РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ В ВЕРХНЕЙ МАНТИИ ПОД КОНТИНЕНТОМ

Abstract

Верхняя мантия под континентом представлена состоящей из трех слоев: 1) высоковязкой континентальной литосферы, в которой осуществляется кондуктивный теплообмен; 2) астеносферного слоя, теплообмен в котором происходит в условиях свободной конвекции; 3) слоя С (переходной зоны мантии), в котором также имеет место свободно-конвективный теплоперенос. С учетом имеющихся данных лабораторного и теоретического моделирования представлена структура свободноконвективных течений в астеносферном слое и слое С под континентом. При числах Рэлея Ra > 105 в астеносфере и слое С имеет место нестационарное крупномасштабное ячеистое свободно-конвективное течение. У поверхностей теплообмена (границ слоев) в условиях неустойчивой стратификации организуются продольные валики, оси которых совпадают с направлением течения крупномасштабных ячеек. Распределение температуры в континентальной литосфере найдено с учетом радиогенного тепловыделения в условиях кондуктивного теплообмена. Приведены оценки величины кинематической вязкости астеносферного слоя и слоя С. Представлены соотношения для определения сверхадиабатических перепадов температуры, перепадов температуры в тепловых пограничных слоях и кондуктивных подслоях в астеносфере и слое С. Кроме того, получены соотношения для толщины валиковых кондуктивных подслоев на границах астеносферы и слоя С. Определены значения температуры на границах слоев, толщины тепловых пограничных слоев, перепады температуры в них. Представлено распределение температуры в верхней мантии в континентальной области. Профили температуры по толщине астеносферного слоя и слоя С построены на основании экспериментально определенных закономерностей свободно-конвективного теплообмена в горизонтальном слое вязкой жидкости, подогреваемом снизу и охлаждаемом сверху