Способ физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии

Способ физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к геологии. Целью изобретения является упрощение способа физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии. Для этого заполняют жидкостью прозрачную кювету. На глубине 0,1-1,0 см параллельно поверхности жидкости в кювете фиксируют капроновую сетку. Размещают на последней растворимое в жидкости вещество. Постепенное и равномерное самопроизвольное растворение вещества приводит к развитию в жидкости конвекции. В качестве заполняющей кювету жидкости используют воду. В качестве растворимого в жидкости вещества на капроновой сетке размещают железосинеродистый калий. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 в 23/40 г ъ

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Р ьф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2l) 4431639/22-03 (22) 25.03.88 (46) 30.11.90. Бюл. 9 44 (71) ИГУ им. M.Â.Ëîìîíîñîâà (72) Е.П.Семенов, С,А.Ушаков и А.И.Шеменда (53) 553.98.061(088.8) (56) Океанология. Геофизика океана.

Т. 2. Геодинамика, M.: Наука, 1979, с. 88-142. (54) СПОСОБ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ХИИИКО-ПЛОТНОСТНОЙ КОНВЕКЦИИ В

МАНТИИ (57) Изобретение относится к геологии. Целью изобретения является уп.—

Изобретение относится к геологии, в частности к способам моделирования протекающих в мантии Земли геодинамических процессов

Целью изобретения является упрощение способа.

На:чертеже изображена кювета для моделирования химико-плотностной конвекции в мантии Земли.

Способ основан на возбуждении и последующем наблюдении конвекции.

При его осуществлении заполняют жидкостью прозрачную кювету. На глубине

0 1-1,0 см параллельно поверхности жидкости в кювете фиксируют капроновую сетку, размещают на последней растворимое в жидкости вещество, постепенное и равномерное самопроиз вольное растворение которого приводит к развитию в жидкости конвекции. Кроме того, в качестве заполняющей кювету жидкости используют воду, а

„.SU,» 1610481 А 1

2 рощение способа физического моделирования химико-плотностной конвеции в мантии. Для этого заполняют жидкостью прозрачную кювету. На глубине

0 1 1,0 см параллельно поверхности жидкости s кювете фиксируют капроновую сетку. Размещают на последней растворимое в жидкости вещество. Постепенное и равномерное самопроизвольное растворение вещества приводит к развитию в жидкости конвекции. В качестве заполняющей кювету жидкости используют воду. В качестве растворимого в жидкости вещества на капроновой сетке размещают железосинеродистый калий. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, в качестве растворимого в жидкости вещества на капроновой сетке размещают железосинеродистый калий.

На чертеже показано устройство, с помощью которого осуществляют способ.

Устройство содержит прозрачную кювету 1, в которую заливают жидкость 2, например воду, моделирующую

1 мантию Земли. В верхней части кюветы

1 ниже поверхности воды 3 на 0,11,0 см натягивая фиксируют мелкую капроновую (или из другого материала) сетку 4. На поверхности сетки 4 pasMe щают (насыпают) растворимый в жидкости порошок 5, например железосинеродистый калий, хлористый кальций, медный купорос, подкрашенный сахар и др, Поскольку порошок оказывается погруженным в жидкость, происходит его растворение и соответственно утяжеление поглотивных порошок объемов

1610481 жидкости, В результате они погружаются, а их место занимает свежее" вещество, поступающее снизу, т.е. начинается конвекцил. Ее интенсивность (cKopocTK) зависит от растворимости порошка, его плотности и глубины h погружения сетки. При h=0,1 см растворяется тонкий слой порошка, что соответствует слабой дифференции 10 (слабому утяжелению) . При h=1 см процесс идет быстрее. Развивающаяся конвекция затухает со временем по мере того, как мантия" насыщается солью, и прекращается совсем, когда 15 раствор становится насыщенным.

Физически утяжеление жидкости на ее поверхности солью и развитие в результате этого нетермической конвекции аналогично процессу дифферен- 20 циации (облегчения) вещества мантии на границе с ядром и вызываемой ею химико"плотностной конвекции.

Режим конвекции в модели можно менять не только применением солей с 25 различной растворимостью и погружением их на разную глубину, но и изменением вязкости мантии, например, используя не истую воду, а сахарные сиропы различной концентрации. Все 30 режимы представляют интерес, так как они позволяют моделировать различные реальные ситуации.

Визуализация конвективных движений в жидкости осуществляется с помо- З5 щью использования цветных порошков (солей) и введения в нее маркеров—

I твердых частиц, например ликоподия.

Предлагаемый способ отличается простотой физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии позволяет исследовать зарождение и развитие этого типа конвекции, изучать конфигурацию конвективных ячеек, закономерности их перестроек со временем, измерять скорость движения вещества и пересчитывать ее на реальные условия, делать выводы о проявлениях конвекции на поверхности Земли.

Формула изобретения

1. Способ физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии Земли, основанный на возбуждении"и последующем наблюдении конвекции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения crlbco"" ба, заполняют жидкостью прозрачную кювету, на глубине 0,1-1 0 см параллельно поверхности Жидкости в кювете фиксируют кайроновую сетку, размещают на последней вещество, обладающее постепенным и равномерным самопроизвольным растворением в жидкости, 2, Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве заполняющей кювету жидкости использу" ют воду, а в качестве растворимого в жидкости вещества на капроновой сетке размещают железосинеродистый калий.