РЕОЛОГИЯ РАЗЛИЧНЫХ ОБОЛОЧЕК ЗЕМЛИ (ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ)

Литосфера и астеносфера

Литосфера имеет весьма высокую вязкость — 10 Па • с и выше. В геодинамике в качестве обобщенной реологической характеристики литосферы обычно используется эффективная прочность. Установлено, что в структуре литосферы чередуются более прочные слои со слоями пониженной прочности (астенослои). Подробнее прочность литосферы будет рассмотрена в гл. 8.

В астеносфере под океаническими литосферными плитами на глубинах до 85—100 км вязкость частично расплавленного мантийного вещества не должна превышать 1018— Ю20 Па • с. Под континентальными плитами астеносферный слой может находиться на больших глубинах.

Мантия

Реологическое соотношение для вещества мантии носит нелинейный характер с зависимостью от температуры вида (2.33). Поэтому для характеристики вязкости вводят понятие эффективной вязкости.

Для этого (2.33) преобразуют к виду, сходному с соотношением между напряжением и скоростью деформации для линейного ньютоновского тела:

или а = xeffz,

Таким образом, эффективная вязкость зависит от температуры и скорости деформации и является усредненной характеристикой, которую вводят для упрощения записи. Ниже речь пойдет об эффективной вязкости.

Распределение вязкости в мантии Земли по различным моделям приведено на рис. 2.20. Под континентальными плитами на глубинах около 150—700 км вязкость мантии составляет около 1019—Ю20 Па • с. В нижней мантии вязкость значительно выше, на глубинах около 2000 км достигая значений, порядка 1022—1023 Па • с (по некоторым моделям — до 1025 Па • с). На еще больших глубинах в нижней мантии вязкость вещества вновь начинает уменьшаться, снижаясь, вероятно, до 1018—1019 Па • с в переходном слое D".

Наконец, можно ожидать, что на подошве нижней мантии вязкость резко падает на много порядков, приближаясь в пограничном слое на поверхности земного ядра к вязкости вещества в самом ядре.

Распределение вязкости в мантии Земли по различным моделям, в основу которых положены

Рис. 2.20. Распределение вязкости в мантии Земли по различным моделям, в основу которых положены:

1 — измерения уровня моря в Северной Европе; 2 — измерения уровня моря в Скандинавии и Гудзоновом заливе и данные сейсмической томографии; 3 — модели течений в мантии и сейсмическая томография; 4 — спектральные разложения гравитационного поля в районе Гудзонова залива (по Simons, Hager, 1997. Р. 502 с изменениями)

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >