Роль континентів у динаміці Землі

Довгий час поширеною була думка, що рух плит визначається головним чином тепловою конвекцією в мантії. При цьому вважалося, що континенти пасивно дрейфують під дією в’язких течій і їх зовнішній вплив на конвекцію мантії не суттєвий. Але, як вперше з’ясував американський геофізик М. Гурніс, континенти можуть суттєво впливати на структуру мантійної конвекції. Багаторазово проведений ним експеримент показав, що континенти з’єднуються у місцях нисхідного потоку речовини. Потужна континентальна плита перекриває потік тепла з мантії, її температура піднімається, під плитою виникає висхідний потік, і континенти розходяться в різні боки. Ця модель, будучи двомірною, не могла показати всієї складної картини руху континентів.

І тоді російські вчені В.Трубіцин і В.Риков спробували створити тривимірні чисельні моделі мантійної конвекції з континентами, що плавають. Ця спроба виявилася успішною. В якості моделі Землі була взята коробка з в’язкою рідиною, яка нагрівається знизу та із середини. В такій коробці при достатньому перепаді температури між дном і поверхнею виникає теплова конвекція, при якій гаряча речовина рухається догори, а холодна опускається на дно. Виникають так звані комірки Бенара. На поверхню коробки накладалися контури континентів. Математично завдання зводилося до спільного рішення рівнянь збереження імпульсу енергії і маси, а також рівнянь руху твердого тіла, які описують рух континентів. Моделювання показало, що континенти рухаються у напрямку нисхідного потоку, стягуючись один до одного. Континенти, зібрані разом над нисхідним потоком речовини, починають виконувати роль покришки, яка не випускає тепло на поверхню. Попервах холодна, нисхідна речовина починає нагріватись, стає легше і приблизно через 100-200 млн. років на цьому місці утворюється висхідний мантійний потік, який і призводить до розколу “супер–континента”. Таким чином, континенти міняють існуючу систему конвективних рухів і спричиняють вплив на потоки речовини аж до самого ядра. “Уламки”, що утворилися, розходяться у боки, щоб знову зібратися через сотні мільйонів років над іншим нисхідним потоком. Хоча модель не враховувала сферичності Землі, що істотно при моделюванні континентального дрейфу, вона виявила чимало прикладів, які спостерігаються в природі.

Численні експерименти, без яких сьогодні практично неможливо описати перебіг складних внутрішньо-мантійних процесів, продемонстрували весь цикл дрейфу континентів від їх зближення і об’єднання в єдиний “суперконтинент” до його розпаду і розходження континентів. І всьому виною виявилися самі континенти: саме вони перебудували структуру мантійних течій. Так за допомогою цифрового моделювання вдалося зрозуміти механізм формування структур земної поверхні, що спостерігаються.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тектоніка плюмів	\|	Механізм дії зсувів

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.