Численная модель эволюции плавающих на сферической мантии и взаимодействующих континентов

  • Просмотров 322
  • Скачиваний 11
  • Размер файла 58
    Кб

Численная модель эволюции плавающих на сферической мантии и взаимодействующих континентов Содержание Аннотация 1. Введение 2. Уравнения мантийной конвекции с плавающими континентами 2.1. Уравнения мантийной конвекции 2.2. Уравнения движения свободно плавающего континента 2.3. Граничные условия 3. Модель 4. Результаты 5. Заключение Литература Аннотация С развитием методов численного моделирования глобальных геодинамических

процессов появилась возможность исследовать механизм дрейфа континентов с периодическим объединением их в суперконтиненты типа Пангеи. В предыдущих работах авторов разработан метод численного решения системы уравнений переноса массы, тепла и количества движения для конвекции в вязкой мантии и уравнений Эйлера для движения твердых континентов. Уравнения конвекции и уравнения Эйлера взаимосвязаны условиями прилипания,

непротекания и непрерывности температуры и теплового потока на погруженной в мантию поверхности континента. В этих работах показана как возможность континентов объединяться в суперконтиненты, так и возможность распада суперконтинентов. В настоящей работе на идеализированной сферической модели приведены результаты численного эксперимента для длительной эволюции 12 плавающих континентов. Мантия моделировалась вязкой

сферической оболочкой с постоянной вязкостью, нагреваемой снизу при числе Рэлея Ra=107. Континенты взяты в виде твердых толстых дисков с угловыми размерами ~4040 градусов. В качестве начального состояния взята современная мантия с распределением температуры, полученным пересчетом данных сейсмической томографии. В этом состоянии распределение поверхностного теплового потока и скоростей мантийных течений согласуется с

имеющимися данными наблюдений. Континенты в начальном состоянии взяты равномерно распределенными по поверхности мантии. Вязкое сцепление с мантийными течениями приводит к дрейфу континентов. Рассчитана длительная эволюция системы мантия-континенты в течение нескольких миллиардов лет. Численный эксперимент для рассмотренной идеализированной модели показывает, что на протяжении всей этой истории континенты большую часть