Studies on the thermal and mechanical interaction between the supercontinent cycle and mantle convection using numerical models

利用数值模型研究超大陆旋回与地幔对流之间的热力和机械相互作用

• 批准号: 23340132
• 负责人: YOSHIDA Masaki
• 金额: $ 11.23万
• 依托单位: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23340132/
• 关键词: マントル対流; 数値シミュレーション; 超大陸; 大陸リソスフェア; パンゲア; プルーム; 超大陸サイクル; 大陸移動; 降伏応力; クラトン; 変動帯; 粘性率; 造山帯; 三次元; 地球史

In this study, I performed numerical simulations of mantle convection with the continental lithosphere in a three-dimensional spherical-shell. Results reveal that a highly viscous supercontinent previously located at the top surface of the mantle breaks up, and the continental blocks drift, and finally they newly gather in one place to form a new supercontinent after about six hundred million years from the beginning of simulation. This result indicates that I could reproduce the actual behavior of the supercontinent cycle (i.e., supercontinent cycle) in the computer. I found that the driving force of the supercontinental cycle is not only the thermally convective motion in the mantle, but also plate boundary forces resulting from a complex kinematic interaction among all the plates, i.e., continental plates and the surrounding oceanic plates on the earth.

在这项研究中，我进行了数值模拟地幔对流与大陆岩石圈在一个三维球壳。结果表明，从模拟开始到大约6亿年后，原先位于地幔顶面的高粘性超大陆解体，大陆块漂移，最后重新聚集在一个地方，形成新的超大陆。这一结果表明，我可以重现超大陆周期的实际行为（即，超大陆循环（Supercontinental cycle）。我发现，超大陆旋回的驱动力不仅是地幔中的热对流运动，而且是由所有板块之间复杂的运动学相互作用引起的板块边界力，即，地球上的大陆板块和周围的海洋板块。

项目成果

Future supercontinent assembled in the northern hemisphere : Insight from a numerical model of mantle convection

未来超级大陆在北半球聚集：来自地幔对流数值模型的见解

• 发表时间: 2011
• 作者: Watanabe;M.;Masaki Yoshida
• 通讯作者: Masaki Yoshida

マントル遷移層における海洋地殻の三次元的挙動 : 新しい数値計算モデルによる予備的研究(H23 客員教員成果報告)

地幔过渡层中洋壳的三维行为：使用新数值模型的初步研究（H23访问教师报告）

• 发表时间: 2011
• 作者: 吉田 晶樹;田島 文子;本多 了;森重学
• 通讯作者: 森重学

時間的に安定な大陸リソスフェアが考慮された三次元マントル対流の数値シミュレーションモデル

考虑了时间稳定的大陆岩石圈的三维地幔对流数值模拟模型。

• 发表时间: 2011
• 作者: Suwarman;R.;K. Ichiyanagi;M. Tanoue;K. Yoshimura;S. Mori;M. D. Yamanaka;N. Kurita;and F. Syamsudin;Akio Kimura;初貝安弘，丸山勲（初貝安弘）;M.Yoshida
• 通讯作者: M.Yoshida

Numerical simulation of mantle convection with continental lithosphere

地幔对大陆岩石圈对流的数值模拟

• 发表时间: 2011
• 作者: Xu;Lixiao;S.-P. Xie;Q. Liu;and F. Kobashi;吉田 晶樹
• 通讯作者: 吉田 晶樹

Mantle convection modeling of the supercontinent cycle : Introversion, extroversion, or a combination?

超大陆旋回的地幔对流模拟：内向、外向还是两者的结合？

• DOI: 10.1016/j.gsf.2013.06.002
• 发表时间: 2014
• 期刊: Geoscience Frontiers
• 影响因子: 8.9
• 作者: Yamaoka;K.;Miyamachi;H.;Iguchi;M.;Watanabe;T.;Kunitomo;T.;Yakiwara;H. and Ikuta;R;山下太・福山英一・溝口一生・柳谷俊;初貝安弘;Masaki Yoshida and M. Santosh
• 通讯作者: Masaki Yoshida and M. Santosh