Three-Dimensional Model of Convection in a Really Heterogeneous Mantle as a Basis for Quantitative Generalization of Plate Tectonics for the Present Stage of Earth Development

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Using the Stokes equation and non-Newtonian rheology, instantaneous velocities of three-dimensional flows in the Earthʼs mantle are calculated based on the global seismic tomography model SMEAN 2. The model automatically takes into account the main forces acting in the mantle and on the Earthʼs surface. The constructed 3D model of mantle flows describes well the horizontal movements of the Earthʼs surface, which are observed using space geodesy and provides a quantitative basis for interpreting the features of regional geological processes. The constructed spherical 3D model of modern global geodynamics is a quantitative generalization of the theory of plate tectonics for the current stage of the Earthʼs development.

Sobre autores

L. Lobkovsky

P.P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

A. Baranov

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: aabaranov@gmail.com
Moscow, Russia

A. Bobrov

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

Bibliografia

  1. Лобковский Л.И. Тектоника деформируемых литосферных плит и модель региональной геодинамики применительно к Арктике и Северо-Восточной Азии // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 3. С. 476–495.
  2. Трифонов В.Г., Соколов С.Ю. Пoдлитосферные течения в мантии // Геотектоника. 2017. № 6. С. 3–17.
  3. Becker T., O’Connell R. Predicting plate velocities with mantle circulation models // Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 2001. V. 2. https://doi.org/10.1029/2001GC000171
  4. Becker T. On the effect of temperature and strain-rate dependent viscosity on global mantle flow, net rotation and plate-driving forces // Geophysical Journal International. 2006. № 167. P. 943–957.
  5. Баранов А.А., Лобковский Л.И., Бобров А.М. Глобальная геодинамическая модель современной Земли и ее приложение для Антарктиды // Доклады РАН. Науки о Земле. 2023. Т. 512. № 1. С. 100–105.
  6. Лобковский Л.И., Баранов А.А., Бобров А.М. Чуваев А.В. Глобальная геодинамическая модель современной Земли и ее приложение для Арктического региона // Доклады РАН. Науки о Земле. 2024. Т. 514. № 2. С. 293–299.
  7. Jackson M., Konter J., Becker T. Primordial helium entrained by the hottest mantle plumes // Nature. 2017. V. 542. P. 340–343.
  8. Zhong S., Zuber M.T., Moresi L.N., Gurnis M. Role of temperature-dependent viscosity and surface plates in spherical shell models of mantle convection // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2000. V. 105. No. B5. P. 11063–11082.
  9. McNamara A. K., Zhong S. Thermochemical structures within a spherical mantle: Superplumes or piles? // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2004. V. 109(B7) P. 1–14.
  10. Zhong S., Zhang N., Li Z.X., Roberts J.H. Supercontinent cycles, true polar wander, and very long-wavelength mantle convection // Earth and Planetary Science Letters. 2007. V. 261. P. 551–564.
  11. Бобров А.М., Баранов А.А. Структура мантийных течений и поля напряжений в двумерной модели конвекции с неньютоновской реологией // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 7. С. 1015–1027.
  12. Бобров А.М., Баранов А.А. Модель мантийной конвекции с неньютоновской реологией и фазовыми переходами: структура течений и поля напряжений // Физика Земли. 2016. Т. 52. № 1. С. 133–148.
  13. Megnin C., Romanowicz B. The shear velocity structure of the mantle from the inversion of body, surface, and higher modes waveforms // Geophysical Journal International. 2000. V. 143. P. 709–728.
  14. Schubert G., Turcotte D.L., Olson P. Mantle Convection in the Earth and Planets. New York: Cambridge Univ. Press, 2001. 940 p.
  15. McNamara A.K., van Keken P.E., Karato S.I. Development of finite strain in the convecting lower mantle and its implications for seismic anisotropy // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2003. V. 108. No. B5. Art. 2230.
  16. Paulson A., Zhong Sh., Wahr J. Modelling postglacial rebound with lateral viscosity variations // Geophysical Journal International. 2005. V. 163. P. 357–371.
  17. Ramage A., Wathen A.J. Iterative solution techniques for the Stokes and Navier-Stokes equations // International Journal for Numerical Methods in Fluids. 1994. V. 19. P. 67–83.
  18. Чуваев А.В., Баранов А.А., Бобров А.М. Численное моделирование конвекции в мантии Земли с использованием облачных технологий // Вычислительные технологии. 2020. Т. 25. № 2. C. 103–117.
  19. Altamimi Z., Métivier L., Rebischung P., Rouby H., Collilieux X. ITRF2014 plate motion model // Geophysical Journal International. 2017. V. 209. P. 1906–1912.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».