Инд. авторы:	Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А., Гладков И.Н., Дистанов В.Э., Бородин А.В.
Заглавие:	Экспериментальное моделирование плюма, образующегося в наклонном плоском коровом слое субдуцирующей океанической плиты
Библ. ссылка:	Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А., Гладков И.Н., Дистанов В.Э., Бородин А.В. Экспериментальное моделирование плюма, образующегося в наклонном плоском коровом слое субдуцирующей океанической плиты // Вестник Забайкальского государственного университета. - 2021. - Т.27. - № 9. - С.12-22. - ISSN 2227-9245.
Внешние системы:	DOI: 10.21209/2227-9245-2021-27-9-12-22; РИНЦ: 47273506;
Реферат:	rus: Представлены результаты экспериментальных исследований тепловой и гидродинамической структуры канала плюма, выплавляемого в плоском наклонном слое над локальным источником тепла. Для различных тепловых мощностей на подошве плюма представлены эволюция структуры канала плюма и выход плюма на поверхность. Установлено, что при мощности нагревателя N = 5,6 Вт и N = 6,4 Вт и относительной мощности Ка = 1,18 плюм не достигает поверхности наклонного слоя. При N = 7,9 Вт © А. Г. Кирдяшкин, А. А. Кирдяшкин, И. Н. Гладков, (Ka =1,42) и N = 8,9 Вт (Ka = 1,53) плюм выходит на поверхность, и первая ячейка плюма (голова плюма) имеет грибообразную форму. В зависимости от величины критерия Ка (относительной тепловой мощности) изменяется структура верхней ячейки и режим выхода плюма на поверхность. Наблюдается подъемное течение у верхней ограничивающей поверхности наклонного слоя и опускное по остальному периметру сечения канала плюма, а также продольные валиковые течения, оси которых ориентированы по направлению подъемного течения. Валиковые течения передают тепло от восходящего потока к нисходящему и уменьшают существующую в слое неустойчивую стратификацию. За счет этих течений увеличивается турбулентная вязкость расплава, что также уменьшает неустойчивую стратификацию. В области канала, где валиковые течения слабые, неустойчивая стратификация дополнительно компенсируется уширением канала плюма. Лабораторные эксперименты показали, что режим выхода плюма на поверхность в наклонном плоском слое зависит от величины критерия Ка, и эта закономерность отличается от закономерности выхода на поверхность плюмов, выплавляемых в сплошном твердом массиве eng: The results of experimental studies of the thermal and hydrodynamic structure of the plume conduit melted out in a flat inclined layer above a local heat source are presented. For different thermal powers on the plume base, the evolution of the plume conduit structure and the plume breakthrough on the surface are presented. It was found that for heater power N = 5.6 W and N = 6.4 W and relative power Ka = 1.18, the plume does not reach the surface of the inclined layer. For N = 7.9 W (Ka = 1.42) and N = 8.9 W (Ka = 1.53), the plume reaches the surface, and the first plume cell (plume head) has a mushroom shape. Depending on the value of the Ka criterion (relative thermal power), the upper cell structure and the regime of plume breakthrough on the surface change. There is an ascending flow at the upper bounding surface of the inclined layer and a descending flow along the rest of the perimeter of the plume conduit. Longitudinal roll flows are also observed. The roll axes are oriented in the direction of the ascending flow. The roll flows transfer heat from the ascending flow to the descending one and hence reduce the unstable stratification existing in the layer. Due to these flows, the turbulent viscosity of the melt increases, which also reduces unstable stratification. In the conduit portion, where the rolls are weak, unstable stratification is additionally compensated by the plume conduit widening. Laboratory experiments have shown that the regime of plume breakthrough on the surface of an inclined flat layer depends on the Ka criterion, and this dependence differs from that of plume breakthrough on the surface in an unbroken solid massif
Ключевые слова:	Crustal layer; laboratory modeling; Plume conduit; free convective flows; thermal power; mushroom-shaped plume head; convection rolls; Unstable stratification; зона субдукции; термохимические плюмы; коровый слой; лабораторное моделирование; Канал плюма; thermochemical plumes; subduction zone; неустойчивая стратификация; валиковые течения; грибообразная голова плюма; тепловая мощность; свободно-конвективные течения;
Издано:	2021
Физ. характеристика:	с.12-22
Цитирование:	1. Кутателадзе С. С., Боришанский В. М. Справочник по теплопередаче. М.; Л.: Госэнергоиздат, 1958. 414 с. 2. Хаин В. Е., Ломизе М. Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: КДУ, 2005. 560 с. 3. Barazangi M., Isacks B. L. Subduction of the Nazca plate beneath Peru: evidence from spatial distribution of earthquakes // Geophysical Journal of Royal Astronomical Society. 1979. Vol. 57. P. 537-555. 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. Gutscher M.-A., Malavieille J., Lallemand S., Collot J.-Y. Tectonic segmentation of the North Andean margin: impact of the Carnegie Ridge collision // Earth and Planetary Science Letters. 1999. Vol. 168. P. 255-270. 6. Jacob J., Dyment J., Ghosal D., Dewangan P. Strike-slip seismicity at the Andaman-Sumatra Subduction Zone: role of the fracture zones and age of the subducting lithosphere // Tectonophysics. 2021. Vol. 811. 228862. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tecto.2021.228862. 7. Kukowski N. Wadati-Benioff-zone // Encyclopedia of Marine Geosciences. Encyclopedia of Earth Sciences Series. Dordrecht: Springer, 2016. P 925-932. DOI: https://doi.org/10.1007/978-94-007-6238-1_108.