Convection in earth's mantle: Impacts of solid-solid phase transformations and crystalline rheology
Notice bibliographique
Résumé
I first present a detailed analysis of the linear stability of an intern al thermal boundary layer. In the absence of effects due to convective motion, this boundary layer is shown to be extremely unstable. When effects due to the background flow are parameterized through a Peclet number and an endothermic phase transition is present, it is shown that the boundary layer is stabilized to the extent seen in numerical simulations of mantle convection. A series of detailed numerical calculations are presented in which I perform a broad survey of the effects of internal heating, depth-dependent viscosity, and differing Clapeyron slopes of the endothermic phase transition. The size distribution of mass flux events that cross the 660-km depth horizon is examined. It is determined that as the degree of layering increases, the number of small mass flux events increases while the number of large events decreases. I also determine that when the core-mantle boundary temperature is set such as to be in accord with high pressure experiments, the calculated surface heat flow is significantly greater than that of the real Earth. Earth-like surface heat flows were calculated only when convection was very strongly layered or when the mean viscosity was significantly greater than the viscosity inferred on the basis of post-glacial rebound. I also derive a simple parameterized model of convection and demonstrate that its predictions are very close to those of the full dynamical model. This parameterized model is further used to calculate possible Earth thermal histories. It is determined that for models which have a constant degree of layering, the Earth’s initial core temperature must be improbably high in order to match the constraint of the observed surface heat flow today. If the degree of layering is allowed to vary with the system Rayleigh number, a novel mechanism occurs which buffers the upper mantle temperature allowing for long periods of time with constant, Earth-like, surface heat flow with reasonable initial core temperatures. All acceptable models also require high viscosities which argues that the viscosity of the mantle that controls convection may be greater than that for post-glacial rebound.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».