TechStandard

Результаты

К моменту времени, примерно t3000 Ma (кадр 3022), образуются две близко расположенные группы континентов вблизи южного полюса.

В моменты времени, примерно t3388 Ma и t3445 Ma (кадры 3388a и 3445a), на полусфере на южном полюсе четко виден новый суперконтинент, обьединяющий десять из всех двенадцати континентов. На кадре 3388b видно, что на северном полюсе нет континентов. При контурном изображении континентов опять и на фоне теплового потока и на фоне температурного поля четко видно (кадр 3388c), что континенты занимают самые холодные места мантии. Аналогичная картина видна также на кадрах 4290а-4290с. Это обьясняет, почему, несмотря на теплоэкранирующий эффект континенитов, мантия на глубиных 200-300 км под современными континентами на 200o холоднее, чем под океанами, т.е. почему континентальная литосфера толстая, высоковязкая и прочная.

Заключение

Целью работы была первая попытка расчета длительной эволюции системы мантия-плавающие континенты на трехмерной сферической модели, выяснение механизма дрейфа континентов и проверка возможности обьединения и расхождения континентов. Расчет длительной эволюции для трехмерной модели требует очень большого машинного времени и большого быстродействия компьютера. Поскольку авторы имеют возможность проводить расчеты только на пресональных компьютерах, то была взята предельно упрощенная модель и расчеты велись на грубых расчетных сетках Rqj=3263672 и даже Rqj=161632. Поэтому полученные результаты имеют более качественный характер. Кроме того, размерные значения скоростей и времен зависят от выбранного значения температуропроводности. Двукратное уменьшение коэффициента диффузии в два раза увеличит временные интервалы. Модель с переменными параметрами и более мелкой расчетной сеткой может несколько изменить значения теплового потока. Но как показывают расчеты для декартовых двумерных моделей, принципиальные этапы эволюции системы мантия-континенты оказывается одинаковым при изменении шага сетки даже в десятки и более раз.

Расчеты показали, что в принципе континенты дрейфуют не хаотически и не пассивно. Их движение подчиняется уравнениям переноса массы, тепла, импульса и момента импульса в системе мантия-континенты. При этом структура мантийных течений сильно зависит от наличия и движения континентов.

Поскольку нисходящие мантийные течения затягивают к себе плавающие на поверхности континенты, то они большую часть времени находятся на местах этих холодных мантийных потоках и перемещаются вместе с ними. Поскольку каждый нисходящий мантийный поток притягивает к себе все соседние континенты, то имеется тенденция континентов к обьединению. Этот процесс усиливается благодаря тому, что при обьединении континентов обьединяются и сцепленные с ними вязкими силами нисходящие мантийные потоки. В результате возникает обьединенная система нисходящих потоков, способная притянуть к себе даже далекие континенты.

Благодаря теплоэкранированию континентов мантия под суперконтинентом накапливается тепло. Вещество мантии становится легче, холодные нисходящие мантийные потоки ослабевают и под суперконтинентом, вместо нисходящих, возникают горячие восходящие мантийные потоки. Поскольку тепло легче накапливается под серединой суперконтинента, то он чаще должен раскалываться именно посредине.

Очевидно, что может быть много и других процессов, оказывающих влияние на формирование и распад суперконтинентов. Поскольку континенты тормозят выход тепла из мантии, то они частично уменьшают интенсивность конвекции и делают ее менее хаотичной. При взаимодействии мантийной конвекции и континентов конвекция вносит элементы хаоса, а континенты вносят элементы регулирования.

Дополнительно

Колониальная организация и межклеточная коммуникация у микроорганизмов
Обзор посвящен современным концепциям и данным, свидетельствующим о целостном характере микробных популяций (колоний, био-плёнок и др.) как своеобразных "суперорганизмов". При этом особое внимание уделяется таким явлением как апоптоз, бактериальный альтруизм, эффект кворума, коллективная ...

Эволюция и самоорганизация химических систем. Макромолекулы и зарождение органической жизни
Понятие самоорганизация означает упорядоченность существования материальных динамических, то есть качественно изменяющихся систем. Оно отражает особенности существования таких систем, которые сопровождаются их восхождением на все более высокие уровни сложности и системной упорядоченности или матер ...