横向黏度变化对球层中热对流的影响

本文在常黏度的基础上,加上横向黏度变化,纯粹研究了横向黏度变化对球层中热对流的影响.结果表明,横向黏度变化可以加速或阻碍球层中的热对流,并对球层中热传输方式有调节作用,但是横向黏度变化对球层中热对流的影响会限制在一定的强度范围内,并且难以改变球层中热对流的格局.横向黏度变化所产生的环型场速度占总速度场的比例最多为十几个百分点,难以解释观测到的地表板块运动中的环型场能量大小.

地震波速度约束的大横向黏度变化的地幔对流研究

本文将横向黏度变化提高到3个量级,获得了地震波速度结构约束下的大横向黏度变化的地幔浅部的极型场和环型场对流图像.与小横向黏度变化下的结果相比,本文的结果具有显著的改善.对极型场对流图像,主要体现在本文结果能更清楚地解释太平洋板块、大洋洲和南美洲以及东太平洋洋中脊处的现今运动状态;对环型场对流图像,能更合理地解释北太平洋板块的右旋运动.本文计算的极型场、环型场对流速率以及揭示的某些区域如欧亚大陆和非洲大陆的运动状态与现今地表板块的运动速率以及欧亚板块和非洲板块的运动状态有明显差异,但相比小横向黏度变化下的结果,有助于更好地认识和理解现今地表板块运动的深部动力学过程.

横向黏度变化的全地幔对流应力场初步研究

将地幔地震波速度异常转换为地幔横向黏度变化(达到3个数量级),在球坐标系下计算了瑞雷数为106、上边界为刚性、下边界为应力自由等温边界条件下的岩石层底部的地幔对流极型和环型应力场.结果表明,地幔对流极型应力场与地表大尺度构造具有良好的对应关系:俯冲带和碰撞带的应力呈现挤压状态,而洋中脊处的应力则呈现拉张状态.地幔对流环型应力场表明南北半球的旋转方向相反:北半球为右旋,南半球为左旋;总体上北半球岩石层底部的环型应力较大,而南半球的较小,特别是在低纬度(环赤道)附近区域.这些结果可能表明了地幔对流是导致岩石层大尺度应力场分布及状态的一个重要因素.