ИСТИНА

Коллизия – геодинамический режим, возникающий при столкновении блоков континентальной литосферы. Интенсивное сжатие порождает сложные структуры и горообразование, при этом происходят разнообразные термомеханические и петрологические процессы. Компьютерное моделирование является важным, а в случае древней (докембрийской) коллизии уникальным инструментом исследования коллизионных структур, поскольку для древних систем в значительной мере отсутствуют современные аналоги по условиям формирования. В работе использовались оригинальные согласованные двумерные термомеханические и петрологические модели для исследования геодинамических процессов [Gerya, Yuen, 2003]. Код основан на методе конечных разностей на недеформируемой смещенной сетке с использованием метода лагранжевых маркеров в ячейке. В моделях рассматривается деформация среды с вязкопластической реологией под действием приложенных тектонических сил, при этом решаются уравнения движения, неразрывности и теплопроводности в движущейся среде с учетом массовых сил, связанных с тепловыми и химическими неоднородностями, тепловых эффектов от адиабатического сжатия/расширения и вязкого трения. Учитывается также влияние фазовых переходов, в том числе частичное плавление, миграция флюидов и расплавов и формирование коры. Для описания литологической структуры модели используются лагранжевы маркеры, изначально распределенные по плотной случайной сетке между узлами основной сетки. В ходе работы моделируется динамика литосферы и верхней мантии (астеносферы) в вертикальном сечении, горизонтальный размер модели 4000 км, вертикальный – 400 км. Среднее разрешение модели ~ 2 км, разрешение модели в зоне коллизии ~ 1 км, использовано более 20 млн. лагранжевых маркеров. Начальное состояние модели два континента, разделенные океанической литосферой. Коллизии предшествует субдукция (погружение) океанической литосферы под правый континент, которая вызвана тем, что задано движение левого континента. Проводилась серия численных экспериментов, в ходе которых исследовались особенности континентальной коллизии при различных параметрах модели, таких как мощность континентальной литосферы, температура подошвы континентальной коры и подлитосферной мантии, скорость конвергенции, продолжительность конвергенции и теплогенерация пород континентальной коры, которые существенно отличались на ранних этапах развития Земли по сравнению с современными значениями. Работа выполняется с использованием оборудования Центра коллективного пользования сверхвысокопроизводительными вычислительными ресурсами МГУ имени М.В. Ломоносова.