Программа курса Новосибирск 2005



Скачать 228.08 Kb.
Дата29.10.2012
Размер228.08 Kb.
ТипПрограмма курса


МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ и науки РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
Геолого-геофизический факультет

Кафедра минералогии и петрографии

ГЕОДИНАМИКА

Программа курса

Новосибирск

2005



Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования.

Предназначена для студентов 4-го курса геолого-геофизического факультета, обучающихся по специальности «Геохимия».

Составители

д-р геол.-минерал. наук, проф., акад. РАН Н. Л. Добрецов,

д-р техн. наук, проф. А. Г. Кирдяшкин,

канд. геол.-минерал. наук А. А. Кирдяшкин


© Новосибирский государственный

университет, 2005

1. Организационно-методический раздел

1.1. Курс относится к естественно-научному разделу общепрофессиональных дисциплин вузовской компоненты государственного образовательного стандарта.

1.2. Дисциплина «Геодинамика» предназначена для студентов геохимиков геолого-геофизического факультета, 4 курс, 7–8 семестры.

Основной целью освоения дисциплины является овладение студентами комплексным подходом к решению базовых задач геодинамики, основанном на сочетании лабораторного и теоретического моделирования геодинамических процессов с широким привлечением современных геологических, геофизических, петрологических данных и современных тектонических и геодинамических построений.


Для достижения поставленной цели выделяются задачи курса:

– подробное ознакомление с современными геохимическими, геофизическими данными, геодинамическими представлениями о составе, структуре и движениях в тектоносфере и глубинных слоях Земли и детальное ознакомление с физическим смыслом и оценками главных параметров, связанных с физико-химическими условиями и динамикой оболочек Земли;

– освоение основ теплофизического моделирования геодинамических процессов (физические основы конвективных процессов, вывод и методы анализа уравнений тепло- и массообмена и овладение основами теории подобия в задачах геодинамики);

– освоение моделей и способов оценки конвективной структуры и теплообмена в астеносфере (для процессов спрединга, субдукции и формирования трансформных разломов) и структуры конвективных движений и теплопереноса в нижней мантии с учетом геофизических данных и данных петрологии;

– применение современных геохимических и геофизических данных и полученных знаний об основах тепло- и массообмена для исследования процессов на границе ядро–мантия и мантийных плюмов и рассмотрение проявлений глубинных геодинамических процессов (мантийной конвекции и мантийных плюмов) на земной поверхности.

1.3. Требования к уровню освоения содержания курса.
По окончании изучения указанной дисциплины студент должен:

иметь представление о различных методах исследования геодинамических процессов, разных моделях глобальной структуры течений в глубинных оболочках Земли и механизмах функционирования термохимической машины Земли;

знать вид основных уравнений тепло- и массопереноса (уравнений Навье–Стокса) для задач геодинамики и физический смысл всех входящих в них слагаемых, а также вид и смысл критериев подобия, получаемых при решении геодинамических задач;

знать основные модели геодинамических процессов в астеносфере и нижней мантии, постановки задач и оценки пространственных масштабов и параметров тепло- и массообмена для геодинамических движений;

знать, в каких геологических структурах находят свое отражение глубинные геодинамические процессы и как движения в литосфере влияют на конвективную структуру мантии;

уметь анализировать уравнения тепло- и массопереноса, входящие в физико-математическую постановку конкретной геодинамической задачи, и представлять результаты моделирования в виде зависимости между критериями подобия;

уметь анализировать геодинамический процесс: выделять основные силы, определяющие геодинамический процесс, оценивать управляющие параметры, учитывая реальные геолого-геофизические данные, и находить связи между глубинными движениями и геологическими поверхностными проявлениями.

1.4. Формы контроля.

Итоговый контроль. Для контроля усвоения дисциплины учебным планом в 1-м семестре предусмотрен зачет, во 2-м семестре – экзамен.

Текущий контроль. В течение обоих семестров выполняются контрольные работы (всего – 9, из них: 4 – в 1-м семестре, 5 – во 2-м семестре). Выполнение указанных видов работ является обязательным для всех студентов.
2. Содержание дисциплины
Предмет геодинамики. Геодинамика занимается установлением и исследованием процессов и сил, порождающих движения в тектоносфере и глубинных оболочках Земли.

2.1. Новизна курса. Актуальность курса. Движения в глубинных оболочках Земли определяют такие важнейшие процессы взаимодействия литосферы и астеносферы, как спрединг океанического дна, формирование трансформных разломов, субдукция и коллизия литосферных плит, региональные процессы в литосфере: магматические и метаморфические процессы, вулканизм, опускания, деформации, интрузии, расслоение плит. Неслучайно исследования мантийной конвекции, обусловливающей процессы в тектоносфере, по оценке Национальной академии наук США принадлежат к направлениям высшего приоритета в науках о Земле. Актуальность изучения динамики глубинных слоев Земли в курсе «Геодинамика» определяется необходимостью установить взаимосвязь между движениями различных временных и пространственных масштабов в верхних слоях и мантии; необходимостью понять силы и процессы, обусловливающие взаимосвязанные тектонические, магматические и метаморфические процессы в тектоносфере; необходимостью установить силы, определяющие состав, структуру и эволюцию глубинных оболочек.

Научная новизна курса состоит прежде всего в том, что для исследования геодинамических процессов в глубинных оболочках Земли адаптирован метод теплофизического моделирования (как лабораторного, так и теоретического). Сегодня теплофизическое моделирование является одним из наиболее эффективных методов исследования конвективной структуры и теплообмена в астеносфере, нижней мантии и внешнем ядре. Комплексный подход к решению основных задач геодинамики, заключающийся в применении лабораторного и теоретического моделирования с привлечением геологических и геофизических данных, позволяет получать новые данные о конвективной структуре и теплообмене в мантии и внешнем ядре, структуре и динамике тектоносферы.

Научная новизна обусловливает содержательную новизну курса: сначала излагаются теоретические основы теплофизического моделирования, затем – постановка задач, модели и результаты моделирования геодинамических процессов. Приводится детальная тепловая и гидродинамическая структура конвективных движений в мантии, параметры тепло- и массообмена мантийных плюмов. Кроме того, излагаются результаты моделирования таких важнейших процессов взаимодействия литосферы и астеносферы, как спрединг океанического дна, субдукция, формирование трансформных разломов, и показывается их взаимосвязь с глубинными движениями.

В 2001 г. издана книга «Глубинная геодинамика», служащая основным учебником для студентов, изучающих геодинамику, являющуюся в настоящее время наиболее интенсивно развивающимся разделом наук о Земле. Результаты по моделированию мантийной конвекции и мантийных термохимических плюмов, представленные в курсе, важны не только для геодинамики, но и для мировой геологической науки в целом. Курс «Геодинамика» по своему комплексному представлению и содержанию является уникальным среди курсов, преподаваемых в вузах России.

2.2. Тематический план курса (распределение часов)




Темы

Количество часов


Лекции

Самост. работа

Всего

Введение. Масштабы геодинамических процессов. Строение, состав оболочек Земли, глобальная геодинамика

5

2

7

Теоретические основы геодинамического моделирования

18

14

32

Двухслойная конвекция в мантии. Нижнемантийная конвекция

19

10

29

Спрединг океанического дна. Моделирование конвективных движений в астеносфере под срединно-океаническим хребтом и геодинамические приложения

23

13

36

Субдукция и коллизия. Геодинамические модели, основные параметры и геологические следствия

24

14

38

Мантийные плюмы и горячие точки

25

14

39

Взаимосвязь и периодичность геодинамических процессов

6

3

9

Итого по курсу

120

70

190


2.3. Содержание курса

Введение.

Предмет геодинамики. Роль и место геодинамики в науках о Земле. Масштабы геодинамических процессов. Строение, состав оболочек Земли, глобальная геодинамика.

Геодинамические движения, их временные и пространственные масштабы. Методы наблюдений и измерений для длинно- и короткопериодных геодинамических процессов. Глобальные, мезомасштабные и локальные геодинамические течения, их возможная природа и взаимодействие.

Свойства (геофизические параметры) и состав оболочек Земли. Упругие и вязкие свойства Земли. Время вязкоупругой релаксации, его оценки для различных слоев Земли. Условия существования вязких течений и реология различных слоев Земли. Области пониженной вязкости (астеносфера, переходный слой на границе ядро–мантия, внешнее жидкое ядро) и их влияние на геодинамику Земли.

Земля как тепловая и термохимическая машина. Мантийная конвекция и тектоника плит. Геолого-геофизические и экспериментальные доказательства перемещения литосферных плит. Теоретические модели и механизмы движения литосферных плит. Палеогеодинамические реконструкции. Геологические комплексы-индикаторы древних геодинамических обстановок.

Теоретические основы геодинамического моделирования.


Виды теплообмена. Кондуктивный теплообмен. Теплопроводность и градиент температуры. Тепловой поток. Закон Фурье. Измерение теплового потока на континентах и в океанах, его характерные значения для океанических и континентальных областей. Сопоставление теплового потока с геологическими структурами на континенте и структурами океанического дна. Вывод уравнения теплообмена (сохранения энергии), уравнение теплопроводности Фурье–Кирхгоффа. Кондуктивный теплообмен в континентальной литосфере: изменение удельного теплового потока с глубиной и континентальная геотерма.

Уравнения термогравитационной (тепловой, свободной, естественной) конвекции. Вывод уравнения неразрывности (сохранения массы). Уравнение движения (сохранения импульса). Приближение Буссинеска. Условия справедливости приближения Буссинеска в исследованиях конвективных движений. Характерная мощность слоя и КПД конвекции. Общие понятия о подобии. Теоремы подобия. Механическое и тепловое подобие. Основные критерии подобия, применяемые в моделировании геодинамических процессов.

Тепловые гравитационные течения и теплообмен у вертикальной пластины. Вывод уравнений в приближении пограничного слоя. Представление уравнений тепловой конвекции у вертикальной пластины в безразмерном виде и условия подобия. Теплофизическая модель конвектирующей нижней мантии – горизонтальный слой вязкой жидкости, подогреваемый снизу и охлаждаемый сверху. Тепловые гравитационные течения в горизонтальном слое, подогреваемом снизу: основные критерии подобия. Условия возникновения ячеистых течений. Режимы течения и законы теплообмена в горизонтальном слое, подогреваемом снизу: результаты лабораторных и численных экспериментов. Модель конвективных движений в астеносфере – свободноконвективные течения в плоском горизонтальном слое под действием горизонтального градиента температуры. Концентрационно-гравитационная конвекция: условия ее существования и роль на раннем и современном этапах развития Земли.

Методы экспериментального моделирования, аппаратура, измерительные комплексы, методика экспериментов, способы обработки экспериментальных результатов, представление результатов в виде зависимостей между критериями подобия.
Двухслойная конвекция в мантии. Нижнемантийная конвекция.

Лабораторное моделирование нижнемантийной конвекции в модели горизонтального слоя, подогреваемого снизу и охлаждаемого сверху. Диаграмма режимов тепловой конвекции в горизонтальном слое и режим конвекции в нижней мантии. Временные масштабы нижнемантийных конвективных движений. Характерные размеры нижнемантийных ячеистых течений. Тепловые пограничные слои вблизи кровли и подошвы нижней мантии, оценка их мощности.

Конвективные течения в верхней и нижней мантии. Модели конвективных течений в мантии: аргументы в пользу общемантийной и двухслойной конвекции. Сейсмотомографические модели мантии. Представление о численном моделировании мантийной конвекции. Экспериментальное моделирование двухслойной конвекции в мантии. Анализ структуры конвективных течений в верхней и нижней мантии (поля скорости и температуры) на основе двухслойной модели мантийной конвекции, условие существования двухслойной мантийной конвекции. P-T-условия и критические (P, T) точки в мантии, фазовые переходы на границах 410 и 670 км, особенности рельефа и проницаемость границ 410 и 670 км. Природа переходного слоя С. Слой С как концентратор воды в мантии.

Спрединг океанического дна. Моделирование конвективных движений в астеносфере под срединно-океаническим хребтом и геодинамические приложения.

Общие геолого-геофизические данные о срединно-океанических хребтах (СОХ). Распределение теплового потока и модель конвективного движения в астеносфере под СОХ. Моделирование конвективных течений в астеносфере под СОХ: теоретические и экспериментальные исследования конвективных течений в горизонтальном слое в условиях горизонтального градиента температуры и охлаждения сверху. Модель конвективных движений в астеносфере в области СОХ. Трехмерное представление конвективной структуры астеносферы под океаном. Теоретическое решение задачи о конвективных движениях в астеносфере под СОХ и его геодинамические приложения. Анализ структуры течения и теплообмена в астеносфере и их влияние на структуру литосферы. Формирование трансформных разломов, их связь с конвективной структурой астеносферы в области СОХ. Основная движущая сила, действующая на литосферные плиты.

Взаимодействие литосферы и астеносферы: спрединг и рождение океанической коры. Классификация срединно-океанических хребтов по скорости спрединга, особенности геологического строения, рельефа и магматизма. Зоны сочленения срединно-океанического хребта и трансформного разлома. Особенности строения периокеанических рифтов. Срединно-океанические хребты и офиолиты. Рифты и тройные сочленения. Формирование пассивных окраин. Внутриконтинентальные рифты: типы, модели образования.

Субдукция и коллизия. Геодинамические модели, основные параметры и геологические следствия.


Лабораторное и теоретическое моделирование конвективных движений в астеносфере под континентом вблизи зоны субдукции. Сила трения и тепловой поток на границе литосфера–астеносфера в разрезе Восточно-Тихоокеанское поднятие–Южная Америка–Срединно-Атлантический хребет. Взаимодействие астеносферных конвективных течений с нижнемантийными. Влияние зон субдукции на конвективную структуру и теплообмен в нижней мантии. Общая схема конвективных течений в мантии, их характерные пространственные и временные масштабы.

Зоны субдукции и рождение островодужной континентальной коры. Совместное влияние тепловых гравитационных течений в астеносфере и концентрационных (плотностных) гравитационных сил в литосфере: условия существования нисходящего (субдукционного) движения литосферных плит. Взаимодействие океанической литосферной плиты с континентом и условие устойчивого существования гидродинамического аккреционного клина между ними. Плавление корового слоя субдуктированной плиты и условия формирования магматических диапиров в зоне субдукции. Пространственная периодичность расположения вулканов в островных дугах. Островодужные вулканические серии, их петрологические особенности, теплофизическая и петрологическая сегментация островной дуги. Следствия субдукционного процесса: высокобарический метаморфизм в зоне субдукции, тектоническая транспортировка глубинных пород, островодужный вулканизм и рудообразование.

Геодинамические модели коллизии в зонах субдукции. Геодинамические модели и геологические факторы эксгумации эклогитов и глаукофановых сланцев из зон субдукции. Зоны коллизии. Принципиальное отличие процесса коллизии от субдукции. Типы коллизионных орогенов. Процессы магматизма и метаморфизма, характерные для каждого типа.

Мантийные плюмы и горячие точки.

Мантийные плюмы, их возможная природа и образование на границах ядро–мантия и верхняя–нижняя мантия. Гавайская и Исландская горячие точки как пример действия мантийного плюма. Экспериментальное и теоретическое моделирование тепловых плюмов, возникающих в результате плавления от локальных источников тепла в кристаллическом массиве. Пространственные, временные и энергетические параметры мантийных тепловых плюмов.

Турбулентная тепловая конвекция во внешнем ядре. Влияние горизонтального градиента температуры на конвективную структуру во внешнем ядре вблизи границы ядро–мантия. Источники, тепловые и физико-химические условия формирования термохимических плюмов на границе ядро–мантия. Возможные химические реакции на границе ядро–мантия, вероятные составы и температуры эвтектик, создающихся на ядро-мантийной границе.

Моделирование конвективного тепло- и массообмена термохимических плюмов. Решение задач о тепло- и массообмене термохимического плюма для малого потока тепла и массы от боковой поверхности плюма и с учетом тепло- и массообмена от боковой поверхности плюма. Основные параметры термохимических плюмов (максимальная высота подъема, время и скорость подъема, вязкость расплава в канале плюма), выражения для них. Объемный расход магматических расплавов термохимических плюмов. Способы оценки тепловой мощности источника плюма на ядро-мантийной границе. Оценки мощности источника для горячих точек: Гавайской, Исландской и Буве. Время подъема термохимических плюмов от границы ядро–мантия к дневной поверхности. Геологические проявления мантийных плюмов. Щелочно-базальтовые ареалы платобазальтов, их возраст. Щелочно-гранитоидный и бимодальный магматизм Сибирской платформы как проявление Сибирского суперплюма.

Взаимосвязь и периодичность геодинамических процессов.

Периодичность истории Земли (палеонтологическая, геохимическая, модельная). Специфика и направленность эволюции Земли. Общая схема эволюции орогенических поясов. Схема эволюции активных геодинамических зон Земли. Интенсивность и периодичность глобальных типов магматизма. Сопоставление глаукофансланцевого метаморфизма с интенсивностью магматизма в фанерозое и офиолитообразованием. Мантийные плюмы как основной механизм периодичности.
2.4. Примерные вопросы контрольных работ
Контрольная работа 1

Представить шкалу характерных времен и пространственных масштабов геодинамических процессов.

Слоистое строение Земли (буквенные обозначения оболочек, названия границ, характерные мощности).

Привести комплексы-индикаторы древних геодинамических обстановок, используемые в палеотектонических реконструкциях.

Какие бывают короткопериодные и длиннопериодные геодинамические процессы? Типы наблюдений за ними.

Вывести выражение для времени вязкоупругой релаксации. Оценки вязкости и времени релаксации для различных слоев Земли.

Сформулировать основные положения тектоники плит.
Контрольная работа 2

Сформулировать закон Фурье, привести характерные значения теплового потока для континентальных и океанических областей.

Решение задачи о теплообмене в континентальной литосфере: получить соотношение для теплового потока.

Вывести уравнение неразрывности (сохранения массы).

В чем состоит приближение Буссинеска и каковы границы его применимости?

Привести оценки среднего теплового потока для океанов и континентов. Нарисовать, как ведет себя тепловой поток в зависимости от расстояния от оси СОХ.

Вывести уравнение теплообмена (сохранения энергии).

Решение задачи о теплообмене в континентальной литосфере: получить соотношение для континентальной геотермы.

Привести уравнение движения (сохранения импульса), указать смысл входящих в него слагаемых.
Контрольная работа 3

Сформулировать теоремы подобия.

Представить в безразмерном виде уравнения для тепловой конвекции в горизонтальном слое, подогреваемом снизу. Какие критерии подобия являются определяющими для конвекции в нижней мантии?

Привести способы обработки результатов моделирования геодинамических процессов.

Вывести критерии теплового подобия.

Привести диаграмму режимов тепловой конвекции. Какой режим конвекции характерен для нижней мантии?

На основании каких геологических данных в качестве модели конвективных движений в астеносфере под океаном берется горизонтальный слой, нагреваемый сбоку?
Контрольная работа 4

На основе каких экспериментальных данных оцениваются временные масштабы нижнемантийной конвекции? Каковы периоды флуктуаций теплового потока в нижнемантийных ячейках?

Какие аргументы можно привести в пользу двухслойной конвекции?

Обосновать проницаемость и рельеф границы 410 км.

Представить геодинамическую модель нижней мантии. Привести характерные размеры нижнемантийных конвективных течений.

Как выглядит поле температуры и скорости потоков в мантии на основе двухслойной модели мантийной конвекции?

Обосновать непроницаемость границы 670 км для нисходящих потоков и ее рельеф.
Контрольная работа 5

Как выглядит структура конвективных движений в астеносфере в области срединно-океанического хребта?

Как выглядит распределение скорости потоков в астеносфере под срединно-океаническим хребтом, полученное на основе лабораторного и теоретического моделирования?

Описать геодинамический механизм формирования трансформных разломов, их основные параметры.

Привести общие геолого-геофизические данные о СОХ. Распределение теплового потока над ними и его связь с конвективной структурой под СОХ.

Получить выражение для силы трения на границе литосфера–астеносфера (основной движущей силы плит).
Контрольная работа 6

Классификация срединно-океанических хребтов по скорости спрединга. Привести основные особенности строения и магматизма для каждого типа хребтов.

Перечислить и кратко охарактеризовать основные типы моделей рифтообразования.

Особенности строения литосферы для участков сочленения срединно-океанического хребта и трансформного разлома

Какие типы внутриконтинентальных рифтовых структур можно выделить?
Контрольная работа 7

Привести распределение скорости конвективных потоков в астеносфере под континентом при наличии зоны субдукции.

Получить выражение для силы трения на кровле континентальной литосферы.

Привести распределение температуры в астеносфере под континентом при наличии зоны субдукции.

Какова структура конвективных движений в разрезе Восточно-Тихоокеанское поднятие–Южная Америка–Срединно-Атлантический хребет (10–30° ю. ш.)?
Контрольная работа 8

Дать основные параметры модели аккреционного клина и профили скорости течения в нем для различной глубины.

Вывести соотношения для оценки расположения вулканов островной дуги в модели плавления в зоне субдукции.

Изобразить схему теплофизической и петрологической сегментации в зоне субдукции.

Как изменяется давление в аккреционном клине? Изобразить зависимость hl(h0) для аккреционного клина, показать на графике условие устойчивого равновесия для аккреционного клина.

Основные параметры модели плавления в зоне субдукции. Условия подпитки магматического очага при плавлении корового слоя субдуктированной плиты.

Привести основные геодинамические факторы эксгумации и перечислить геологические примеры эксгумации из зон субдукции.
Контрольная работа 9

Структура теплового мантийного плюма. Как происходит движение канала теплового плюма при его выплавлении в мантии?

Получить выражение для тепловой мощности мантийного плюма. Как зависит время подъема мантийного плюма от концентрации добавки, понижающей температуру плавления на подошве плюма?

Сделать оценку тепловой мощности для Гавайского плюма.

Нарисовать и прокомментировать графики для оценки состава и температуры эвтектик на границе ядро–мантия.

Привести три способа определения тепловой мощности источника плюма, находящегося на границе ядро–мантия.

Сделать оценку тепловой мощности для Исландского плюма.
3. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
3.1. Образцы вопросов для подготовки к экзамену

1. Основные критерии механического подобия.

2. Влияние зоны субдукции на конвективную структуру и теплообмен в астеносфере под континентом: структура течения, основные уравнения, профили скорости и температуры, главная движущая сила плиты.

3. Основные критерии подобия для свободной конвекции в горизонтальном слое: приведение уравнений к безразмерному виду, основные законы теплообмена.

4. Температурные условия и модель формирования термохимического плюма.

5. Структура конвективных течений в астеносфере под СОХ: геодинамическая схема, их природа, распределение скорости потоков; геодинамический механизм формирования трансформных разломов и их основные параметры.

6. Оценка физико-химических условий формирования термохимических плюмов на границе ядро–мантия. Постановка задачи о тепло- и массообмене мантийного термохимического плюма.

7. Слоистое строение Земли: основные оболочки и их свойства.

8. Временные масштабы конвективных движений в нижней мантии. Влияние зон субдукции на характерное время для нижнемантийных конвективных движений.

9. Двухслойная модель мантийной конвекции. Аргументы в пользу двухслойной конвекции. Поля скорости и температуры на основе двухслойной модели мантийной конвекции, условие существования двухслойной мантийной конвекции. P-T-условия и критические (P, T) точки в мантии.

10. Распределение давления и основные геометрические параметры аккреционного клина в зоне субдукции. Условие устойчивого существования аккреционного клина.

11. Время вязкоупругой релаксации и его оценки для различных слоев Земли. Условия существования вязких движений в земных оболочках.

12. Основные действующие силы в зоне субдукции. Сила трения, действующая на границе континентальная литосфера–астеносфера. Геологические следствия процесса субдукции.

13. Теплообмен в континентальной литосфере: закон убывания радиогенного тепловыделения с глубиной, тепловой поток на поверхности литосферы, континентальная геотерма.

14. Способы оценки тепловой мощности источника плюма на ядро-мантийной границе. Провести оценку тепловой мощности источника Гавайского плюма.

15. Режим и временные масштабы нижнемантийной тепловой конвекции.

16. Конвективная структура, значения движущей силы плит (силы трения) в разрезе Восточно-Тихоокеанское поднятие–Южная Америка–Срединно-Атлантический хребет.

17. Тепловое подобие. Критерии теплового подобия.

18. Конвективная структура в астеносфере под срединно-океаническим хребтом. Механизм формирования трансформных разломов.

19. Методы исследования геодинамических процессов различных масштабов. Комплексы-индикаторы палеогединамических обстановок.

20. Движения в астеносфере под континентом вблизи зоны субдукции: распределение скорости и температуры в астеносфере, сила трения между астеносферным потоком и континентальной плитой.

21. Определяющие критерии подобия для моделирования мантийной конвекции. Режим нижнемантийной конвекции.

22. Коллизия в зонах субдукции. Геодинамические модели эксгумации эклогитов и глаукофановых сланцев.

23. Вывод уравнения теплообмена. Уравнения теплообмена для литосферы и мантии.

24. Модель конвективных движений в астеносфере в области СОХ. Формирование трансформных разломов, их связь с конвективной структурой астеносферы в области СОХ. Выражение для силы трения между астеносферным потоком и океанической литосферной плитой.

25. Уравнения тепло- и массообмена для тепловой конвекции в мантии, смысл слагаемых, входящих в эти уравнения.

26. Типы внутриконтинентальных рифтов. Современные модели образования и развития рифтов.

27. Методы моделирования геодинамических процессов, аппаратура, измерительные комплексы, методика экспериментов, способы обработки результатов моделирования.

28. Постановка задачи о тепло- и массообмене термохимического плюма. Основные параметры термохимических плюмов (максимальная высота подъема, время и скорость подъема, вязкость расплава в канале плюма), выражения для них.

29. Конвективная структура верхней и нижней мантии по геохимическим, геофизическим данным и данным теплофизического моделирования. P-T-условия в мантии по геохимическим данным и данным моделирования.

30. Процесс коллизии. Зоны коллизии. Типы коллизионных орогенов.

31. Уравнения свободно-конвективного тепло- и массообмена в приближении Буссинеска. Основные критерии подобия в теплофизическом моделировании мантийной конвекции.

32. Объемный расход магматических расплавов для горячих точек. Оценка мощности Гавайского и Исландского плюма по данным о расходе расплава.

33. Диаграмма режимов тепловой конвекции. Режим нижнемантийной конвекции и характерное время конвективных движений в верхней и нижней мантии.

34. Аккреционный клин – регулятор зоны субдукции. Распределение давления и размеры аккреционного клина. Условие устойчивого существования зоны субдукции.

35. Конвективная структура и теплообмен в астеносфере в области срединно-океанического хребта. Распределение скорости конвективных движений и температуры в астеносфере под океаном. Сила трения на границе океаническая литосфера–астеносфера.

36. Тепловая мощность и время подъема мантийных плюмов. Геологические проявления мантийных плюмов.

37. Кондуктивный теплообмен в континентальной литосфере: закон изменения теплогенерации радиоактивных источников с глубиной, изменение удельного теплового потока с глубиной и континентальная геотерма.

38. Формирование магматических диапиров в зоне субдукции. Тепловая структура зоны субдукции и пространственная периодичность распределения вулканов в субдукционной зоне.

39. Упругие и вязкие свойства земных оболочек. Время вязкоупругой релаксации, его оценки для литосферы, астеносферы и нижней мантии.

40. Оценки объемов магм и интенсивности магматизма в фанерозое. Сопоставление интенсивности и периодичности фанерозойского магматизма с интенсивностью и периодичностью глаукофансланцевого метаморфизма и офиолитообразованием.
3.2. Список литературы

Основной



Добрецов Н. Л., Кирдяшкин А. Г. Глубинная геодинамика. Новосибирск: НИЦ ОИГГМ СО РАН, 1994. 299 с.

Добрецов Н. Л. и др. Глубинная геодинамика / Н. Л. Добрецов, А. Г. Кирдяшкин, А. А. Кирдяшкин. 2-е изд., доп. и перераб. Новосибирск: Изд-во СО РАН, филиал «ГЕО», 2001. 409 c.

Жарков В. Н. Внутреннее строение Земли и планет. М.: Недра, 1983. 416 с.

Зоненшайн Л. П., Кузьмин М. И. Палеогеодинамика. М.: Наука, 1993. 192 с.

Зоненшайн Л. П., Савостин Л. А. Введение в геодинамику. М.: Недра, 1979. 311 с.

Сейферт К. Мантийные плюмы и горячие точки // Структурная геология и тектоника плит. М.: Мир, 1991. Т. 2. С. 19–38.

Тёркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика. М.: Мир, 1985. Т. 1–2. 730 с.

Хаин В. Е., Ломизе М. Г. Геотектоника с основами геодинамики. М.: Изд-во МГУ, 1995. 480 с.

Дополнительный


Джалурия Й. Естественная конвекция. М.: Мир, 1983. 399 с.

Кирдяшкин А. Г. Тепловые гравитационные течения и теплообмен в астеносфере. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1989. 81 с.

Михеев М. А. Основы теплопередачи. М.: Госэнергоиздат, 1947. 415 с.

Новая глобальная тектоника (тектоника плит) / Под ред. Л. П. Зоненшайна и А. А. Ковалева. М.: Мир, 1974. 471 с.

Рингвуд А. Е. Происхождение Земли и Луны. М.: Недра, 1982. 294 с.

Справочник физических констант горных пород / Под ред. С. Кларка. М.: Мир, 1969. 543 с.

Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969. 744 с.


Похожие:

Программа курса Новосибирск 2005 iconРабочая программа Новосибирск 2005
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования
Программа курса Новосибирск 2005 iconРабочая программа Новосибирск 2005
Программа составлена в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего специального образования
Программа курса Новосибирск 2005 iconПрограмма учебного курса для общеобразовательных школ, лицеев и гимназий москва 2005 удк 373. 016: 271. 2
Б 83 А. В. Бородина история религиозной культуры: Программа учебного курса для общеобразовательных школ, лицеев, гимназий. Изд. 4-е,...
Программа курса Новосибирск 2005 iconТема номера
М. Н. Вольф (Новосибирск), В. П. Горан (Новосибирск), Джон Диллон (Дублин), С. В. Месяц (Москва), Е. В. Орлов (Новосибирск), В. Б....
Программа курса Новосибирск 2005 iconИ классическая традиция Том 6 Выпуск 2 2012 ΣΧΟΛΗ
М. Н. Вольф (Новосибирск), В. П. Горан (Новосибирск), Джон Диллон (Дублин), С. В. Месяц (Москва), Е. В. Орлов (Новосибирск), В. Б....
Программа курса Новосибирск 2005 iconКузьмин Дмитрий Александрович 2005 пояснительная записка программа элективного курса «Экология в моей жизни» объемом 16 часов адресована учащимся 9 класса программа
Программа элективного курса «Экология в моей жизни» объемом 16 часов адресована учащимся 9 класса. Программа данного ориентационного...
Программа курса Новосибирск 2005 iconПрограмма соревнований
...
Программа курса Новосибирск 2005 iconНовосибирск       2005 г

Программа курса Новосибирск 2005 iconПрограмма курса «Английский язык права». М.: Импэ им. А. С. Гри­боедова, 2005. 16 с
Программа курса «Английский язык права». – М.: Импэ им. А. С. Гри­боедова, 2005. – 16 с
Программа курса Новосибирск 2005 iconЛекции по высшей математике линейная алгебра новосибирск 2005

Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org