【摘要】：太陽系內(nèi)類地行星具有相似的巖石層包圍金屬核的圈層結(jié)構(gòu),在行星幔的熱演化歷史起源方面具有同時(shí)性和同源性,并且都在早期變形重力位能加熱的基礎(chǔ)上隨放射性熱能衰減而冷卻。但是,由于半徑、密度、粘度以及表層構(gòu)造屬性等物理?xiàng)l件的差異,其熱演化歷史各具特色。依據(jù)基本的熱對(duì)流和熱傳導(dǎo)方程,我們計(jì)算分析了類地行星熱物理?xiàng)l件差異對(duì)行星幔熱演化歷史的影響。計(jì)算表明,類地行星熱演化的早期,行星幔熱對(duì)流是主要的散熱方式。半徑較大的行星表面熱流密度大,平均散熱量也大。半徑較小的行星內(nèi)部溫差小,粘滯系數(shù)高,對(duì)流能力低,提早進(jìn)入傳導(dǎo)散熱狀態(tài),且傳導(dǎo)散熱的巖石層也比大行星厚。不同邊界層熱物理?xiàng)l件下,類地行星幔熱演化歷史會(huì)分別出現(xiàn)逐漸冷卻的平穩(wěn)式、包含熱柱上涌的波動(dòng)式、行星幔幕次翻轉(zhuǎn)的周期式等特點(diǎn)不同的熱演化過程。火星內(nèi)部曾經(jīng)存在的地幔熱柱構(gòu)造與火星地幔熱動(dòng)力學(xué)演化過程密切相關(guān)。我們從火星地幔熱動(dòng)力學(xué)演化模型出發(fā),定量計(jì)算與地幔熱柱構(gòu)造演化相關(guān)的地幔熱動(dòng)力學(xué)演化特征,通過三維球殼數(shù)值模擬,研究了火星地幔熱演化歷史上可能存在的熱柱活動(dòng)造成的火星熱演化歷史的非單調(diào)變化,火星地幔對(duì)流環(huán)結(jié)構(gòu)隨時(shí)間的演變方式,以及與邊界相關(guān)的地幔熱柱對(duì)火星地形的影響。
[Abstract]:Earth-like planets in the solar system have a similar lithospheric ring structure surrounding the core of the metal, and are of simultaneous and homology in the historical origin of the thermal evolution of the planetary mantle. Both of them are cooled with the decay of radioactive heat energy on the basis of early deformation gravity potential energy heating. However, its thermal evolution history has its own characteristics due to the difference of physical conditions such as radius, density, viscosity and surface tectonic properties. Based on the basic thermal convection and heat conduction equations, we calculate and analyze the influence of the difference of geo-planetary thermo-physical conditions on the thermal evolution history of the planetary mantle. The results show that the thermal convection of the mantle is the main heat dissipation mode in the early stage of the thermal evolution of the terrestrial planets. The larger radius of the planet surface heat flux, the average heat loss is also large. The inner temperature difference of the planet with small radius is small, the viscosity coefficient is high, the convection ability is low, the planet enters the heat conduction state early, and the lithosphere with the conduction heat dissipation is thicker than the big planet. Under different boundary layer thermophysical conditions, the thermal evolution history of planetary like mantle will be gradually cooled, which includes the fluctuation of upwelling heat plume and the periodic mode of planetary mantle curtain subturnover. The mantle thermal plume in Mars is closely related to the thermal evolution of the Martian mantle. Based on the Martian mantle thermodynamics evolution model, the characteristics of mantle thermal dynamics evolution related to mantle thermal plume tectonic evolution are quantitatively calculated, and the three-dimensional spherical crust numerical simulation is carried out. The nonmonotonic variation of the thermal evolution history of Mars caused by the possible thermal plume activity in the Martian mantle and the evolution of the convective ring structure of the mantle over time are studied. And the influence of the mantle plume related to the boundary on the topography of Mars.
【作者單位】： 中國科學(xué)院大學(xué)中國科學(xué)院計(jì)算地球動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;
【基金】：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(編號(hào):41174085) 中國科學(xué)院創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目(編號(hào):KZZD-EW-TZ-19) 中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)(編號(hào):XDA1103010102)資助
【分類號(hào)】：P185.3

【共引文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖智勇;Robert G.Strom;曾佐勛;;撞擊坑統(tǒng)計(jì)技術(shù)在行星表面定年應(yīng)用中的誤區(qū)[J];地球科學(xué)(中國地質(zhì)大學(xué)學(xué)報(bào));2013年S1期

2 何麗娟;;流變邊界層及其對(duì)華北克拉通熱/地震巖石圈底界差異的意義[J];地球物理學(xué)報(bào);2014年01期

3 張?jiān)葡?胡祥云;高銳;王海燕;萬芬;余毅;李建慧;蔡建超;;水對(duì)上地幔電性結(jié)構(gòu)的影響[J];地質(zhì)科技情報(bào);2014年03期

4 周曉亞;馬麥寧;徐志雙;;地幔過渡帶頂面低速層的研究進(jìn)展[J];地球物理學(xué)進(jìn)展;2014年04期

5 李國輝;眭怡;周元澤;;基于P波三重震相的下?lián)P子克拉通地幔轉(zhuǎn)換帶頂部低速層初探[J];地球物理學(xué)報(bào);2014年07期

6 郭弟均;劉建忠;張莉;籍進(jìn)柱;劉敬穩(wěn);王梁;;月球地質(zhì)年代學(xué)研究方法及月面歷史劃分[J];地學(xué)前緣;2014年06期

7 趙起超;夏群科;劉少辰;陳歡;馮敏;;吉林汪清和龍崗新生代巖石圈地幔的含水性和元素地球化學(xué)特征[J];地學(xué)前緣;2015年01期

8 XIA QunKe;HAO YanTao;;The distribution of water in the continental lithospheric mantle and its implications for the stability of continents[J];Chinese Science Bulletin;2013年32期

9 ZHANG BaoHua;MATSUZAKI Takuya;WU XiaoPing;;Water solubility in orthopyroxene: Dependence on temperature and Al content[J];Chinese Science Bulletin;2013年32期

10 夏群科;郝艷濤;;大陸巖石圈地幔中水的分布和大陸穩(wěn)定性[J];科學(xué)通報(bào);2013年34期

相關(guān)會(huì)議論文 前1條

1 Jian Wang;Dapeng Zhao;;P-wave tomography for 3-D radial and azimuthal anisotropy of Tohoku and Kyushu subduction zones[A];中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所2013年度（第13屆）學(xué)術(shù)論文匯編——地球深部結(jié)構(gòu)與過程研究室[C];2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前5條

1 孔維剛;月球及火星科學(xué)中的三個(gè)礦物學(xué)問題[D];山東大學(xué);2011年

2 許麗麗;含水石榴子石流變學(xué)性質(zhì)的高溫高壓變形實(shí)驗(yàn)研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2013年

3 黃俊;火星南部高原古老火山作用[D];中國地質(zhì)大學(xué);2013年

4 肖智勇;月球表面哥白尼紀(jì)與水星表面柯伊伯紀(jì)的地質(zhì)活動(dòng)對(duì)比研究[D];中國地質(zhì)大學(xué);2013年

5 張軍波;華北克拉通大陸下地殼再循環(huán)[D];中國地質(zhì)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 肖本夫;微量組分對(duì)上地幔名義無水礦物水含量的影響[D];中國地震局地震預(yù)測(cè)研究所;2013年

2 何姝s，

本文編號(hào)：2403444