- PII
- S0044466925010085-1
- DOI
- 10.31857/S0044466925010085
- Publication type
- Article
- Status
- Published
- Authors
- Volume/ Edition
- Volume 65 / Issue number 1
- Pages
- 88-96
- Abstract
- A model of upper mantle convection in the subduction zone of a cold lithospheric plate (subduction) into the Earth’s upper strata is developed. The issues of constructing the initial distributions of model variables are discussed. Computational schemes for solving the model equations are given. Calculation of dynamics of mantle convection and reorganization of its structure are performed in the vorticity-current function variables, and dynamics of the plate subduction is calculated on the basis of the smoothed-particle hydrodynamics method (SPH). A series of computational experiments are performed.
- Keywords
- мантийная конвекция уравнения Стокса тепломассоперенос метод фиктивных областей метод сглаженных частиц (SPH)
- Date of publication
- 17.09.2025
- Year of publication
- 2025
- Number of purchasers
- 0
- Views
- 24
References
- 1. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск: Изд-воСОРАН, филиал “Гео”, 2001. 408 c.
- 2. Хаин В.Е. Об основных принципах построения подлинно глобальной модели динамики земли // Геология и геофизика. 2010. Т. 51.№6. С. 753–760.
- 3. Кулаков И.Ю., Добрецов Н.Л., Бушенкова Н.А., Яковлев А.В. Форма слэбов в зонах субдукции под Курило-Камчатской и Алеутской дугами по данным региональной томографии // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. №6. С. 830–851.
- 4. Fukao Y., Obayashi M, Nakakuki M. Deep Slab Project Group. Stagnant Slab: A Review // Annual Review of Earth and Planetary Sciences. 2009. Vol. 37. P. 19-46.
- 5. Тёркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика: Геологические приложения физики сплошных сред. Ч. 1. М.: Мир, 1985. 376 c.
- 6. Гаврилов А.С., Харитонов С.В. О субдукции амурской микроплиты и конвективном механизме выноса диссипативного тепла и углеводородов из мантийного клина в Охотское море к востоку от острова Сахалин // Весник АН РБ. 2022. Т. 42. №1. С. 5–12.
- 7. Тимошенко С.П., Войновский-Кригер С. Пластины и оболочки. М.: Мир, 1966. 635 c.
- 8. Cristensen U. Convection with pressure- and temperature-depend non Newtonian rheology // Geophys. J. Roy. Astr. Soc. 1984. Vol. 77.№2. P. 343–384.
- 9. Gerya T.V., Yuen D.A. Characteristics-based marker-in-cell method with conservative finite-differences schemes for modeling geological flows with strongly variable transport properties // Physics of the Earth and Planetary Interiors. 2003. Vol. 140. P. 293–318.
- 10. Трубицын В.П., Трубицын А.П. Численная модель образования совокупности плит и их прохождение через границу 660 км // Физ. Земли. 2014.№6. С. 138–147.
- 11. Лобковский Л.И., Рамазанов М.М. Исследование конвекции в верхней мантии, термомеханически связанной с зоной субдукции, и ее геодинамические приложения для Арктики и северо-восточной Азии // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2021.№3. С. 139–150.
- 12. Torrance, K. E., Turcotte, D. L. Thermal convection with large viscosity variations // J. Fluid. Mech. 1971. Vol. 47. P. 113–125.
- 13. Роуч П. Дж. Вычислительная гидродинамика. М.: Мир, 1980. 618 с.
- 14. Honda S., Yuen D.A. Model for Convective Cooling of Mantle with Phase Changes: Effects of Aspect Ratios and Initial Conditions // J. Phys. Earth. 1994. Vol. 42. P. 165–186.
- 15. Флетчер К. Вычислительные методы в динамике жидкостей. Т. 2. М.: Мир, 1991. 553 с.
- 16. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Распределение температуры в субдуцирующей плите и в верхней мантии на континентальном крыле зоны субдукции // Геосферные исследования. 2023.№1. С. 6–19.
- 17. Frost D. The Stability of Hydrous Mantle Phases // Reviews in Mineralogy & Geochemistry. 2006.Vol. 62. P. 243–271.
- 18. Agrusta R., Goes S., van Humen J. Subducting-slab transition zona interaction: Stagnant, penetration and mode switch // Earth and Planetary Science Letters. 2017. Vol. 464. P. 10–23.
- 19. Monaghan J.J. Smoothed particle hydrodynamics // Rep. Prog. Phys. 2005. Vol. 68. P. 1703–1759.
- 20. Афанасьев К.Е., Макарчук Р.С., Попов А.Ю. Алгоритм поиска ближайших соседей в методе сглаженных частиц и его параллельная реализация // Вычисл. технологии. 2005. Т. 13.№S5. С. 9–13.
- 21. Brookshaw, L. A Method of Calculating Radiative Heat diffusion in Particle Simulations // Proc. of the Astronomical Society of Australia. 1985. Vol. 6. P. 207–210.
- 22. Dziewonski A.M., Andersen D.L. Preliminary reference earth model // Phys. Earth Planet Inter. 1981. Vol. 25. P. 277–356.
- 23. Сорохтин О.Г., Ушаков С.А. Развитие Земли. Из-во МГУ, 2002. 506 с.
- 24. Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г., Добрецов Н.Л. Влияние субдукции на структуру тепловых гравитационных течений в астеносфере под континентом // Геология и геофизика. 2000. Т. 41. №2. С. 207–219.
- 25. Кирдяшкин А.А., Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г. Экспериментальное моделирование влияния субдукции на пространственную структуру конвективных течений в астеносфере под континентом // Докл. АН. 2002. Т. 384.№5. C. 682–686.
- 26. Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Геодинамическая и тепловая модель зоны субдукции // Физ. мезомехан. 2009. Vol. 12.№1. C. 5–16.
- 27. Royden L.H., Husson L. Subduction with Variations in Slab Buoyancy: Models and Application to the Banda and Apennine Systems // Subduction zone geodynamics. Berlin: Springer-Verlag, 2009. P. 35–46. https://doi.org/10.1007/978-3-540-87974-9
