UK 
EnglishТипова
Polski🌍 Мантійна Конвекція
2D конвекція Релея-Бенара у мантії Землі: гаряча речовина піднімається від межі ядро-мантія, охолоджується на поверхні і опускається — рушій тектоніки плит.
Схожі симуляції
Про симуляцію мантійної конвекції
Ця симуляція моделює двовимірну конвекцію Релея-Бенара — той самий рух, викликаний плавучістю, що перемішує кам'янисту мантію Землі. Шар рідини нагрівається знизу й охолоджується згори; гаряча речовина розширюється, стає менш щільною і піднімається, а потім охолоджується біля поверхні, стає щільнішою й тоне. Це безперервне перевертання організується в конвекційні комірки — обертові петлі, які ви бачите на екрані, — керовані балансом теплової плавучості й в'язкого опору, зафіксованим у числі Релея.
У реальній Землі цей повільний рух твердої породи впродовж мільйонів років приводить у рух тектоніку плит, дрейф континентів, розширення морського дна та утворення гір і вулканічних гарячих точок. Конвекційні комірки в мантії рухаються лише на кілька сантиметрів за рік, але за геологічний час вони переробляють усі надра планети й формують поверхню, на якій ми живемо.
Поширені запитання
Що таке мантійна конвекція?
Мантійна конвекція — це повільне перемішування твердої, але пластичної мантії Землі, спричинене теплом ядра та радіоактивним розпадом. Гаряча порода піднімається, охолоджується біля поверхні й тоне, утворюючи великі циркуляційні комірки, що рухають тектонічні плити.
Що таке конвекція Релея-Бенара?
Конвекція Релея-Бенара — це класична картина, що утворюється, коли шар рідини нагрівається знизу й охолоджується згори. Щойно нагрів стає достатньо сильним, рідина спонтанно організується в регулярні висхідні та низхідні конвекційні комірки.
Що таке число Релея?
Число Релея — це безрозмірне співвідношення, що порівнює сили плавучості, які приводять потік у рух, із в'язкими й тепловими силами, що йому опираються. Вище критичного значення розпочинається конвекція; більші значення дають енергійніше, турбулентніше перевертання.
Як мантійна конвекція приводить у рух тектоніку плит?
Горизонтальний потік у верхній частині конвекційних комірок тягне жорсткі плити над собою, розтягуючи їх на хребтах спредингу й зіштовхуючи в зонах субдукції. Це двигун, що стоїть за дрейфом континентів і землетрусами.
Наскільки швидко насправді рухається мантія?
Мантійний потік і плити, які він несе, рухаються лише на кілька сантиметрів за рік — порівнянно з тим, як швидко ростуть нігті. Симуляція стискає мільйони років руху в секунди.
Мантія рідка чи тверда?
Мантія переважно складається з твердої породи, але за геологічними масштабами часу поводиться як надзвичайно в'язка рідина, повільно повзучи й деформуючись. Саме цей твердотільний потік робить конвекцію можливою.
Що таке мантійні плюми та гарячі точки?
Мантійний плюм — це вузький стовп незвично гарячої речовини, що піднімається з глибини мантії. Там, де він досягає поверхні, він створює вулканічну гарячу точку, наприклад ту, що утворила Гавайський архіпелаг.
Чому конвекційні комірки утворюють регулярні візерунки?
Змагання між плавучим підйомом і в'язким опором обирає бажаний розмір комірки, тож потік самоорганізується в приблизно регулярний масив валиків, а не хаотичний рух, особливо за помірних чисел Релея.
Що нагріває мантію знизу?
Тепло надходить від гарячого залізного ядра та від радіоактивного розпаду елементів усередині самої мантії. Це нижнє й внутрішнє нагрівання створює різницю температур, що живить конвекцію.
Як це пов'язано з циклом суперконтинентів?
Упродовж сотень мільйонів років конвекційні візерунки, що змінюються, збирають і розривають суперконтиненти. Ті самі потоки, змодельовані тут, неодноразово зводили континенти разом і розривали їх.