Earth

Цепочка вулканических островов

Двигайте океаническую плиту над мантийным плюмом и прочтите оставленную цепочку: расстояние на разность возрастов — скорость плиты, острова проседают с остывающей литосферой и размываются над морем, пока старшие не станут подводными горами, а смена курса в 40 млн лет изгибает цепочку ровно на изменение азимута, не трогая старых островов. Дайте плюму дрейф — цепочка сместится с ним.

Автор — Mykhailo Makarov

Изображение из программы

Что происходит

Океаническая плита движется над мантийным плюмом с заданной скоростью и азимутом (1 см/год — это 10 км за млн лет). Каждый миллион лет над плюмом зарождается новый остров, и каждый остров едет с плитой, набирая вулканический объём по гауссовой подаче плюма, пока он в его досягаемости; он стоит конусом заданного уклона на дне 4 км, проседает с остывающей литосферой как k·(√(t + 1) − 1) и теряет высоту от эрозии, пока он над морем, причём размытый объём учтён так, что объём плюс размытое равно излившемуся. Плита поворачивает на новый азимут в заданный момент; плюм может дрейфовать. Длина цепочки на возраст старшего острова — скорость плиты, а изгиб — изменение азимута.

Что попробовать

Смотрите, как растёт цепочка и тонут старшие острова; в 40 млн лет курс меняется, и цепочка изгибается на изменение азимута. Дайте плюму дрейф и увидьте смещение цепочки.

Модель и её ограничения

Плюм с постоянной подачей и гауссовой досягаемостью, конусы одного уклона, закон проседания с квадратным корнем и эрозия, линейная по высоте; без изгиба, без роста рифов, без воспроизведения реальной цепочки.

Уравнения модуля

Уравнения
dx/dt = v,  v = 10·u (km/Myr per cm/yr)
dV/dt = Q·e^(−d²/r_p²)
H = (3·V·tan²φ/π)^(1/3)
z = H − D − k·(√(t + 1) − 1) − Δh

Другие эксперименты

К каталогу

Earth

Осадочный бассейн

Смотрите, как за десять миллионов лет заполняется бассейн длиной 100 км: фундамент опускается тем быстрее, чем дальше от шарнира, осадок приходит у шарнира и расползается вниз по склону диффузией, быстрее на суше, чем под водой, и каждые четверть миллиона лет ложится маркирующий пласт. Песок остаётся у источника, ил уходит дальше; пористость выжимается с глубиной, так что уплотнённая толща выше, чем твёрдое, что она содержит. Поднимите море — берег отступит; утройте снос — бассейн переполнится и перельётся за дальний край. Поданный, вынесенный и удержанный осадок сходятся до округления, а диффундирующий холм растит свою дисперсию ровно на 2 K t.

Earth

Складчатость пластов

Сжимайте вдоль пласт песчаника 100 м, в сто раз более вязкий, чем его глина: растёт каждая заложенная длина волны, но быстрее всех та, что близка к биотовской 2 pi h (eta_l / 6 eta_m)^(1/3), и пласт выпучивается в правильные складки, амплитуда которых — экспонента роста, накопленного за историю сжатия. Удвойте толщину — складки удвоят длину волны; поднимите контраст — они удлинятся как кубический корень; снимите контраст — пласт лишь утолщается вместе с матрицей. Вязкая мощность сжатия читается в ваттах на метр складки.

Earth

Метаморфизм

Погружайте глину на километр за миллион лет по геотерме 25 K/км, подержите и поднимите назад: её точка идёт по сетке фаций давление-температура, хлорит уступает биотиту, гранату и ставролиту по мере сдвига равновесных долей, а поскольку скорость реакции падает в тысячу раз между 600 и 400 градусами, пиковая ассоциация выносится на поверхность почти нетронутой — чуть сильнее переработанной при медленном подъёме. Углубите погружение при холодном градиенте — путь уйдёт в голубые сланцы; дайте плутону прогреть неглубокую породу — она испечётся в роговик; подержите образец изотермически — его доли релаксируют по замкнутой экспоненте.