ИСТИНА

Численное моделирование, наряду с сейсмотомографией, стало мощным современным инструментом глубинного геодинамического исследования, однако на этом пути остаются серьёзные проблемы. Открытым остается вопрос о реологии мантий-ного вещества, которое на малых временах ведет себя как твердое тело, а на больших геологических временах проявляет текучие свойства; поведение горных пород существенно зависит от физико-химических условий, в которых они находятся, от их минералогического состава, от скорости деформирования, от присутствия малых флюидных добавок и т.д.; кроме того, вещество мантии обладает памятью, т.е. его состояние зависит от предистории деформирования. Другая проблема математического моделирования геодинамики обусловлена множественностью решений системы уравнений термической конвекции, это обстоятельство делает нашу задачу некорректной и требует задания условий регуляризации решения, выбор которых оказывается субъективным. Отметим, что в нашем случае регионального моделирования проблема регуляризации решения усиливается в связи с неопределенностью условий на боковых границах региона. В данной работе докладываются результаты пространственного 3D-моделирования термической конвекции в приближении Буссинеска. Используемая вязкая жидкостная реология мантийного вещества включает двойную зависимость вязкости от температуры, кроме регулярной (экспоненциальной) зависимости вводится и учитывается её резкое изменение на подошве литосферы, обусловленное явлением солидуса. Модель принимала во внимание наличие у мантии легкого корового покрытия, т.е. в уравнения движения входили две силы плавучести - Gr(𝑻 + C) (термическая 𝑻 и химическая C, Gr - число Грасгофа), причем последняя в несколько раз больше первой, но она отлична от нуля только в тонком коровом слое. Поэтому легкая кора всегда оставалась наверху и дрейфовала, как вмороженная примесь, но при этом толщина и местоположение коры вычислялись и оказывали обратное влияние на конвекцию. Моделирование было нацелено на изучение нестационарной конвекции в ячейке, сопряженной с зоной субдукции. Подчеркнем, что обе верхнемантийные границы, Мохо и подошва литосферы, при этом изменяются, и их динамика моделируется. В рамках принятой модели получаются три области с различной геодинамикой: океанической, континентальной и окраинной. В океаническом сегменте функционирует основное сильно вытянутое течение конвейерного типа, на фоне которого формируются вторичные валиковые течения, видимо вызывающие образование трансформных разломов. В континентальном сегменте реализуется ячейковая конвекция с восходящими плюмами и понижением рельефа в центрах ячеек, с нисходящими потоками и повышением рельефа на границах ячеек. Под континентальной окраиной, которая оказывается приподнятой, располагается зона субдукции. Она является извилисто-прерывистой. В переходном сегменте также наблюдаются нестационарные плюмы, соответствующими открытию/закрытию окраинных морей.