ТЕРМОХИМИЧЕСКАЯ МАНТИЙНАЯ КОНВЕКЦИЯ С ПЛАВАЮЩИМИ КОНТИНЕНТАМИ. ОСОБЕННОСТИ СТАДИЙ СУПЕРКОНТИНЕНТАЛЬНОГО ЦИКЛА ДЛЯ ДВУМЕРНЫХ И СФЕРИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ

Исследуется эволюция геофизических полей для сферической и декартовой моделей термохимической мантийной конвекции с плавающими континентами, океаническими плитами и фазовыми переходами, c мантией, нагреваемой снизу и внутренними источниками тепла. При этом дрейфующие континенты длительное время остаются на поверхности за счет повышенной плавучести. В настоящей работе рассматривается стадия суперконтинента и начала его распада. После формирования суперконтинента происходит перестройка мантийных течений и под ним формируется группа мантийных плюмов, а вокруг него возникает окружающая его протяженная зона субдукции. Горячие головные части плюмов, находящиеся под суперконтинентом, увеличиваются в размерах за счет теплоизолирующего действия суперконтинента и растекаются под его нижней границей, вызывая растягивающие напряжения в суперконтиненте и надлитостатические сжимающие горизонтальные напряжения в мантии под суперконтинентом. Растягивающие надлитостатические горизонтальные напряжения внутри суперконтинента достигают 200 МПа для двумерной модели и до 60–100 МПа для сферической модели, тогда как под суперконтинентом обнаруживаются надлитостатические сжимающие горизонтальные напряжения в субконтинентальной мантии до 110 МПа для двумерной модели и 40–80 МПа для сферической модели. Из-за неучета сферичности и разницы площадей верхней и нижней поверхностей мантии двумерные модели существенно завышают напряжения в верхней мантии и континентах по сравнению со сферическими моделями.