of the modern Earth</kwd><kwd>mantle convection</kwd></kwd-group><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>литосфера</kwd><kwd>геология</kwd><kwd>тектоника плит</kwd><kwd>региональные тектонические структуры</kwd><kwd>сейсмическая томография</kwd><kwd>термоконвективная трехмерная сферическая модель современной Земли</kwd><kwd>мантийная конвекция</kwd></kwd-group><funding-group><award-group><funding-source><institution-wrap><institution xml:lang="ru">Правительство Российской Федерации</institution></institution-wrap><institution-wrap><institution xml:lang="en">Government of the Russian Federation</institution></institution-wrap></funding-source><award-id>FMWE-2021-0004</award-id></award-group></funding-group></article-meta></front><body></body><back><ref-list><ref id="B1"><label>1.</label><mixed-citation>Баранов А.А., Лобковский Л.И., Бобров А.М. Глобальная геодинамическая модель современной Земли и ее приложение для Антарктиды // ДАН. Науки о Земле. 2023. Т. 512. № 1. С. 100‒105. Doi: 10.31857/S2686739723600911</mixed-citation></ref><ref id="B2"><label>2.</label><mixed-citation>Бобров А.М., Баранов А.А. Структура мантийных течений и поля напряжений в двумерной модели конвекции с неньютоновской реологией // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 7. С. 1015‒1027. Doi: 10.1016/j.rgg.201 .06.001</mixed-citation></ref><ref id="B3"><label>3.</label><mixed-citation>Бобров А.М., Баранов А.А. Модель мантийной конвекции с неньютоновской реологией и фазовыми переходами: структура течений и поля напряжений // Физика Земли. 2016. № 1. С. 133–148. Doi: 10.7868/S0002333716010038</mixed-citation></ref><ref id="B4"><label>4.</label><mixed-citation>Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Влияние скорости движения океанической литосферы на свободно-конвективные течения в астеносфере под срединно-океаническим хребтом // Физика Земли. 2008. № 4. С. 35‒47.</mixed-citation></ref><ref id="B5"><label>5.</label><mixed-citation>Лаверов Н.П., Лобковский Л.И., Кононов М.В., Добрецов Н.Л., Верниковский В.А., Соколов С.Д., Шипилов Э.В. Геодинамическая модель тектонического развития Арктики в мезозое и кайнозое и проблема внешней границы континентального шельфа России // Геотектоника. 2013. № 1. С. 3–35. Doi: 10.7868/S0016853X13010050</mixed-citation></ref><ref id="B6"><label>6.</label><mixed-citation>Лобковский Л.И., Баранов А.А., Бобров А.М., Чуваев А.В. Глобальная геодинамическая модель современной Земли и ее приложение для Арктического региона // ДАН. Науки о Земле. 2024. Т. 514. № 2. С. 293–299. Doi: 10.31857/S2686739724020125</mixed-citation></ref><ref id="B7"><label>7.</label><mixed-citation>Лобковский Л.И., Габсатаров Ю.В., Алексеев Д.А., Владимирова И.С., Рамазанов М.М., Котелкин В.Д. Геодинамическая модель взаимодействия зоны субдукции с континентальной литосферой в области перехода от Тихого океана к Восточной Азии // Геодинамика и тектонофизика. 2022. Т. 13. № 5. 0675. Doi: 10.5800/GT-2022-13-5-0675</mixed-citation></ref><ref id="B8"><label>8.</label><mixed-citation>Лобковский Л.И., Соколов С.Д., Сорохтин Н.О., Кононов М.В. Двухъярусная субдукция в верхней мантии как механизм эволюции литосферы Восточной Арктики в поздней юре–раннем мелу // ДАН. Науки о Земле. 2021. Т. 2. № 500. С. 123–130. Doi: 10.31857/S2686739721100108</mixed-citation></ref><ref id="B9"><label>9.</label><mixed-citation>Лобковский Л.И. Тектоника деформируемых литосферных плит и модель региональной геодинамики применительно к Арктике и Северо-Восточной Азии // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 3. С. 476–495. Doi: 10.15372/GiG20160302</mixed-citation></ref><ref id="B10"><label>10.</label><mixed-citation>Лобковский Л.И., Шипилов Э.В., Кононов М.В. Геодинамическая модель верхнемантийной конвекции и преобразования литосферы Арктики в мезозое и кайнозое // Физика Земли. 2013. № 6. С. 20–38.</mixed-citation></ref><ref id="B11"><label>11.</label><mixed-citation>Соколов С.Д., Лобковский Л.И., Верниковский В.А., Тучкова М.И., Сорохтин Н.О., Кононов М.В. Тектоника и геодинамика Восточной Арктики в мезозое // Геология и геофизика. 2022. Т. 63. № 4. 3890409. Doi: 10.15372/GiG2021188</mixed-citation></ref><ref id="B12"><label>12.</label><mixed-citation>Соколов С.Ю. Атлантико-Арктическая рифтовая система: подход к геодинамическому описанию по данным сейсмической томографии и сейсмичности // Вестн. КРАУНЦ. Сер.: Науки о Земле. 2017. Вып. 36. № 4. С. 79‒88.</mixed-citation></ref><ref id="B13"><label>13.</label><mixed-citation>Соколов С.Ю., Трифонов В.Г. Роль астеносферы в перемещении и деформации литосферы (эфиопско‒афарский суперплюм и альпийско‒гималайский пояс) // Геотектоника. 2012. № 3. С. 3–17.</mixed-citation></ref><ref id="B14"><label>14.</label><mixed-citation>Трифонов В.Г., Зеленин Е.А., Соколов С.Ю., Бачманов Д.М. Активная тектоника Центральной Азии // Геотектоника. 2021. № 3. С. 60‒77. Doi: 10.31857/S0016853X21030097</mixed-citation></ref><ref id="B15"><label>15.</label><mixed-citation>Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. Строение мантии и тектоническая зональность центральной части Альпийско-Гималайского пояса // Геодинамика и тектонофизика. 2018. Т. 9. № 4. С. 1127–1145. Doi: 10.5800/GT-2018-9-4-0386</mixed-citation></ref><ref id="B16"><label>16.</label><mixed-citation>Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. Пoдлитосферные течения в мантии // Геотектоника. 2017. № 6. C. 3–17. Doi: 10.7868/S0016853X1706008X</mixed-citation></ref><ref id="B17"><label>17.</label><mixed-citation>Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. На пути к постплейт-тектонике // Вестн. РАН. 2015. Т. 85. № 7. C. 605–615.</mixed-citation></ref><ref id="B18"><label>18.</label><mixed-citation>Трубицын В.П., Баранов А.А., Харыбин Е.В. Численные модели субдукции океанической коры c базальтовыми плато // Физика Земли. 2007. № 7. C. 3‒10.</mixed-citation></ref><ref id="B19"><label>19.</label><mixed-citation>Филатова Н.И., Хаин В.Е. Структуры Центральной Арктики и их связь с Арктическим плюмом // Геотектоника. 2009. № 6. C. 24‒51.</mixed-citation></ref><ref id="B20"><label>20.</label><mixed-citation>Хаин В.Е., Филатова Н.И., Полякова И.Д. Тектоника, геодинамика и перспективы нефтегазоносности Восточно-Арктических морей и их континентального обрамления. ‒ Под ред. Ю.О. Гаврилова, М.Г. Леонова ‒ М.: Наука, 2009. 227 с.</mixed-citation></ref><ref id="B21"><label>21.</label><mixed-citation>Чуваев А.В., Баранов А.А., Бобров А.М. Численное моделирование конвекции в мантии Земли с использованием облачных технологий // Вычислительные технологии. 2020. Т. 25. № 2. C. 103‒117. Doi: 10.25743/ICT.2020.25.2.009</mixed-citation></ref><ref id="B22"><label>22.</label><mixed-citation>Altamimi Z., Métivier L., Rebischung P., Rouby H., Collilieux X. ITRF2014 plate motion model // Geophys. J. Int. 2017. Vol. 209. No. 3. P. 1906‒1912. Doi: 10.1093/gji/ggx136</mixed-citation></ref><ref id="B23"><label>23.</label><mixed-citation>Aplonov S.V. An aborted Triassic ocean in West Siberia // Tectonics. 1988. Vol. 7. P. 1103–1122.</mixed-citation></ref><ref id="B24"><label>24.</label><mixed-citation>Aplonov S.V. The tectonic evolution of West Siberia: an attempt at a geophysical analysis // Tectonophysics. 1995. Vol. 245. P. 61–84.</mixed-citation></ref><ref id="B25"><label>25.</label><mixed-citation>Baranov A., Tenzer R., Ghomsi F. A new Moho map of the African continent from seismic, topographic, and tectonic data // Gondwana Research. 2023. Vol. 124. P. 218–245. Doi: 10.1016/j.gr.2023.06.019</mixed-citation></ref><ref id="B26"><label>26.</label><mixed-citation>Becker T., O’Connell R. Predicting plate velocities with mantle circulation models // Geohem. Geophys. Geosyst. 2001. Vol. 2. Doi: 10.1029/2001GC000171</mixed-citation></ref><ref id="B27"><label>27.</label><mixed-citation>Becker T. On the effect of temperature and strain-rate dependent viscosity on global mantle flow, net rotation and plate-driving forces // Geophys. J. Int. 2006. Vol. 167. P. 943–957. Doi: 10.1111/j.1365-246X.2006.03172.x</mixed-citation></ref><ref id="B28"><label>28.</label><mixed-citation>Begg G., Griffin W., Natapov L., O’Reilly S., Grand S., O’Neill C., Hronsky J., Poudjom Y., Swain D., Deen T., Bowden P. The lithospheric architecture of Africa: seismic tomography, mantle petrology, and tectonic evolution // Geosphere. 2009. Vol. 5. P. 23–50.</mixed-citation></ref><ref id="B29"><label>29.</label><mixed-citation>Bercovoci D., Ricard Y., Schubert G. A two-phase model for compaction and damage: Application to shear localization and plate boundary formation // J. Geophys. Res. 2001. Vol. 106. P. 8921‒8939.</mixed-citation></ref><ref id="B30"><label>30.</label><mixed-citation>Bobrov A., Baranov A., Tenzer R. Evolution of stress fields during the supercontinent cycle // Geodes. Geodynam. 2022. Vol. 13. P. 363‒375. Doi: 10.1016/j.geog.2022.01.004</mixed-citation></ref><ref id="B31"><label>31.</label><mixed-citation>Bobrov A.M., Baranov A.A. Thermochemical mantle convection with drifting deformable continents: Main features of supercontinent cycle // Pure and Applied Geophysics. 2019. Vol. 176. No. 8. P. 3545–3565. Doi: 10.1007/s00024-019-02164-w</mixed-citation></ref><ref id="B32"><label>32.</label><mixed-citation>Bobrov A.M., Baranov A.A. Modeling of moving deformable continents by active tracers: Closing and opening of oceans, recirculation of oceanic crust // Geodynamics and Tectonophysics. 2018. Vol. 9. No. 1. P. 287–307. Doi: 10.5800/GT-2018-9-1-0349</mixed-citation></ref><ref id="B33"><label>33.</label><mixed-citation>Jackson M., Konter J., Becker T. Primordial helium entrained by the hottest mantle plumes // Nature. 2017. Vol. 542. P. 340–343. Doi: 10.1038/nature21023</mixed-citation></ref><ref id="B34"><label>34.</label><mixed-citation>Geyer A., Di Roberto A., Smellie J.L., van Wyk de Vries M., Panter K.S., Martin A.P., Cooper J.R., Young D., Pompilio M., Kyle P.R., Blankenship D. Volcanism in Antarctica: An assessment of the present state of research and future directions // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2023. Vol. 444. Art. 107941. Doi:10.1016/j.jvolgeores.2023.107941</mixed-citation></ref><ref id="B35"><label>35.</label><mixed-citation>Gurnis M. Large-scale mantle convection and aggregation and dispersal of supercontinents // Nature. 1988. Vol. 332. P. 696‒699.</mixed-citation></ref><ref id="B36"><label>36.</label><mixed-citation>Lee C.K., Han S.C., Steinberger B. Influence of variable uncertainties in seismic tomography models on constraining mantle viscosity from geoid observations // Phys. Earth and Planet. Interiors. 2011. Vol. 184. No. 1‒2. P. 51–62. Doi: 10.1016/j.pepi.2010.10.012</mixed-citation></ref><ref id="B37"><label>37.</label><mixed-citation>Lobkovsky L., Kotelkin V. The history of supercontinents and oceans from the standpoint of thermochemical mantle convection // Precambrian Research. 2015. Vol. 259. P. 262‒277. Doi: 10.1016/j.precamres.2015.01.005</mixed-citation></ref><ref id="B38"><label>38.</label><mixed-citation>Maruyama S., Santosh M., Zhao D. Superplume, supercontinent, and post-perovskite: Mantle dynamics and anti-plate tectonics on the Core-Mantle Boundary // Gondwana Research. 2007. Vol. 11. P. 7–37. Doi: 10.1016/j.gr.2006.06.003</mixed-citation></ref><ref id="B39"><label>39.</label><mixed-citation>McNamara A.K., van Keken P.E., and Karato S.I. Development of finite strain in the convecting lower mantle and its implications for seismic anisotropy // J. Geophys. Res. 2003. Vol. 108. No. B5. Art. 2230. Doi: 10.1029/2002JB001970</mixed-citation></ref><ref id="B40"><label>40.</label><mixed-citation>Megnin C., Romanowicz B. The shear velocity structure of the mantle from the inversion of body, surface, and higher modes waveforms // Geophys. J. Int. 2000. Vol. 143. P. 709–728.</mixed-citation></ref><ref id="B41"><label>41.</label><mixed-citation>McNamara A.K., Zhong S. Thermochemical structures within a spherical mantle: Superplumes or piles? // J. Geophys. Res. 2004. Vol. 109. No. B7. P. 1–14. Doi: 10.1029/2003JB002847</mixed-citation></ref><ref id="B42"><label>42.</label><mixed-citation>Paulson A., Zhong S., Wahr J. Modelling post-glacial rebound with lateral viscosity variations // Geophys. J. Int. 2005. Vol. 163. P. 357–371. Doi: 10.1111/j.1365-246X.2005.02645.x</mixed-citation></ref><ref id="B43"><label>43.</label><mixed-citation>Phillips B., Bunge P. Heterogeneity and time dependence in 3D spherical mantle convection models with continental drift // Earth Planet. Sci. Lett. 2005. Vol. 233. P. 121‒135. Doi: 10.1016/j.epsl.2005.01.041</mixed-citation></ref><ref id="B44"><label>44.</label><mixed-citation>Ramage A., Wathen A.J. Iterative solution techniques for the Stokes and Navier‒Stokes equations // Int. J. Numer. Methods. Fluids. 1994. Vol. 19. P. 67‒83.</mixed-citation></ref><ref id="B45"><label>45.</label><mixed-citation>Shakhova N., Semiletov I., Salyuk A., Joussupov V., Kosmach D., and Gustaffson O. Extensive methan venting to the atmosphere from sediments of the East Arctic Shelf // Science. 2010. Vol. 327. P. 1246‒1250. Doi: 10.1126/science.1182221</mixed-citation></ref><ref id="B46"><label>46.</label><mixed-citation>Schubert G., Turcotte D.L., Olson P. Mantle Convection in the Earth and Planets. ‒ Ed. by D. Turcotte, (Cambridge Univ. Press, NY, CD, USA. 2001), 940 p.</mixed-citation></ref><ref id="B47"><label>47.</label><mixed-citation>Tackley P.J. Self-consistent generation of tectonic plates in time-dependent, three-dimensional mantle convection simulations. 1. Pseudoplastic yielding // Geohem.Geophys. Geosyst. 2000. Vol. 1. No. 8. Doi: 10.1029/2000GC000036</mixed-citation></ref><ref id="B48"><label>48.</label><mixed-citation>Trubitsyn V.P. Evolutionary models of floating continents // Rus. J. Earth Sci. 2004. Vol. 6. No. 5. P. 311‒322.</mixed-citation></ref><ref id="B49"><label>49.</label><mixed-citation>Zhong S., Zhang N., Li Z.X., Roberts J.H. Supercontinent cycles, true polar wander, and very long-wavelength mantle convection // Earth Planet. Sci. Lett. 2007. Vol. 261. P. 551–564.</mixed-citation></ref><ref id="B50"><label>50.</label><mixed-citation>CitcomS. URL: https://github.com/geodynamics/citcoms. Accessed June, 2024.</mixed-citation></ref></ref-list></back></article>
