КРИСТАЛЛИЗАЦИОННАЯ МОДЕЛЬ ОКЕАНСКОЙ ЛИТОСФЕРЫ С ЛОКАЛЬНЫМ КОНВЕКТИВНЫМ ПОТОКОМ

Abstract

При моделировании океанской литосферы использовалось решение двухмерного уравнения теплопроводности в прямоугольной полубесконечной полосе при условии предварительного задания как ширины полосы, так и температуры на ее нижней ступенчатой границе. Эти параметры задачи рассматривались в качестве характеристик фиктивных источников, приближенно воспроизводящих тепловой режим в зоне спрединга, а само решение задачи применялось для аппроксимации экспериментальных определений плотности теплового потока через дно океана и глубин литосферы, полученных сейсмическим методом. Расчетные графики мощности литосферы и плотности теплового потока достаточно хорошо согласуются с предшествующими оценками. Вследствие зависимости температуры солидуса от глубины на склоне литосферной плиты формируется переходный астеносферный слой, ограниченный снизу изотермической поверхностью, которая касается подошвы наиболее древней океанской литосферы. Рассмотрены процессы возникновения в переходном слое избыточной плотности. Для гравитационно-неустойчивого переходного слоя на основании приближенного решения уравнения Навье-Стокса и строгого решения для «плоской» наклонной границы установлены основные особенности возникающего локального конвективного потока. Оценена сила волочения, приложенная к склону плиты, в сопоставлении с силой торможения, действующей на плоских частях ее подошвы. При очень малой скорости раздвижения плит их переходные слои чрезмерно сближаются, что приводит к блокированию восходящего потока. Некоторое время режим конвекции сохраняется в виде продольных ячеек, сопряженных с вулканическими центрами.