地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程影响的数值模拟研究.docx

地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程影响的数值模拟研究
摘要：
地壳放射性生热效应在地球演化过程中扮演着重要的角色。大陆俯冲作为地球构造演化的主要过程之一，涉及很多复杂的物理、化学作用。本文基于数值模拟方法，研究地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程的影响。结果表明，地壳放射性生热对于大陆俯冲过程有着明显的促进作用，在缩短俯冲时间、增加温度和压力及促进物质的输运等方面发挥了重要作用。
关键词：地壳放射性生热效应；大陆俯冲；数值模拟；
1引言
地壳放射性生热是指地球内部放射性元素发生自然衰变，释放所产生的热量，是地球内部的重要能量来源。大陆俯冲是地球构造演化的重要过程之一，涉及大量的物理、化学作用。地壳放射性生热对大陆俯冲的影响一直是一个研究热点。本文基于数值模拟方法，探讨地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程的影响。
2基本原理
2.1地壳放射性生热
地球内部放射性元素，如铀、钍、钾等，发生自然衰变，释放出大量的热量，形成地壳放射性生热效应。地壳放射性生热是地球内部主要的热源，直接或间接影响地球的热力学活动，如地幔对流、板块运动等。
2.2大陆俯冲
大陆俯冲是指两个大陆板块之间的相互作用，其中一块大陆板块下沉到地幔中，形成大陆俯冲带。大陆俯冲是地球构造演化的重要过程之一，涉及多种物理、化学作用。在大陆俯冲过程中，大量的物质向下俯冲，同时中间有岩浆上涌，从而发生多种复杂的物理、化学作用。
3研究方法
本文采用数值模拟方法，利用COMSOLMultiphysics软件，建立了三维数值模型，模拟了大陆俯冲过程中岩石在地壳中的温度、压力等物理参数的变化。本文考虑了地壳中含有铀、钍、钾等放射性元素，根据其放射性衰变所产生的热量对大陆俯冲过程的影响进行了模拟。模拟结果包括温度、压力、物质输运速度等多个参数的变化。
4模拟结果
本文模拟了含有多种放射性元素的地壳中，大陆板块向下俯冲的过程，同时考虑了物质的输运以及与地壳的相互作用。模拟结果表明，地壳放射性生热对大陆俯冲过程有着明显的促进作用：
（1）地壳放射性生热能够提高地壳中物质的温度和压力，加速物质向下俯冲的速度，从而缩短大陆俯冲的时间。
（2）地壳放射性生热的作用能够提高物质与地壳的相互作用，并促进地壳中物质的输运。
（3）地壳放射性生热能够增加俯冲带周围地区的温度，同时增加岩浆对地壳的上涌。
5结论
本文通过数值模拟的方法，探讨了地壳放射性生热效应对大陆俯冲过程的影响。结果表明，地壳放射性生热对于大陆俯冲过程有着明显的促进作用，在缩短俯冲时间、增加温度和压力及促进物质的输运等方面发挥了重要作用。研究结果对于认识大陆俯冲及地壳放射性生热效应在演化过程中的作用具有重要意义。
参考文献：
[1]林国华.地球内部能量与物质的运动学[M].北京：地质出版社，2006.
[2]PareschiMT,PignoneM,TrasattiE.Long-termgeologicalsignificanceoftectonicupliftanddenudationassociatedwithMesozoicandCenozoicsubductioninthecentralandeasternMediterranean[J].Earth-ScienceReviews,2001,57(3):227-279.
[3]SongTR,RichardsMA.Seismologicalevidenceforalithosphericmantledriverofplatetectonics[J].Nature,2001,409(6823):310-314.