地球物理学报
地毬物理學報
지구물이학보
2001年
2期
171-179
,共9页
叶正仁%Bradford H.Hager
葉正仁%Bradford H.Hager
협정인%Bradford H.Hager
地表热流%地幔流动%Peclet数%板块运动%大洋中脊
地錶熱流%地幔流動%Peclet數%闆塊運動%大洋中脊
지표열류%지만류동%Peclet수%판괴운동%대양중척
全球地表热流是反映地球内部热与动力学过程的一种主要能流. 本文在三维球坐标框架下,就几个不同的粘度模型分别研究地幔内部密度异常(基于全球地震层析结果)以及板块运动激发的地幔流动的热效应及其对于观测地表热流产生和分布特征的贡献. 由于地幔动力系统具有较高的Pe数,可以期望由板块运动激发的地幔流动将强烈地扰动地幔内部初始传导状态下的温度场以及地表热的热流分布. 结果表明,与地幔内部密度异常产生的热效应相比,运动的板块及其激发的地幔流动在全球地表观测热流的产生和分布特征上起着更为重要的作用. 观测到的大洋中脊处的高热流在很大程度上可以归因于板块激发的地幔流动的热效应. 计算的平均温度剖面较好地揭示了岩石圈和D″层的温度特征,即温度随深度的剧烈变化,这与我们目前通过其他手段对岩石圈和D″层的温度结构了解是一致的. 一个下地幔粘度比上地幔高出30倍的粘度结构(文中使用的粘度模型2)较之其余模型的拟合程度似乎更好.
全毬地錶熱流是反映地毬內部熱與動力學過程的一種主要能流. 本文在三維毬坐標框架下,就幾箇不同的粘度模型分彆研究地幔內部密度異常(基于全毬地震層析結果)以及闆塊運動激髮的地幔流動的熱效應及其對于觀測地錶熱流產生和分佈特徵的貢獻. 由于地幔動力繫統具有較高的Pe數,可以期望由闆塊運動激髮的地幔流動將彊烈地擾動地幔內部初始傳導狀態下的溫度場以及地錶熱的熱流分佈. 結果錶明,與地幔內部密度異常產生的熱效應相比,運動的闆塊及其激髮的地幔流動在全毬地錶觀測熱流的產生和分佈特徵上起著更為重要的作用. 觀測到的大洋中脊處的高熱流在很大程度上可以歸因于闆塊激髮的地幔流動的熱效應. 計算的平均溫度剖麵較好地揭示瞭巖石圈和D″層的溫度特徵,即溫度隨深度的劇烈變化,這與我們目前通過其他手段對巖石圈和D″層的溫度結構瞭解是一緻的. 一箇下地幔粘度比上地幔高齣30倍的粘度結構(文中使用的粘度模型2)較之其餘模型的擬閤程度似乎更好.
전구지표열류시반영지구내부열여동역학과정적일충주요능류. 본문재삼유구좌표광가하,취궤개불동적점도모형분별연구지만내부밀도이상(기우전구지진층석결과)이급판괴운동격발적지만류동적열효응급기대우관측지표열유산생화분포특정적공헌. 유우지만동력계통구유교고적Pe수,가이기망유판괴운동격발적지만류동장강렬지우동지만내부초시전도상태하적온도장이급지표열적열류분포. 결과표명,여지만내부밀도이상산생적열효응상비,운동적판괴급기격발적지만류동재전구지표관측열류적산생화분포특정상기착경위중요적작용. 관측도적대양중척처적고열류재흔대정도상가이귀인우판괴격발적지만류동적열효응. 계산적평균온도부면교호지게시료암석권화D″층적온도특정,즉온도수심도적극렬변화,저여아문목전통과기타수단대암석권화D″층적온도결구료해시일치적. 일개하지만점도비상지만고출30배적점도결구(문중사용적점도모형2)교지기여모형적의합정도사호경호.
The globle heat flow is the primary energy flow responsible for the dynamic of nature of our planet. In this study we investigate in a three dimensional spherical geometry frame, the generation and distribution characteristics of global heat flow on the basis of exploring thermal effects of density anomaly and platedriven mantle flows. Results show that the thermal effect of plate motion-driven mantle flow and its contribution to the observed heat flow is greater than that due to internal density anomaly (tomography based). Higher values of observed heat flow in mid-ocean ridge system could be accuounted for, to a great extent, by the thermal effect generated by the plate-driven mantle flow. Furthermore, the predicted average temperature as function of depth reveals the features of an isothermal core and two thermal boundary laters at the surface and the core-mantle boundary. An approximate thickness of 150km for lithosphere within which the temperature rapidly varies can be obtained. A mantle viscosity model, in which viscosity in the lower mantle is 30 times than that in the upper mantle, appears to fit data better.