B02 地球的圈层结构与物质组成_02地球的热能与构造演化New.pptx

地球的起源与演化

IntroductiontoOriginandEvolutionoftheEarth;地球的圈层结构与非均匀性

地球的放射性生热与构造演化;地球内部放射性生热：

宇宙化学模型：10TW（CU=7.8）

地球化学模型：20TW（CU=21.8）

地球动力学模型：30TW（CU=31.8）

;地球表面热流;地球的表面热流—陆地;地球的表面热流—海洋;放射性同位素生热率;利用表面热流估算放射性生热;放射性同位素生热率;地球的生热与散热;;Atwo-layermodel:;地幔冷却速度：

10TW～80?C/Gyr；宇宙化学

17TW～140?C/Gyr；地化

27TW～210?C/Gyr；动力学;放射性生热率带来的问题

1、地幔冷却速率

2、表面动力地形

3、地核冷却速度（内核大小）;FiveTectonicModesofMantleConvectionandItsImplicationforEarth’sTectonicEvolutioninHistory;Outline;Korenaga2013;Paulineta，2018;Zheng2023;地球的构造演化：共识与争议;(Hawkesworthetal.,2016;Stern,2018);Introduction:Numericalsimulations;Introduction:Numericalsimulations;Problemsremian：;地球的生热与散热;Modelandresults;Non-platemobile-lid:diffusivelydeformedplates

Plate-likemobile-lid:rigidplateswithnarrowtrenchesandridges

Episodicplate-likemobile-lid:occasionallywitharigidlid

Episodicstagnant-lid:occasionallywithsubduction

Stagnant-lid:arigidlid;非板块移动层盖

类板块移动层盖

幕式类板块移动层盖

幕式停滞层盖

停滞层盖;Non-platemobile-lid:largerM;relativelysmallerP

Plate-likemobile-lid:largerMandPwithlessvariation

Episodicplate-likemobile-lid:relativelargerPandMwithlargevariations(smallisshort)

Episodicstagnant-lid:relativesmallerPandMwithlargevariations(smallislong)

Stagnant-lid:smallerMandP;Theyieldstressisthemostimportant;

AsRaincreases,therangeofyieldstressforplate-likemobile-lidconvectivemodedecreases,andthetransitionstressdecreases;

ThetransitionstressdecreasesasHincrease.;PresentEarth:

plate-likemobile-lidorepisodicplate-likemobile-lid

yieldstressof150–250MPa

TheearlierEarth:

300Khigher;H4timeslarger

Episodicstagnant-lid;上地幔1350?C，下地幔3000~3500?C(Schubert等,2001;Deschamps和Cobden,2022)。早期认为下地幔约为5×1021Pas，后续的研究显示，下地幔的粘性范围约在1022~1023Pas，上下地幔的粘性差大约10~1000倍(Schubert等,2001;Steinberger和Calderwood,2006;?í?ková等,2012)。根据地球化学预测的地球内生热率约为3.4×10?12W/kg，宇宙化学的结果为其1/2倍，地球动力学结果约为其1.5倍(?rámek等,2013)。考虑到我