The Effect of Heavy Inclusions in the Upper Crust on Thermoconvective Instability of the Lithosphere

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The method of linear theory for small perturbations is used to study the stability of heavy inclusions in the upper crust. The existence of such inclusions of increased density is associated with chemical heterogeneity or phase transitions. At small deformations considered in the linear stability theory, the material undergoes transient creep which is described by the Andrade rheological model. Under this rheology, the convective instability of thickened segments of the lithosphere is oscillatory: the increment is a complex number whose real part is close to zero (threshold instability). Heavy inclusions in the upper crust introduce a small complex correction to the increment that determines the convective instability of the lithosphere, slightly increasing the real and imaginary parts of the increment, enhancing the instability and increasing the oscillation frequency.

Full Text

Restricted Access

About the authors

B.  I. Birger

Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: birgerbor@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. Биргер Б.И. Влияние скачка плотности на конвективную устойчивость мантии Земли // Докл. АН СССР. 1988. Т. 302. № 3. C. 570–575.
  2. Биргер Б.И. Затухание сейсмических волн и универсальная реологическая модель мантии Земли // Физика Земли. 2007. № 8. C. 17–23.
  3. Биргер Б.И. Динамика литосферы Земли. М.: Ленанд. 2016. 256 с.
  4. Биргер Б.И. Ползучесть Андраде при восстанавливающих изостазию течениях в мантии // Физика Земли. 2018. № 6. C. 48–58.
  5. Биргер Б.И. Гравитационная неустойчивость вязкоупругой земной коры // Физика Земли. 2023. № 2. C. 49–61.
  6. Биргер Б.И. Устойчивость тяжелых включений в земной коре // Физика Земли. 2024. № 1. С. 95–104.
  7. Гершуни Г.З., Жуховицкий Е.М. Конвективная устойчивость несжимаемой жидкости. М.: Наука. 1972. 392 с.
  8. Теркот Д., Шуберт Дж. Геодинамика. Геологические приложения физики сплошных сред. М.: Мир. 1985. 730 с.
  9. Anderson D. Lithosphere, asthenosphere, and perisphere // Reviews of Geophysics. 1995. V. 31. P. 125–149.
  10. Birger B.I. Rheology of the Earth and thermoconvective mechanism for sedimentary basins formation // Geophys. J. Inter. 1998. V. 134. P. 1–12.
  11. Birger B.I. Temperature-dependent transient creep and dynamics of cratonic lithosphere // Geophys. J. Inter. 2013. V. 195. P. 695–705.
  12. Cathles L.M. The viscosity of the Earth’s mantle. Princeton university press, 1975. 386 p.
  13. Karato S. Deformation of Earth Materials. An Introduction to the Rheology of Solid Earth. Cambridge university press. 2008. 463 p.
  14. Richter F.M., Johnson C.E. Stability of a chemically layered mantle // J. Geophys. Res. 1974. V. 79. № 11. P. 1635–1639.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».