Вязкость мантии Земли

Вязкость выражается в паузах (П — единица системы СГС) или в паскаль-секундах (1 Па с== 10П). Значения коэффициента вязкости для различных материалов Находятся в широком диапазоне например, для воды при комнатной температуре т1 = = 10 , П, а для пород мантии Земли ri = 10 2 п. Вязкость сильно зависит от температуры и уменьшается с ее ростом. Как мы увидим позже, высокотемпературную ползучесть твердых тел при постоянном напряжении можно рассматривать как процесс вязкого течения. В связи с этим одна из целей данной книги — рассмотреть элементарные физические механизмы, обусловливающие вязкое поведение материала, а также исследовать зависимость вязкости от различных параметров. [c.21]

Таким образом, наше допущение об увеличенной подвижности основания, подстилающего верхнюю оболочку твердых пород, и наше предположение, что вязкость м, пород достигает сравнительно низких значений в этой критической области по отношению к явлениям длительного необратимого деформирования во внешней коре, в значительной степени допускается авторитетным мнением сейсмологов цитируя Гутенберга, можно сказать, что вязкость и сопротивление пластическому течению минимальны в верхней части мантии Земли , [c.826]

Породы мантии Земли имеют коэффициент вязкости порядка Па-с, а модуль сдвига — порядка 10" Па. Тогда т оказывается порядка 10 ° с (300 лет). Отсюда очевидно, что мантия Земли передает объемные сейсмические волны с периодом в несколько секунд как упругое тело и течет как вязкая жидкость в масштабе времени, исчисляемом миллионами лет. Шарик из полидиметилсилоксана (типа замазки), если его бросить, отскакивает лучше, чем шарик из стали, но если его оставить лежать на столе, то он растечется под действием собственного веса и превратится в лужицу. [c.23]

В последние годы бьша выявлена детальная структура мантии Земли. На рис. 5.3 показано распределение скорости ( ) в мантии, из которого можно сделать заключение о её структуре. Земная кора и верхний слой мантии до глубины 1-10 км образуют наружную зону — литосферу, или литосферную плиту. Эта жесткая плита расколота примерно на 10 больших плит, по границам которых расположено подавляющее число очагов землетрясений. Под жесткой литосферной плитой на глубинах 10< < 250 км расположен слой повышенной текучести, называемый астеносферой. Из-за её малой вязкости ( Л, 10 +10 Пуаз) литосферные плиты как бы плавают в астеносферном океане Земли. В астеносфере, где температура вещества близка к температуре плавления, скорости волн понижены. Начиная с 1 250 км скорости возрастают из-за увеличения давления. При I 400 км возрастание скорости есть результат фазовых переходов (минералы оливины переходят в шпинелевую модификацию), а на глубинах 400 < < 650 км скорость возрастает из-за роста давления. На глубинах 650< <700 км расположена вторая зона фазовых переходов, однако остается открытым вопрос о том, какие конкретно переходы ответственны за быстрый рост скорости. [c.94]

Упругие свойства внутри Земли изменяются на некоторых определенных значениях глубин скачком и плавно в пределах слоев, разделенных этими границами. Важнейшими границами являются поверхность Мохоровичи-ча, залегающая на глубине 10—70 км, и поверхность Вихерта — Гутенберга на глубине 2900 км, резко преломляющая продольные упругие волны и не пропускающая поперечных волн. Эти границы разделяют земной шар на три главные зоны кору, мантию и ядро. Кора обладает наибольшей жесткостью, мантия характеризуется высокой вязкостью, а ядро находится в состоянии, близком к жидкому, и реагирует лишь на продольные волны изменением объема. Внутри трех главных зон земного шара имеются менее четко выраженные границы. Масса литосферы составляет основную часть массы оболочек Земли [5] [c.1180]

В горячей мантии, состоящей из кристаллического силикатного вещества, имеются конвективные течения, т. е. в ней происходит высокотемпературная ползучесть. Это следует из данныз о тектонике плит на нерасширякащейся Земле (внутри Земли должны течь обратные потоки вещества, замыкающие конвек- тивные ячейки, которые движут плиты), а также из правдоподобных тепловых моделей (внутреннее тепло не может выноситься только теплопроводностью следовательно, должна существовать конвекция) [367]. Вскоре стало ясно, что в силикатной мантии обязательно должна иметь место высокотемпературная ползучесть, и путем экстраполяции результатов лабораторных экспериментов по ползучести в оливине и перидо- титах были выведены реологические законы для мантийного вещества [13, 138, 146, 235, 351, 381, 383]. Главным образом на основании механизмов ползучести, контролируемой диффузией, были получены зависимости вязкости от глубины в верхней мантии (рис. 5.3). Таким образом, было предсказано, что с увеличением, глубины вязкость сначала должна снижаться, а затем возрастать. Именно этого, конечно, и следовало ожидать при любом законе ползучести, контролируемой диффузией, и постоянных значениях энергии активации и активационного объема, а также зависимостях от глубины температуры и давления, показанных на рис. 5.1. Действительно, вначале температура возрастает быстрее, чем давление, что приводит к уве- [c.169]

Рйс. 5.3. Качественное изменение вязкости с глубиной в Земле, которое можно ожидать исходя из предположения о том, что ползучесть в мантии контролируется диффузией при -r]o exp[ Q -PДУ)/ Г] и постоянном активационном объеме Д7. Профили Р(г) и Т(г) качественно верны. [c.170]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...