МОДЕЛИ ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ КОНВЕКЦИИ

Связь теплового потока с рельефом дна и гидротермальной конвекцией была обнаружена еще в конце 1970-х годов при первых детальных исследованиях в рифтовых зонах СОХ. Позднее Д.Аббот с соавторами [146] проанализировал статистическую связь между рельефом дна и тепловым потоком в области с небольшим (< 85 м) слоем осадков и обнаружили, что латеральные теплопотери быстро и существенно уменьшались в коре, имеющей пологий рельеф, в отличие от участков коры, имеющих изрезанный рельеф дна. Ряд исследователей рассмотрели данные по тепловому потоку и рельефу и пpeдJюжили глобальную модель для термической структуры и эволюции океанической литосферы [514,515]. [c.185]

Таблица 4.1. Схематические модели строения магматической камеры и характера гидротермальной конвекции, по [272]

МОДЕЛИ ГИДРОТЕРМАЛЬНОЙ КОНВЕКЦИИ [c.181]

Рисунок 4.19, а иллюстрирует процесс формирования осевого очага магмы для хребтов со средними скоростями спрединга. Спрединг коры воспроизводился здесь эпизодическими внедрениями интрузий шириной 60 м один раз в 2000 лет. Период обновления состава линзы составлял в этом варианте один раз в 400 лет. В соответствии с сейсмическими данными нижняя граница области счета принималась на 1 км ниже, чем в случае быстро раздвигающихся хребтов. В модели, представленной на рис.4.19, о, учтен также факт, что интенсивность гидротермальной конвекции в осевой зоне хребтов с умеренными скоростями раздвижения, как правило, меньше, чем в осевой зоне быстро раздвигающихся хребтов. Поэтому максимальное значение эффективной теплопроводности К/Ко в осевой зоне хребта было принято равным 18 (в отличие от 28 в варианте рис. 4.17). [c.167]

Самое первое применение модели гидротермальной циркуляции этого типа для анализа аномалий поверхностного теплового потока было рассмотрено для среды с одинаковой проницаемостью [350]. Последующие модели включают как латеральные, так и вертикальные изменения проницаемости, а также более реалистичные свойства морской воды при более высоких температурах [242, 558]. В дальнейшем были рассмотрены двухмерные численные модели для описания гидротермальной конвекции вблизи магматических тел в осевых зонах СОХ [364, 180], в том числе с учетом влияния изменений проницаемости пород на циркуляцию вблизи от оси СОХ [470]. Попытки трехмерного численного моделирования гидротермальной конвекции были сделаны Б.Трависом с соавторами [535]. Однако численное моделирование двух разных потоков в системах морской воды, в отличие от чистой воды, еще не разработано. [c.183]

Серьезным затруднением в моделях ячеистой конвекции в пористой среде является их масштабное разрешение и допущение изотермических условий на верхней границе. Модели ячеистой конвекции наилучшим образом описывают гидротермальный процесс в масштабе нескольких километров, они малоэффективны в более крупных масштабах так как отдельные трещины и разломы имеют уже очень высокую проницаемость. Усло- [c.183]

Модели струйной конвекции обеспечивают механизм для рассмотрения общего поведения гидротермальных систем без рассмотрения деталей распределения температуры и скоростей. Холодный флюид (морская вода) проникает в ослабленную зону на глубину, где он нагревается затем уже нагретый флюид поднимается и изливается на поверхность дна. Модели предполагаются, как правило, однофазными. Пути погружения, миграции и излияния флюида моделируются в виде отдельных каналов или труб. Модель канала, или трубы может быть рассмотрена как особый случай в модели ячеистой конвекции, в которой крайне неоднородное распределение проницаемости ограничивает пути потока трубообразной зоной в среде с существенно непроницаемой матрицей. Хотя эти модели значительно упрощают реальную геометрию гидротермальных систем, они позволяют прояснить их физические основы в рифтовых зонах СОХ. [c.184]

Сейчас, несмотря на фундаментальные открытия, сделанные в рифтовых зонах на дне океана, детальными исследованиями покрыто менее 10% протяженности всей глобальной рифтовой системы. Поэтому существенную роль в исследовании геологической структуры литосферы рифтовых зон и в выявлении глубинных процессов, определяющих особенности этой структуры, играют геодинамические модели термического режима, напряженного состояния литосферы и гидротермальной конвекции. Сложность процессов диктует необходимость использования методов численного и физического моделирования для изучения термического и механического состояния рифтовых зон. Комплексный анализ геолого-геофизических данных позволил в первом приближении понять сущность таких процессов как глубинное магмообразование, дифференциация магматического расплава под рифтовой зоной и современную активную тектонику этих зон. [c.9]

Уравнение решалось в области О < х < 140 км, О < z < 90-100 км с постоянной температурой Т= Tf = 1200 °С в основании области счета. Тепловой эффект высвобождения скрытой теплоты плавления в пределах корового слоя на оси спрединга во время процесса остывания интрузий моделировался эффективным увеличением температуры вещества интрузий до 1520°С, что на 320 С превосходило температуру мантии на глубине. Охлаждение коры гидротермальной конвекцией ими-тировалось увеличением коэффициента теплопроводности в Nu раз в пределах всей коры, где число Нуссельта, Nu, эквивалентно отношению гидротермального потока тепла к кондуктив-ному [209]. В моделях предполагалось, что породы [c.156]

Гидротермальная циркуляция в океанической коре, как правило, описывается обычно либо в моделях ячеистой конвекции (в пористой среде), либо в моделях струйной конвекции. Р.Лоувел в своем обзоре [363] рассмотрел различные модели гидротермальных систем. [c.182]

Т.Бриковский и Д.Нортон [180] разработали численную модель конвекции на оси хребта, в которой существенную роль играет форма магматической камеры. Однако в этой модели не была учтена специфика условий в граничном слое, поскольку в ней допускалось проникновение гидротермальной циркуляции через горячие породы повсюду, где температура на 100°С ниже температуры солидуса. Принятые в модели граничные условия и диапазон проницаемости не допускали возможности выхода гидротерм в виде черных курильщиков. [c.182]

На рис.5.2 иллюстрируется простая модель конвекции. Детали движения магмы не учитываются магма действует лишь как источник тепла, движущего гидротермальную систему. Предполагается, что потоковое сопротивление Я действует лишь в восходящей ветви флюида в области его излияния. Тогда Я - ЫкА, где V - кинематическая вязкость флюида, к - глубина циркуляции, к - проницаемость, А - поперечное сечение площади элемента излияния. Напор флюида будет х = ppafATgh. Подставляя выражения для % и Л в (5.5) получим р а к/АТА [c.184]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология