ИСТИНА

В фанерозойской истории Земли геологи выделяют около 20 орогенических фаз продолжительностью 50-60 млн. лет. Орогеническая цикличность выражается в перестройках направления и скорости смещения литосферных плит, в перемещении зон спрединга и субдукции, в неравномерности вулканизма и метаморфизма. В чем причина этой цикличности? Другой феномен представляет миграция островных дуг в сторону океана, кроме того известно, что иногда имеет место обратная миграция зон субдукции в сторону континента. Глубинный физический механизм миграции островных дуг вместе с зонами субдукции до последнего времени оставался неясным. Улучшенная постановка задачи регионального моделирования конвекции в верхней мантии позволила воспроизвести отмеченные выше циклические закономерности и особенности поведения зон субдукции. Для расчета движений в верхней мантии с учетом литосферного покрытия была использована модель термической конвекции в среде с резко изменяющейся вязкостью. Принято, что на подошве литосферы из-за изменения агрегатного состояния вещества вязкость падает на два порядка. Сначала было смоделировано чисто гидродинамическое явление – погружение сильновязкой струи в слой менее вязкой жидкости. Получен эффект периодического складывания струи и чередования направлений её растекания вдоль нижней границы. Этим чередованием можно объяснить цикличность геологических процессов. Затем модель была усложнена добавлением легкого вещества, имитирующего действие континентальной коры. Легкое покрытие дрейфует поверх мантии, препятствуя погружению вещества. В итоге взаимодействия зона субдукции располагается около края континента, а нестационарный характер конвекции приводит к их совместному перемещению. Когда плита задвигается под континент, наблюдается феномен отката зоны субдукции в сторону океана, а когда погружающаяся плита переворачивается и движется в обратном направлении, зона субдукции наступает на континент.