GLOBAL GEODYNAMIC MODEL OF THE EARTH AND ITS APPLICATION FOR ANTARCTICA

A. A. Baranov; Баранов А. А.; L. I. Lobkovsky; Лобковский Л. И.; A. M. Bobrov; Бобров А. М.

doi:10.31857/S2686739723600911

GLOBAL GEODYNAMIC MODEL OF THE EARTH AND ITS APPLICATION FOR ANTARCTICA

Authors: Baranov A.A.¹, Lobkovsky L.I.², Bobrov A.M.¹
Affiliations:
1. Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences
2. P.P. Shirshov Institute of Oceanology, Russian Academy of Sciences
Issue: Vol 512, No 1 (2023)
Pages: 100-105
Section: GEODYNAMICS
Submitted: 30.01.2025
Published: 01.09.2023
URL: https://ter-arkhiv.ru/2686-7397/article/view/649835
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686739723600911
EDN: https://elibrary.ru/INDBAK
ID: 649835

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

A geodynamic model of the modern Earth is constructed based on the SMEAN 2 global seismic tomography model. On the basis of mantle temperature anomalies, numerical modeling of spherical mantle convection is performed for the parameters of the real Earth. For Antarctica, an explanation was obtained for the existence of the West Antarctic Rift System, which contains one of the largest and least known volcanic provinces on Earth, which is consistent with the increased surface heat flow and modern volcanism of the West Antarctic Rift System and part of the Antarctic Peninsula. The increased heat flow and volcanoes in this region are causing instability and accelerating the flow of glaciers from the West Antarctic Ice Sheet into the ocean, which could lead to a significant rise in global sea level.

Keywords

global geodynamic Earth’s model, spherical mantle convection, seismic tomography, Antarctica

References

Трубицын В.П., Баранов А.А., Евсеев А.Н., Труби-цын А.П. Точные аналитические решения уравнения Стокса для тестирования уравнений мантийной конвекции с переменной вязкостью // Физика Земли. 2006. Т. 42. № 7. С. 3–11.
Lobkovsky L.I., Kotelkin V.D. Numerical analysis of geodynamic evolution of the Earth based on a thermochemical model of the mantle convection //Russian Journal of Earth Sciences. 2004. № 6 (1). P. 49–58.
Бобров А.М., Баранов А.А. Модель мантийной конвекции с неньютоновской реологией и фазовыми переходами: структура течений и поля напряжений // Физика Земли. 2016. Т. 52. № 1. С. 133–148.
Добрецов Н.Л., Кирдяшкин А.Г., Кирдяшкин А.А. Глубинная геодинамика. Новосибирск, Изд-во СО РАН, филиал “Гео”, 2001. 408 с.
Кирдяшкин А.А., Кирдяшкин А.Г. Влияние скорости движения океанической литосферы на свободно-конвективные течения в астеносфере под срединно-океаническим хребтом // Физика Земли. 2008. № 4. С. 35–47.
Трубицын В.П., Баранов А.А., Харыбин Е.В. Численные модели субдукции океанической коры c базальтовыми плато // Физика Земли. 2007. № 7. С. 3–10.
Lobkovsky L., Kotelkin V. The history of supercontinents and oceans from the standpoint of thermochemical mantle convection // Precambrian Research. 2015. V. 259. P. 262–277.
Червов В.В., Черных Г.Г., Бушенкова Н.А., Кулаков И.Ю. Численное моделирование трехмерной конвекции в верхней мантии Земли под литосферой Евра-зии // Вычислительные технологии. 2014. Т. 19. № 5. С. 101–114.
Trubitsyn V.P. Evolutionary models of floating continents // Rusian Journal of Earth Sciences. 2004. V. 6. № 5. P. 311–322.
Becker T. On the effect of temperature and strain-rate dependent viscosity on global mantle flow, net rotation and plate-driving forces // Geophys. J. Int. 2006. № 167. P. 943–957.
Becker T.W., Boschi L. A comparison of tomographic and geodynamic mantle models, Geochem. Geophys. Geosyst. 2002. V. 3.10.129/2001GC000168
Paulson A., Zhong Sh., Wahr J. Modelling postglacial rebound with lateral viscosity variations // Geophys. J. Int. 2005. V. 163. P. 357–371.
Bobrov A.M., Baranov A.A. Thermochemical Mantle Convection with Drifting Deformable Continents: Main Features of Supercontinent Cycle // Pure and Applied Geophysics. 2019. V. 176. № 8. P. 3545–3565.
Zhong S., Zuber M.T., Moresi L.N., Gurnis M. Role of temperature-dependent viscosity and surface plates in spherical shell models of mantle convection // Journal of Geophysical Research: Solid Earth. 2000. V. 105. № B5. P. 11063–11082.
Ramage A., Wathen A.J. Iterative solution techniques for the Stokes and Navier-Stokes equations // Int. J. Numer. Methods. Fluids. 1994. V. 19. P. 67–83.
Lösing M., Ebbing J., Szwillus W. Geothermal heat flux in Antarctica: Assessing models and observations by Bayesian inversion // Front. Earth Sci. 2020. V. 8. P. 105.
van Wyk de Vries M., Bingham R., Hein A. A new volcanic province: an inventory of subglacial volcanoes in West Antarctica // Geol. Soc. Spec. Publ. 2018. V. 461 (1). P. 231.
Лобковский Л.И., Баранов А.А., Владимирова И.С., Габсатаров Ю.В. Возможный сейсмогенно-триггерный механизм активизации разрушения ледников, эмиссии метана и потепления климата в Антарктиде // Океанология. 2023. Т. 63. № 1. С. 1–11.
Лобковский Л.И., Баранов А.А., Владимирова И.С., Габсатаров Ю.В., Алексеев Д.А. Возможный сейсмогенно-триггерный механизм эмиссии метана, разрушения ледников и потепления климата в Арктике и Антарктике // Физика Земли. 2023. № 3. С. 33–47.
Lobkovsky L.I., Baranov A.A., Ramazanov M.M., Vladimirova I.S., Gabsatarov Y.V., Semiletov I.P., Alekseev D.A. Trigger Mechanisms of Gas Hydrate Decomposition, Methane Emissions, and Glacier Breakups in Polar Regions as a Result of Tectonic Wave Deformation // Geosciences. 2022. № 12. P. 372.