Инд. авторы:	Червов В.В., Черных Г.Г., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю.
Заглавие:	Численное моделирование трёхмерной конвекции в верхней мантии Земли под литосферой Евразии
Библ. ссылка:	Червов В.В., Черных Г.Г., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю. Численное моделирование трёхмерной конвекции в верхней мантии Земли под литосферой Евразии // Вычислительные технологии. - 2014. - Т.19. - № 5. - С.101-114. - ISSN 1560-7534. - EISSN 2313-691X.
Внешние системы:	РИНЦ: 22482133;
Реферат:	eng: The present study addresses convection beneath the continental lithosphere. The target area is bounded by a spherical region of the upper mantle (i. e., by the phase boundary, down to the depth of 670-700 km) from the zero meridian to eastern boundaries of Eurasia (145° E) and from the equator to northern boundaries of the continent (80° N). This large region includes several continental platforms as investigated objects, which are not homogeneous in their age and thickness. During the calculating for Eurasian continent, it becomes necessary to take into account the influence of sphericity. The area of our investigation includes the Siberian craton and its surrounding territory: West Siberian, East European and Chinese plates, Tarim, a complex of Tuva-Mongolian micro plates, Central Asia folded zone, and a segment of the Indian Plate. We constructed a threedimensional numerical model of thermal convection based on Navier - Stokes equations in the geodynamic approach, in spherical variables using the artificial compressibility method. We were interested in determination of the influence of the craton geometry on the structure of mantle flows beneath the continental lithosphere. The calculation results illustrate the structure of convective flows. We also have constructed the numerical model for oceanic plate, which immersed under continental plate. The results of computations agree with geophysical understanding on the process of subduction. rus: Построена трёхмерная численная модель тепловой конвекции в верхней мантии Земли в сферических переменных с использованием метода искусственной сжимаемости. Представлены результаты трёхмерного моделирования конвекции под кратонами Евразии. Результаты расчётов демонстрируют структуру конвективных потоков. Построена численная модель погружающейся под континент океанической плиты.
Ключевые слова:	subduction; lithosphere; Thermal convection; upper mantle; spherical coordinates; 3D numerical modelling; спрединг; субдукция; литосфера; кратон; тепловая конвекция; мантия Земли; сферические переменные; трёхмерное численное моделирование; spreading;
Издано:	2014
Физ. характеристика:	с.101-114
Цитирование:	1. Peter van Keken. Cylindrical scaling for dynamical cooling models of the Earth // Phys. of the Earth and Planetary Interiors. 2001. Vol. 124. P. 119-130. 2. Kageyama A., Yoshida M. Application of the Yin-Yang grid to a thermal convection of a Boussinesq fluid with infinite Prandtl number in a three-dimensional spherical shell // Geophys. Res. Lett. 2004. Vol. 31. L12609. doi:10.1029/2004GL019970. 3. Zhong S., Zhang N., Li Z-X., Roberts J.H. Supercontinent cycles, true polar wander, and very long-wavelength mantle convection // Earth and Planetary Sci. Lett. 2007. Vol. 261. P. 551-564. 4. Трубицин В.П., Евсеев А.Н., Баранов А.А., Трубицын А.П. Структура конвекции при различной ширине зон фазовых переходов // Физика Земли. 2008. № 8. С. 3-14. 5. Трубицин В.П. Сейсмическая томография и дрейф континентов // Там же. 2008. № 11. С. 3-19. 6. Трубицин В.П. Уравнения тепловой конвекции для вязкой сжимаемой мантии Земли с фазовыми переходами // Там же. 2008. № 12. С. 83-91. 7. Lassak T.M., McNamara A.K., Edward J. et al. Core-mantle boundary topography as a possible constraint on lower mantle chemistry and dynamics // Earth and Planetary Sci. Lett. 2010. Vol. 289. P. 232-241. 8. Nakagawa T., Tackley P.J. Effects of low-viscosity post-perovskite on thermochemical mantle convection in a 3-D spherical shell // Geophys. Res. Lett. 2011. Vol. 38 (L04309). doi:10.1029/2010GL046494. 9. Chervov V.V., Chernykh G.G. Numerical modeling of 3d convection in the upper mantle of the Earth beneath lithosphere of Central Asia // J. of Eng. Thermophys. 2012. Vol. 21, No. 1. P. 78-89. 10. Fleitout L., Yuen D.A. Steady state, secondary convection beneath lithospheric plates with temperature- and pressure-dependent viscosity // J. Geophys. Res. 1984. Vol. 89, No. B11. P. 9227-9244. 11. Fleitout L., Yuen D.A. Secondary convection and the growth of the oceanic lithosphere // Phys. of the Earth and Planetary Interiors. 1984. Vol. 36. P. 181-212. 12. Тычков С.А., Червов В.В., Черных Г.Г. Численная модель трёхмерной конвекции в верхней мантии Земли // Физика Земли. 2005. № 5. С. 48-64. 13. Трубицын В.П. Основы тектоники плавающих континентов // Там же. 2000. № 9. С. 4-40. 14. Кочин Н.Е. Векторное исчисление и начала тензорного исчисления. М.: Наука, 1965. 15. Владимирова Н.Н., Кузнецов Б.Г., Яненко Н.Н. Численный расчёт симметричного обтекания пластинки плоским потоком несжимаемой жидкости // Некоторые вопросы прикладной и вычислительной математики. Новосибирск: ВЦ СО АН СССР, 1966. С. 186-192. 16. Яненко Н.Н. Метод дробных шагов решения многомерных задач математической физики. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ие, 1967. 195 c. 17. Peyret R., Taylor T.D. Computational Methods for Fluid Flow. New York: SpringerVerlag, 1983. 18. Самарский А.А. Теория разностных схем. М.: Наука, 1977. 19. Червов В.В. Моделирование трёхмерной конвекции в мантии Земли с применением неявного метода слабой сжимаемости // Вычисл. технологии. 2009. Т. 14, № 3. С. 86-92. 20. Busse F.H., Christensen U., Clever R. et al. 3D convection at infinite prandl number in cartesian geometry - a benchmark comparison // Geophys. Astrophys. Fluid Dynamics. 1993. Vol. 75. P. 39-59. 21. Тычков С.А., Червов В.В., Черных Г.Г. О численном моделировании тепловой конвекции в мантии Земли // Докл. АН. 2005. Т. 402, № 2. С. 248-254. 22. Тычков С.А., Червов В.В., Черных Г.Г. Трёхмерное моделирование конвекции под кратонами Центральной Азии // Вычисл. технологии. 2007. Т. Спец. выпуск 4: Труды V Совещания российско-казахстанской рабочей группы по вычислительным и информационным технологиям. С. 85-95. 23. Бушенкова Н.А. Неоднородности верхней мантии и современная структура литосферы центральной Сибири по данным сейсмотомографии на отражённых волнах. Автореф. дисс.. к.г.-м.н. Новосибирск: Ин-т геологии СО РАН, 2004. 20 c. 24. Добрецов Н.Л. Основы тектоники и геодинамики. Новосибирск: НГУ, ИГМ CO PAH, 2011. 491 c.