Численная модель эволюции плавающих на сферической мантии и взаимодействующих континентов — страница 10

  • Просмотров 636
  • Скачиваний 11
  • Размер файла 58
    Кб

были, примерно, равномерно распределены по поверхности мантии. Центры континентов имели координаты по широте q =36o, 90o и 154o, а по долготе j =0o, 90o, 180o и 270o. Континенты взяты в виде восьмиугольников. Но их форма неодинакова. Для простоты их размеры и форма были взяты из условия, что в начальный момент координаты их крайних угловых точек лежали ни линиях угловой координатной сетки по q и j с угловыми размерами по диаметру dq =36o и dj =40o, что

соответствует диаметру порядка 4 тыс. км. Рис. 1a В качестве начального распределения температур было взято трехмерное распределение температуры в современной мантии. Усредненное по латерали распределение температуры по глубине в современной мантии без континентов в первом приближении известно [Solheim and Peltier, 1994; Tackley, 1996; Tackley et al., 1994; Trubitsyn and Rykov, 2000]. На рис. 1a приведены упрощенные распределения в мантии для адиабатической

температуры (розовый цвет), нададиабатической или потенциальной темпрературы, характеризующей интенсивность конвекции (черный цвет) и полной суммарной температуры (красный цвет). Поскольку латеральные вариации температуры имеют порядок до 300 К, то они могут рассматриваться как поправки к радиальному распределению температуры. Их можно найти из предположения, что латериальные вариации плотности в мантии пропорциональны

вариациям скоростей сейсмических волн [Anderson, 1989]. Коэффициент пересчета dlnr/dlnVs обычно находится из данных лабораторных измерений и теоретических расчетов для минералов. В работе [Kaban and Schwintzer, 2000] это коэффициент был найден непосредственно из сопоставления данных сейсмической томографии и гравитационных аномалий. Сначала по данным о гравитационном поле для океанической мантии было найдено распределение плотности r. Сравнение

этого распределения с данными о скоростях поперечных сейсмических волн позволило определить коэффициент dlnr/dlnVs для океанической мантии. Этот коэффициент значительно меняется по глубине. Но поскольку при рассчете эволюции движения континентов вязкость берется постоянной, то для для простоты и для коэффициента dlnr/dlnVs возьмем его приближенное среднее значение, примерно, 0,1. Вариации плотности в мантии могут зависеть как от

температуры, так и от химико-минералогического состава. Тепловая конвекция приводит к перемешиванию вещества с выравниванием состава, но создает латеральные вариации температуры. Полагая, что вариации плотности в основном обусловлены вариациями температуры r=r0(1-aT) и полагая коэффициент теплового расширения a равным 210 -5, получим для коэффициента пересчета данных сейсмической томографии на температуру значение dlnVs/dT=-210-4 K-1.