Инд. авторы:	Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Дистанов В.Э., Гладков И.Н., Непогодина Ю.М.
Заглавие:	Структура канала плюма, формирующегося в плоском слое (моделирование плюма в зоне субдукции)
Библ. ссылка:	Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Дистанов В.Э., Гладков И.Н., Непогодина Ю.М. Структура канала плюма, формирующегося в плоском слое (моделирование плюма в зоне субдукции) // Вестник Забайкальского государственного университета. - 2021. - Т.27. - № 8. - С.26-34. - ISSN 2227-9245.
Внешние системы:	DOI: 10.21209/2227-9245-2021-27-8-26-34; РИНЦ: 47271864;
Реферат:	rus: Представлены экспериментальные исследования плюма, образующегося в плоском слое парафина над локальным источником тепла. Эксперименты выполнены на установке с передней прозрачной стенкой при угле наклона слоя относительно вектора силы тяжести, равном 2°.Определена тепловая мощность, отдаваемая каналом плюма в режиме стационарной теплопроводности. Для различных тепловых мощностей на подошве плюма (на нагревателе) исследованы структура канала и структура свободно-конвективных течений в нем. Свободно-конвективные течения по высоте канала плюма представляют собой ячеистые течения. Ячеистая структура возникает вследствие неустойчивой стратификации по высоте канала плюма. Восходящий поток в канале плюма представляет собой локализованное струйное течение, нисходящий поток существует по периметру канала. Границы ячеек отвечают сужениям канала плюма, образующимся вследствие охлаждения нисходящего течения до температуры, близкой к температуре плавления. Определены параметры ячеек канала плюма при различных значениях относительной тепловой мощности (критерия Ка) и структура свободно-конвективных течений в ячейках. Определены режимы выхода на поверхность для плюмов в плоском слое в зависимости от относительной тепловой мощности. При относительной мощности Ка > 1,14 модельный плюм выходит на поверхность с образованием грибообразной головы. Этот случай может соответствовать плюмам, ответственным за образование батолитов в Андской зоне субдукции. Эксперименты показали, что структура канала плюма в плоском слое соответствует структуре плюма, образующегося в сплошном твердом массиве над локальным источником тепла. Отличия в тепловой гидродинамической и структуре для плоского слоя наблюдаются из-за твердых, ограничивающих слой поверхностей eng: Experimental studies of a plume forming in a flat paraffin layer above a local heat source are presented. The experiments were performed on an installation with a transparent front wall. The flat payer is inclined two degrees with respect to the gravity vector. The thermal power transferred from the plume conduit under conditions of stationary thermal conduction is determined. The structure of the plume conduit and the structure of free-convective flows are determined for different plume thermal power values. Free-convection flows along the conduit height are cellular ones. The cellular structure occurs due to unstable stratification along the height of the plume conduit. The ascending flow in the plume conduit is a localized jet stream; the descending flow exists along the perimeter of the conduit. The cell boundaries correspond to narrowings of the plume conduit, formed due to cooling of the descending flow to a temperature close to the melting point. The cell parameters are determined for different values of relative thermal power (Ka criterion).The free-convection flow structure in the cells of the plume conduit is elucidated. The modes of reaching the surface for plumes forming in a flat layer are determined in relation to Ka criterion. When the relative power Ka exceeds 1.14, the model plume reaches the surface with the formation of a mushroom-shaped head. This case may correspond to plumes responsible for the formation of batholiths in the Andean subduction zone. Experiments have shown that the structure of the plume conduit in a flat layer corresponds to the plume structure formed in a solid massif above a local heat source. Distinctions in the thermal and hydrodynamic structure for a flat layer are observed due to the solid surfaces bounding the layer.
Ключевые слова:	thermochemical plumes; laboratory modeling; flat layer; Plume conduit; Plume head; thermal power; paraffin layer; cellular structure; зона субдукции; свободно-конвективные течения; термохимические плюмы; лабораторное моделирование; плоский слой; Канал плюма; голова плюма; тепловая мощность; слой парафина; ячеистая структура; free-convective flows; subduction zone;
Издано:	2021
Физ. характеристика:	с.26-34
Цитирование:	1. Аллисон А., Палмер Д. Геология. М.: Мир, 1984. 568 с. 2. Добрецов Н. Л., Кирдяшкин А. Г., Кирдяшкин А. А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: Изд-во СО РАН: ГЕО, 2001.408 с. 3. Funiciello F., Moroni M., Piromallo C., Faccenna C., Cenedese A., Bui H. A. Mapping mantle flow during retreating subduction: laboratory models analyzed by feature tracking // Journal of Geophysical Research. 2006. Vol. 111, B03402. DOI: 10.1029/2005JB003792. 4. Gladkov I. N., Distanov V. E., Kirdyashkin A. A., Kirdyashkin A. G.Stability of a melt/solid interface with reference to a plume channel // Fluid Dynamics. 2012. Vol. 47, no. 4, pp. 433-447. 5. Kiraly A., Funiciello F., Capitanio F. A., Faccenna C. Dynamic interactions between subduction zones // Global and Planetary Change. 2021. Vol. 202, 103501. https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2021.103501. 6. Schellart W. P., Strak V. A review of analogue modelling of geodynamic processes:approaches, scaling, materials and quantification, with an application to subduction experiment // Journal of Geodynamics. 2016. Vol. 100. Р. 7-32. 7. Schellart W. P., Strak V. Geodynamic models of short-lived, long-lived and periodic flat slab subduction // Geophysical Journal International. 2021. Vol. 226, no 3, pp. 1517-1541.