地球物理学进展 ›› 1986, Vol. 1 ›› Issue (2): 110-115.doi:

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地幔底部边界层的热状态

V.N.Zharkov, P.B.Karpov, V.V.Leontjev, 王德孚   

  • 出版日期:1986-12-25 发布日期:1986-12-25

  • Online:1986-12-25 Published:1986-12-25

摘要: 在这里,我们给核—幔边界层的热状态提出了一个定性的物理论说,设想出一个线性超绝热的温度分布,研究了地幔底部D"层的对流不稳定性。边界层的稳定性主要由核—幔边界上的地幔粘滞度ηmc的数值来确定;当ηmc是~1022p时,边界层是稳定的,而当ηmc是~1020p时,该层则是不稳定的。借助于经过修正的关于上升热流在热的边界层上形成的Howard理论,可以估计热的不稳定层的形成时间(τD")。这个时间等于~108年,该层的宽度为~102km。因此,许多部分的过热流体由于不稳定性而离开不稳定层,其特征宽度也是~102km。按照我们理论的一般结论,我们提出:以其不均匀的特征尺度为~(10—100)km的不稳定层之特殊热结构,去阐明D"层的一切异常性质,即平稳的或折合的地震速度、折合力学性质及力学不均匀性(地震波散射的原因)。 D"层的热状态不是稳定的,当热由传导迁移时,相对平静的长周期由于地幔底部形成局部不稳定的热层(或热点)而告终,然后是不稳定的热层的很短的衰变期,接着而来的又是下一次的长久的传导期,如此循环不已。