Инд. авторы:	Тычков С.А., Червов В.В., Черных Г.Г.
Заглавие:	Численная модель трехмерной конвекции в верхней мантии Земли
Библ. ссылка:	Тычков С.А., Червов В.В., Черных Г.Г. Численная модель трехмерной конвекции в верхней мантии Земли // Физика Земли. - 2005. - № 5. - С.48-64. - ISSN 0002-3337.
Внешние системы:	РИНЦ: 9144157;
Реферат:	rus: В работе представлены результаты 3D-численного моделирования тепловой конвекции в верхней мантии с вязкостью, зависящей от температуры и давления. Численная модель реализована в переменных "завихренность-векторный потенциал". Результаты тестирования модели в рамках работы [Busse et al., 1993] дали погрешность не более 1-3 %. Приведены результаты моделирования тепловой конвекции под литосферой переменной мощности. Моделирование конвекции под плитой переменной мощности в виде протяженной полосы показало, что конвективные течения имеют существенно трехмерную структуру, поэтому применение двухмерного моделирования для изучения мантийной динамики даже для протяженных структур вряд ли оправдано. Принципиальный результат трехмерного моделирования тепловой конвекции в верхней мантии под толстым кратоном состоит в определении пространственных характеристик мелкомасштабной моды конвекции непосредственно под литосферой на "астеносферном" уровне глубин 200-350 км. Мелкомасштабная конвекция существует в виде вытянутых ячеек с горизонтальным размером в 500 км между восходящим и нисходящим потоками конвекции. Данная мода развивается по периферии утолщенного участка литосферы и может объяснить особенности режима траппового магматизма древних кра-тонов и их периферии.
Издано:	2005
Физ. характеристика:	с.48-64
Цитирование:	1. Бобров A.M., Трубицын В.П. Времена перестроек структуры мантийных течений под континентами // Физика Земли. 1995. V. 7. С. 5-13. 2. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. 2-е издание. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2001.409с. 3. Коробицына Ж.Л., Тычков С.А. Численное моделирование взаимодействия тепловых конвективных течений в мантии Земли и континентальной литосферы с учетом фазового перехода // Вычислительные технологии. 1995. Т. 4. № 13. С. 212-223. 4. Коробицина Ж.Л., Тычков С.А. Численное моделирование процессов тепло- и массопереноса с учетом фазового перехода в геодинамике // Журнал вычислительной математики и математической физики. 1997. Т. 37. №6. С. 733-741. 5. Мошкин Н.П., Рычкова Е.В., Тычков С.А., Черных Г.Г. Тестирование некоторых численных моделей конвективных течений применительно к задачам геодинамики // Вычислительные технологии. 1995. Т. 4. № 13. С. 224-232. 6. Рычкова Е.В., Тычков С.А. Численная модель тепловой конвекции в верхней мантии Земли под литосферой континентов // Вычислительные технологии. 1997. Т. 2. №5. С. 66-81. 7. Трубицын В.П., Фрадков А.С. Конвекция под континентами и океанами // Изв. АН СССР. Сер. Физика Земли. 1985. № 7. С. 3-13. 8. Трубицын В.П., Бобров A.M., Кубышкин В.В. Влияние континентальной литосферы на структуру мантийной тепловой конвекции // Физика Земли. 1993. № 5. С. 3-11. 9. Трубицын В.П., Белавина Ю.Ф., Рыков В.В. Тепловое и механическое взаимодействие мантии с континентальной литосферой // Физика Земли. 1993. № 11. С. 3-15. 10. Трубицын В.П., Белавина Ю.Ф., Рыков В.В. Тепловая конвекция в мантии с переменной вязкостью и континентальной плитой конечных размеров // Физика Земли. 1994. № 7. С. 5-17. 11. Трубицын В.П. Основы тектоники плавающих континентов // Физика Земли. 2000. № 9. С. З-40. 12. Трубицын В.П., Рыков В.В. Численная модель эволюции взаимодействующих континентов, плавающих на сферической мантии // Российский журнал наук о Земле. 2001. V. 3. № 2. http://eos.wdcb.ru/rjes. 13. Трубицын В.П., Рыков В.В. Трехмерные сферические модели мантийной конвекции, дрейфа континентов, образования и распада суперконтинентов // Российский журнал наук о Земле. 1999. V. 1. № 2. http://eos.wdcb.ru/rjes. 14. Тычков С.А., Рычкова Е.В., Василевский А.Н., Червов В.В. Тепловая конвекция в верхней мантии континентов и ее эффект в геофизических полях // Геология и геофизика. 1999. Т. 40. № 9. С.1275-1290. 15. Тычков С.А., Рычкова Е.В., Василевский А.Н. Тепловая конвекция в верхней мантии Земли под литосферой переменной мощности // Физика Земли. 1999. № 9. С. 38-51. 16. Червов В.В. Сравнение некоторых аппроксимаций конвективных членов в уравнении теплопереноса для задачи конвекции в мантии Земли // Вычислительные технологии. 1995. Т. 4. № 13. С. 295-305. 17. Червов В.В. Численное моделирование трехмерных задач конвекции в мантии Земли с применением завихренности и векторного потенциала // Вычислительные технологии. 2002. Т. 7. № 1. С. 144-125. 18. Червов В.В. Численное моделирование трехмерных задач конвекции в мантии Земли с применением последовательности сеток // Вычислительные технологии. 2002. Т. 7. № 3. 19. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука СО. 1967. 20. Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Кузьмин М.И. Севе-ро-азиатский плюм в фанерозое: магматизм и глубинная геодинамика // Геотектоника. 2000. № 5. С. 3-29. 21. Basu A.R., Poreda R.J., Renne P.R., Teichman F., Vasil-iev Y.R., Sobolev N.V., Turin B.D. High 3He plume origin and temporal-spatial evolution of the Siberian flood basalts // Science. 1995. V. 269. P. 822-825. 22. Booker J.R. Thermal convection with strongly temperature dependent viscosity // J. Fluid Mech. 1976. V. 76. P. 741-754. 23. Busse F.H., Frick H. Sguare-pattern convection in a layer heated from below // J. Fluid Mech. 1985. V.150. P. 451^65. 24. Busse F.H., Christensen U., Clever R., Cserepes L., Gable C., Giannandrea E., Guillou L., Houseman G., Nataf H.-C., Ogawa M., Parmentier M., Sotin C., Travis B. 3D Convection at infinite prandl number in cartesian geometry - a benchmark comparison // Geophiys. Astrophys. Fluid Dynamics. 1993. V. 75. P. 39-59. 25. Blankenbach В., Busse F. et al. A benchmark comparison for mantle convection codes // Geophys. J. Int. 1989. V. 98. P. 23-38. 26. Condie K.C. Episodic continental growth models: afterthoughts and extensions // Tectonophys. 2000. V. 322. P. 153-162. 27. Christensen U., Hager H. 3-D convection with variable viscosity // Geophys. J. Int. 1991. V. 104. P. 213-226. 28. Dubuffet F., Rabinowicz M., Monnereau M. Multiple scales in mantle convection // Earth Planet. Sci. Lett. 2000. V.I78. P. 351-366. 29. King S.D., Ritsema J. African Hot Spot Volcanism: Small-Scale Convection in the Upper Mantle Beneath Cratons // Science. 2000. V. 290. P. 1137-1140. 30. McKenzie D., Weiss N. Speculation on the thermal and tectonic history of the earth // Geophys. J. R. Astr. Soc. 1975. V.48. P.131-174. 31. Ogawa M., Shubert G., Zebib A. Numerical simulations of three-dimentional thermal convection in a fluid with strongly temperature dependent viscosity // J. Fluid Mech. 1991. V. 233. P. 299-328. 32. Ratcliff J.T., Tackley P.J., Schubert G., Zebib A. Transitions in thermal convection with strongly variable viscosity // Phys. Earth Planet. Inter. 1997. V. 102. P. 201-212. 33. Olson P., Schubert G., Anderson C., Goldman P. Plume formation and lithosphere erosion: A comparison of laboratory and numerical experiments // J. Geophys. Res. 1988. P.15065-15084. 34. Smethurst M.A., Khramov A.N., Torsvik Т.Н. The Neoproterozoic and Paleozoic paleomagnetic data for the Siberian Platform: From Rodinia to Pangea // Earth-Science Reviews. 1998. V. 43. P. 1-24. 35. Tackley P.J. Effects of strongly variable viscosity on three-dimentional compressible convection in planetary mantles // J. Geophys. Res. 1996. V. 101. P. 3311-3332. 36. Travis В., Olson P., Shubert G. The transition from two-dimentional to three-dimentional planform in infinite Prandtl number thermal convection // J. Fluid Mech. 1990. V. 216. P. 71-91. 37. Trubitsyn V.P., Rykov V.V. A 3D numerical model of the Wilson cycle, J. Geodynam // 1996. V. 20. P. 63-75. 38. White R., McKenzie D. Magmatism at rift zones: the generation of volcanic continental margins and flood basalts // J. Geophys. Res.. 1989. V. 94. P. 7685-7729.