ИСТИНА

Для выявления причин периодического изменения направления движения зон субдукции и миграции островных дуг рассматривается задача термической конвекции в верхней мантии. Для моделирования применяется гидродинамическая модель движения мантийного вещества со специально выбранными для регуляризации решения граничными условиями. Гидродинамическая модель использует уравнения Навье-Стокса в приближении Буссинеска, кроме того низкая скорость перемещений позволяет исключить из уравнений инерционные члены. Основное отличие модели от классической гидродинамики заключается в учете как экспоненциальной зависимости вязкости от температуры, так и её скачкообразного изменения при достижении температуры солидуса (на подошве литосферной плиты). Поскольку конвекция описывается уравнениями эллиптического типа, на решение влияет вся область, в которой происходит процесс. Поэтому для моделирования необходимо специальным образом обособить исследуемый регион, чтобы минимизировать внешние воздействия. В двумерном случае за границы области приняты восходящие потоки мантии, образующиеся на границах конвективных ячеек. Восходящие потоки задаются на далеко удаленных боковых границах, они имитируют действие срединно-океанических хребтов, что позволяет регуляризовать решение в центре расчетной области. В качестве нижней границы области используется граница раздела верхней и нижней мантии, на которой происходит эндотермический фазовый переход, обеспечивающий постояннство температуры и отсутствие перемещений. В результате проведенного моделирования выявлено периодическое изменение направления движения плиты на нижней границе области, которое вызывает также периодическую миграцию зоны субдукции на верхней границе области. Причина перестроения движений заключается в перегибах погружающейся более вязкой плиты, происходящих из-за её трения о нижнюю мантию. Полученные результаты в целом согласуются с имеющимися геологическими данными.