Abstract
The modern concepts of the rheology of viscous mantle and brittle lithosphere, as well as the results of the numerical experiments on the processes in a heated layer with a viscosity dependent on pressure, temperature, and shear stress, are reviewed. These dependences are inferred from the laboratory studies of olivine and measurements of postglacial rebound (glacial isostatic adjustment) and geoid anomalies. The numerical solution of classical conservation equations for mass, heat, and momentum shows that thermal convection with a highly viscous rigid lithosphere develops in the layer with the parameters of the mantle with the considered rheology under a temperature difference of 3500 K, without any special additional conditions due to the self-organization of the material. If the viscosity parameters of the lithosphere correspond to dry olivine, the lithosphere remains monolithic (unbroken). At a lower strength (probably due to the effects of water), the lithosphere splits into a set of separate rigid plates divided by the ridges and subduction zones. The plates submerge into the mantle, and their material is involved in the convective circulation. The results of the numerical experiment may serve as direct empirical evidence to validate the basic concepts of the theory of plate tectonics; these experiments also reveal some new features of the mantle convection. The probable structure of the flows in the upper and lower mantle (including the asthenosphere), which shows the primary role of the lithospheric plates, is demonstrated for the first time.
Highlights
The paper presents results of analyses of data collected by longterm (20 to 50 years) geodetic surveys in highly seismi cally active regions of Kopetdag, Kamchatka and California
In terms of the recent geodynamics, the ‘paradoxes’ of high and low strain velocities are related to a reliable empirical fact of the presence of extremely high local velocities of deformations in the fault zones, which take place at the background of slow regional deformations which velocities are lower by the order of 2 to 3
Very low average annual velocities of horizontal deformation are recorded in the seismic regions of Kopetdag and Kamchatka and in the San Andreas fault zone; they amount to only 3 to 5 amplitudes of the earth tidal deformations per year
Summary
Вынесенных в эпиграф, начинается моно графия выдающегося исследователя в области разломной тектоники С.И. Методология количественного изучения процессов разломообразования определяется с этих позиций как физика разрушения, учитывающая специфику проте кания тектонических процессов в качестве начальных и граничных условий. Автор этих строк приступил к изучению современ ной геодинамики разломов именно в год выхода этой книги. Современные движения земной поверхности, которые измеряются геодезическими методами, автор в те годы считал «фо тографическим снимком», отражающим некий вре менной момент в истории развития тектонических процессов. Датированного 2005 годом, «...я понял, что ак тивизация разломов происходит чаще, чем тектониче ские режимы активизации». Далее представлены результаты изучения совре менных геодинамических процессов в зонах разломов, которые отражают процесс разломообразования в ре альном масштабе времени. Отражающих наиболее «быструю» компоненту тектонических дви жений, в последние четверть века были получены принципиально новые результаты в области исследо вания «медленных» движений на основе многолетних геодезических и геофизических наблюдений. Здесь рассмотрение проведено комплексно: от анализа базовой терминологии и эволюции научных представ лений, через количественный анализ эмпирических данных и физическую интерпретацию, к оценке ин формативности и адекватности современных методов измерений
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.