Математическая модель вязкости геологической среды литосферы Земли

В статье описывается новая математическая модель вязкости геологической среды литосферы Земли для ее континентальной и океанической частей. В вязкой модели литосферы учитываются температура, давление, прочностные, плотностные и другие физико-химические свойства геологической среды, изменяющиеся с ее глубиной. Уточняется зависимость энергии активации от температуры среды литосферы. Реализован новый метод оценки коэффициентов модели, учитывающий эмпирические данные о вязкости в некоторых характерных точках литосферы. На основе модели найдены распределения вязкости литосферы в диапазоне глубин от 0 до 80 км с интервалом в 1 км. Результаты моделирования свидетельствуют о связи значений вязкости с зонами землетрясений вблизи океанических тектонических разломов. А именно, в зонах пониженных значений вязкости на глубинах 33 км произошло около 40% от всех зарегистрированных землетрясений. В работе получены новые научные результаты и сделан важный вклад в решение задачи численных оценок характеристик геодеформационных процессов. Полученные результаты позволяют лучше учитывать условия реальной геологической среды при расчете геодинамических деформаций, прогнозировать динамику современных геодеформационных процессов в литосфере.

Short description:

The article describes the new mathematical model of the geological environment viscosity of the Earth lithosphere for its continental and oceanic parts. In the viscous models of the lithosphere are taken into account temperature, pressure, strength, density and other physical-chemical properties of the geological environment, changing with depth. The dependence of the activation energy from the lithosphere temperature is specified. New method for estimating coefficients of the model, taking into account empirical data on viscosity in some characteristic points of the lithosphere, is implemented. Based on the model in the depth range from 0 to 80 km with an interval of 1 km distributions of viscosity in the lithosphere found. The simulation results indicate a relation of viscosity with the earthquake zones near oceanic tectonic faults. Namely, in the zones of low values of viscosity at the depths of 33 km occurred at about 40% of all registered earthquakes. In the article new scientific results are obtained and important contribution to the solution of the task numerical estimates of the characteristics geodeformation processes has done. The obtained results help to better reflect real conditions of geological environment in the calculation of geodynamic deformations, and to predict the dynamics of modern geodeformation processes in the lithosphere.

Ключевые слова:

модель, алгоритм, численный метод, оценка, вязкость, геологическая среда, литосфера, геодеформационный процесс, землетрясение

Keywords:

model, algorithm, numerical method, evaluation, viscosity, geological environment, lithosphere, geodeformation process, earthquake

Полная версия/Full version: