ТРЁХМЕРНАЯ МОДЕЛЬ КОНВЕКЦИИ В РЕАЛЬНО НЕОДНОРОДНОЙ МАНТИИ КАК ОСНОВА КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОБОБЩЕНИЯ ТЕКТОНИКИ ПЛИТ ДЛЯ СОВРЕМЕННОГО ЭТАПА РАЗВИТИЯ ЗЕМЛИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе с помощью уравнения Стокса и неньютоновской реологии рассчитаны мгновенные скорости трёхмерных течений в мантии Земли на основе глобальной модели сейсмической томографии SMEAN 2. Модель автоматически учитывает основные силы, действующие в мантии и на поверхности Земли. Построенная 3D-модель мантийных течений хорошо описывает горизонтальные движения поверхности Земли, которые наблюдаются с помощью космической геодезии и даёт количественную основу для интерпретации особенностей региональных геологических процессов. Построенная сферическая 3D-модель современной глобальной геодинамики является количественным обобщением теории тектоники плит для современного этапа развития Земли.

Об авторах

Л. И. Лобковский

Институт Океанологии имени П.П. Ширшова Российская академия наук

Москва, Россия

А. А. Баранов

Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта Российская академия наук

Email: aabaranov@gmail.com
Москва, Россия

А. М. Бобров

Институт физики Земли имени О.Ю. Шмидта Российская академия наук

Москва, Россия

Список литературы

  1. 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.
  2. Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. Пoдлитосферные течения в мантии // Геотектоника. 2017. № 6. С. 3–17.
  3. Becker T., O’Connell R. Predicting plate velocities with mantle circulation models // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2001. V. 2. https://doi.org/10.1029/2001GC000171
  4. Becker T. On the effect of temperature and strain-rate dependent viscosity on global mantle flow, net rotation and plate-driving forces // Geophysical Journal International. 2006. № 167. P. 943–957.
  5. Баранов А.А., Лобковский Л.И., Бобров А.М. Глобальная геодинамическая модель современной Земли и ее приложение для Антарктиды // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 512. № 1. С. 100–105.
  6. Лобковский Л.И., Баранов А.А., Бобров А.М. Чуваев А.В. Глобальная геодинамическая модель современной Земли и ее приложение для Арктического региона // Доклады РАН. Науки о Земле. 2024. Т. 514. № 2. С. 293–299.
  7. Jackson M., Konter J., Becker T. Primordial helium entrained by the hottest mantle plumes // Nature. 2017. V. 542. P. 340–343.
  8. Zhong S., Zuber M.T., Moresi L.N., Gurnis M. Role of temperature-dependent viscosity and surface plates in spherical shell models of mantle convection // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2000. V. 105. No. B5. P. 11063–11082.
  9. McNamara A. K., Zhong S. Thermochemical structures within a spherical mantle: Superplumes or piles? // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2004. V. 109(B7) P. 1–14.
  10. Zhong S., Zhang N., Li Z.X., Roberts J.H. Supercontinent cycles, true polar wander, and very long-wavelength mantle convection // Earth and Planetary Science Letters. 2007. V. 261. P. 551–564.
  11. 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.
  12. Бобров А.М., Баранов А.А. Модель мантийной конвекции с неньютоновской реологией и фазовыми переходами: структура течений и поля напряжений // Физика Земли. 2016. Т. 52. № 1. С. 133–148.
  13. Megnin C., Romanowicz B. The shear velocity structure of the mantle from the inversion of body, surface, and higher modes waveforms // Geophysical Journal International. 2000. V. 143. P. 709–728.
  14. Schubert G., Turcotte D.L., Olson P. Mantle Convection in the Earth and Planets. New York: Cambridge Univ. Press, 2001. 940 p.
  15. McNamara A.K., van Keken P.E., Karato S.I. Development of finite strain in the convecting lower mantle and its implications for seismic anisotropy // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2003. V. 108. No. B5. Art. 2230.
  16. Paulson A., Zhong Sh., Wahr J. Modelling postglacial rebound with lateral viscosity variations // Geophysical Journal International. 2005. V. 163. P. 357–371.
  17. Ramage A., Wathen A.J. Iterative solution techniques for the Stokes and Navier-Stokes equations // International Journal for Numerical Methods in Fluids. 1994. V. 19. P. 67–83.
  18. 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.
  19. Altamimi Z., Métivier L., Rebischung P., Rouby H., Collilieux X. ITRF2014 plate motion model // Geophysical Journal International. 2017. V. 209. P. 1906–1912.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025