La disipación de viscosidad en la convección tridimensional con viscosidad dependiente de la temperatura

Área de la Ciencia:

• La geofísica es la geofísica.
• Ciencias de la Tierra Ciencias de la Tierra
• La geodinámica computacional es la geodinámica computacional.

Sus antecedentes:

• La convección del manto de la Tierra es impulsada por la transferencia de calor y el flujo de material.
• La viscosidad dependiente de la temperatura y el calentamiento viscoso son factores críticos en la dinámica del manto.
• Los números de Rayleigh realistas son necesarios para simular con precisión la convección del manto.

Objetivo del estudio:

• Para investigar el calentamiento localizado en la convección tridimensional del manto.
• Para cuantificar el calentamiento viscoso en regiones de láminas frías descendentes y plumas que chocan.
• Para comparar el calentamiento viscoso con el calentamiento radiactivo interno.

Principales métodos:

• Simulaciones numéricas de la convección tridimensional.
• La inclusión de la viscosidad dependiente de la temperatura y el calentamiento viscoso.
• Utilizó números realistas de Rayleigh para el manto de la Tierra.

Principales resultados:

• Se observa un intenso calentamiento localizado en la parte superior de las capas frías descendentes.
• Un calentamiento localizado significativo ocurre donde las cabezas de penachos ascendentes impactan con la superficie.
• Para un contraste de viscosidad de 100, las fuentes de calor localizadas son >10 veces mayores que el calentamiento radiactivo interno.

Conclusiones:

• La disipación viscosa es una importante fuente de calor en regiones específicas del manto.
• El calentamiento localizado influye significativamente en la dinámica del manto, particularmente en el manto superior.
• La concentración de disipación viscosa en la capa superior es comparable a la del calentamiento radiactivo.