A numerical study of thermal and chemical structures at the core-mantle boundary
A numerical study of thermal and chemical structures at the core-mantle boundary
复制标题
核幔边界热结构和化学结构的数值研究
DOI：
10.1016/j.epsl.2020.116498
复制
发表时间：
2020
影响因子：
5.3
通讯作者：
Hansen
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Mertens;Hansen
核幔边界（CMB）是活跃对流地幔的下边界层，构造非常复杂。热柱和热化学堆等热化学结构被认为可以解释这种复杂性。两者都影响着地幔的动力学及其时间演化。但表面板块也是地幔对流的一个重要方面，它强烈地影响着内部的动力学。我们利用地幔对流的数值热化学模型来研究最下层地幔的结构和动力学。我们的方法允许结合板块状地表运动和深俯冲来研究柱状和桩状。模型表明，稠密的CMB层的存在通常会降低表面板块的流动性，但在板块演化过程中，会发生各种羽流类型，在CMB中留下复杂的结构。CMB地形显示出大的高架区域，边缘锋利，顶部平坦或略有凹陷，顶部有羽状桩。此外，羽流集群还会造成大面积的高架区域，边缘锋利，但顶部平坦，有几个较小的峰。较小尺度的模式，通常靠近大型结构的边缘，在CMB地形中导致较小的峰值，可以用线羽或风驱动的热气流来解释。后者通常是由于热量被困在覆盖CMB的俯冲板块之下而产生的。
The core-mantle boundary (CMB) represents the lower boundary layer of the actively convecting Earth's mantle and is structurally very complex. Thermal and chemical structures such as thermal plumes and thermochemical piles have been considered to explain the complexities. Both affect the dynamics of the Earth's mantle and its temporal evolution. But also the surface plates are an essential aspect of mantle convection that strongly influence the dynamics of the interior.We use numerical thermochemical models of mantle convection to study the structure and dynamics of the lowermost mantle. Our approach allows for the investigation of plumes and piles in combination with plate-like surface motion and deep subduction. The models show that the presence of a dense CMB layer generally reduces the mobility of the surface plates but that during plate evolution a variety of plume classes occur leaving a complex structure at the CMB. The CMB topography shows large elevated areas with sharp edges and a flat or slightly dented top for piles with plumes atop. Also, plume clusters can cause large elevated areas with sharp edges but a flat top with a few smaller peaks. Smaller-scale patterns, often close to the edges of the large structures cause smaller peaks in CMB topography and can be explained by either line-plumes or wind-driven thermals. The latter often arise when heat is trapped beneath subducted slabs that spread over the CMB.
登录
查看更多内容
影响因子：
5.3
作者：
Cottaar, Sanne;Romanowicz, Barbara
通讯作者：
Romanowicz, Barbara
化学密度差异对地幔对流混合的影响
DOI：
--
发表时间：
1986
期刊：
影响因子：
--
作者：
M. Gurnis
通讯作者：
M. Gurnis
影响因子：
56.9
作者：
Murakami, M;Hirose, K;Ohishi, Y
通讯作者：
Ohishi, Y
球轴对称几何中温度相关热羽流的大地水准面和地形膨胀
DOI：
--
发表时间：
1997
期刊：
影响因子：
--
作者：
S. King
通讯作者：
S. King
地幔对流模型中的板块生成和两相损伤理论
影响因子：
2.8
作者：
W. Landuyt;D. Bercovici;Y. Ricard
通讯作者：
Y. Ricard