地幔对流环

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地幔对流环(mantle convection circle):地幔物质在深处热边层被加热,体积膨胀(或化学组成等其他原因),由于浮力而上升,到达上面的冷边界,遇冷密度增大而下沉,回到下面的热的边界,形成一个物质循环的运动。早期人们认为是一较规则的环形,即称为地幔对流环。实际上由于地球内部黏度、温度及物质的不均匀,物质形态很复杂。[1]?
中文名
地幔对流怀
外文名
mantle convection circle
学????科
地球物理学
功????能
向地球表面输送能量

目录

地幔对流环定义

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一般认为热柱相当于它的上升部分,俯冲带相当于下沉部分。[1]?

地幔对流环分类

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分类:按流变性质划分,地球上层应分为岩石层(圈)和软流层(圈)。软流层中的地幔物质由于部分熔化具有类流体性质。在有限厚度流体层中由密度差(或温差)驱使的热对流一般呈蜂窝状结构,每个蜂窝中都有上升流、下降流和水平流动,它们构成一个完整的对流单元。二维问题中的对流单元称为对流环。完全流体层中的对流环一般呈长方形。根据深源地震资料以及地幔相变区和流变参数的估算,多数学者认为地幔对流层的最大深度为 700公里左右。因此在一个板块下面就要有几个甚至十几个对流环。相邻对流环中的流动方向相反,对浮于其上的岩石层板块的拖动力方向也相反,造成拖动力互相抵消(图1),这就是地幔对流研究中的所谓“纵横比予盾”。
有人认为把地幔对流限制在 700公里深的上地幔内的根据是不充分的,因而主张全地幔对流。由于对流层的深度扩展到核幔边界的2900公里深处(图2),板块水平尺度与对流层深度之比为1的量级,纵横比的矛盾就可以得到解决。70年代末80年代初,全地幔对流研究十分活跃,包括探讨全地幔对流的特征及其与地表观测数据的联系,特别是已开始考虑三维效应。但是全地幔对流假说是否成立,还要由它能否解释各种地球物理观测资料来判定。
岩石层板块在大洋中脊由热地幔物质产生,在海沟处返回地幔,因而水平运动的岩石层板块是地幔对流的组成部分。对流系统中应当同时包含具有不同流变性质的岩石层和软流层物质。初步计算结果表明,岩石层在对流系统中出现,也使对流环的纵横比更为合理。70年代末,这方面的研究工作还在不断改进,以期得到与地表观测更符合的结果。

地幔对流环意义

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意义:地幔对流中的上升流动对地球物理学有重要意义。它是从地球内部向地表输送能量、动量和质量的主要途径,被称为地幔上涌流动或热柱(图3)。柱状地幔上涌流有时也被称为地幔涌流。上涌流动与大洋中脊裂谷和大陆裂谷的形成,地表热点和火山现象密切相关,因而受到重视。
参考资料
词条标签:
非地理 自然地理 理学 地理