Математическое моделирование геодинамических процессов в литосфере Тихоокеанского активного пояса

• Автор: Маслов, Лев Александрович
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 283 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ГЕОЛОГИИ И ГЕОФИЗИКЕ

1.1 Методологические принципы построения моделей геологических процессов

1.2 Геотектонические гипотезы и методы моделирования.

Глава 2 ОЦЕНКИ ЭНЕРГИИ РАЗЛИЧНЫХ ПРОЦЕССОВ И ИХ

РОЛИ В ТЕКТОНИЧЕСКИХ ДВИЖЕНИЯХ ЗЕМНОЙ КОРЫ И ЛИТОСФЕРЫ

2.1 Оценки энергии процессов.

2.2 Механизмы преобразования энергии процессов в тектонические движения и напряжения.

2.3 О взаимосвязи между тектоническими напряжениями и геологическими дислокациями

Глава 3 ТЕКТОНОФИЗИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ОБЛАСТИ СОЧЛЕНЕНИЯ КОНТИНЕНТ ОКЕАН

3.1 Особенности строения области сочленения по гравитационным,

сейсмотографическим и геотермическим данным
3.2 Реологические модели коры и литосферы по результатам анализа гравитационного поля
3.3 Тектонофизические модели Тихоокеанского Пояса.
Глава 4 МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАСЧЕТОВ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО СОСТОЯНИИЯ ЗЕМНОЙ КОРЫ И ЛИТОСФЕРЫ ПО ГЕОФИЗИЧЕСКИМ ДАННЫМ.
4.1 Напряженнодеформированное состояние среды при произвольном распределении ее плотности и вязкости
4.2 Напряжения в толстом слое коре и литосфере
4.3 Скорости современных движений земной поверхности по аномалиям гравитационного поля.
Глава 5 ГЕОДИНАМИКА ЛИТОСФЕРЫ ТИХООКЕАНСКОГО ПОЯСА
5.1 Напряженнодеформированное состояние литосферы по модельным представлениям о ее глубинном строении.
5.2 Напряжения в литосфере на основе плотностных моделей, построенных в результате комплексного гравитационного моделирования
5.3 Изостазия и современные движения литосферы по данным о ее гравитационном поле
5.4 Торой дал ьнополоидальные деформации и кинематика литосферных плит.
Глава 6 ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРУКТУРНОЙ И ДИНАМИЧЕСКОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЛИТОСФЕРЫ ТИХООКЕАНСКОГО ПОЯСА.
6.1 Черты порядка в строении планеты
6.2 Активные разломы
6.3 Особенности геодинамики литосферы.
6.4 Движущие механизмы геодинамики Тихоокеанского Пояса.
Глава 7 РАСЧЕТЫ НАПРЯЖЕННОДЕФОРМИРОВАННОГО
СОСТОЯНИЯ ОТДЕЛЬНЫХ СТРУКТУР ЗЕМНОЙ КОРЫ В ПРЕДЕЛАХ ТИХООКЕАНСКОГО ПОЯСА.
7.1 Динамика пострифтогенного погружения платформенных осадочных бассейнов на примере Анадырской впадины Берингова моря.
7.2 Напряженнодеформированное состояние земной коры
Комсомольского рудного района.
7.3 Поля напряжений в структурах осадочного чехла шельфа Сахалина с целью исследования перспектив их Нефтегазоносности.
7.4 Геодинамика земной коры и верхней мантии Приамурья
7.5 Поле напряжений, вызванное плотностными неоднородностями земной коры в районе профиля
Облучье мыс Датта. Связь с глубинным строением
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Как пример такой информации можно привести модели коэффициентов разложения потенциалов гравитационного и магнитного полей по сферическим функциям, данные глобальной сейсмической томографии, современных движений плит, глобального вместе с тем очень детального рельефа поверхности твердой Земли, и другие. Именно такие системы данных могт стать со временем основой для математического моделирования геодинамических процессов. Уже сейчас эти данные начинают применяться для исследования реальной Земли на основе реальных данных. В работе , , рассмотрена задача о моделировании мантийной конвекции с учетом таких граничных данных как кинематика литосферных плит и внешнее гравитационное поле Земли. Вероятно, с накоплением реальных данных и развитием вычислительной техники, моделирование планетарных процессов станет более успешным. С развитием технических средств наблюдения Земли появились новые данные, которые ставят под сомнение положения действующей сегодня геотектонической концепции тектоники плит одним из которых является субдукция. Стало очевидным, что одними только эндогенными тектоническими механизмами гипотеза тепловой машины невозможно объяснить все многообразие планетарных процессов, в частности их удивительную периодичность. Ю.Н. Полученные результаты позволили объяснить периодичности не только внешних, климатических процессов, но и внутренних, эндогенных. В связи с этим особое значение приобретает проблема разработки и внедрение в практику геодинамических исследований моделей сложных сред. Садовский и др. Ревуженко, . Именно на этом пути ожидается значительный прогресс при объяснении многих планетарных процессов, начиная от землетрясений и кончая дрейфом литосферных плит. Для этого требуется развитие соответствующего математического аппарата и вычислительных средств. Инерционные силы, связанные с вращением Земли, введены в рассмотрение Викулиным для объяснения закономерностей сейсмического процесса Викулин, . В данном случае математический аппарат, применяющийся для описания процесса, представляет собой нелинейные дифференциальные уравнения в частных производных. Однако, далеко не всегда удается построить систему уравнений, моделирующих геологический процесс и тем более решить ее. Вместо этого представляется разумным установление обоснованных ограничений на параметры геодинамических процессов, рассматриваемых при конструировании геодинамических моделей. Одной из тектонических гипотез является гипотеза расширяющейся Земли. Согласно этой гипотезе, увеличение радиуса является одной из наиболее важных причин для многих, если не для всех, тектонических процессов Земли. Для многих исследователей изменение радиуса Земли в течение ее геологической истории это некоторый произвольный параметр, который каждый выбирает таким, какой требуется ему для обоснования своих взглядов. В работе v, построена модель, с помощью которой показано, что при соблюдении основных законов сохранения и при значениях ускорения силы тяжести и длительности суток, установленных комплексом методов на поздний Докембрий, увеличение радиуса Земли не может превышать . Предложенный в первом параграфе метод анализа и синтеза геологических моделей основывается на разложении моделируемого процесса на ряд элементарных с последующим синтезом, начиная от простейшей рабочей модели до исходного процесса. Он позволяет последовательно строить модели от простейших до наиболее сложных. При этом едва ли не определяющим моментом моделирования является правильный выбор основных процессов, должных лечь в основу базовых моделей. Такой выбор зависит от полноты и правильности понимания моделируемого явления. Именно поэтому одной из целей работы является выявление процессов, определяющих геодинамику Тихоокеанского пояса и ее закономерности. Второй параграф освещает кратко многообразие математических методов и физических процессов, применяемых при геодинамическом моделировании. Необычайно широкий диапазон процессов различной физической природы, учитываемых при моделировании, говорит о том, что не существует пока еще четкой научной концепции роли этих процессов в геодинамической активности планеты.