Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.astronet.ru/db/msg/1210401/node5.html
Дата изменения: Sat Dec 17 02:26:15 2005
Дата индексирования: Wed Dec 26 15:31:46 2007
Кодировка: Windows-1251

Поисковые слова: вторая космическая скорость
Астронет > Проблемы математического описания конвекции во внутренних областях Земли
Rambler's Top100Astronet    
  по текстам   по ключевым словам   в глоссарии   по сайтам   перевод
 

<< 3. Условия возникновения конвекции | Оглавление | 4.1. Двумерная модель >>

4. Моделирование развитой конвекции на стадии аккумуляции Земли

Разделы

Изложение этого раздела в основном следует результатам [12]. Строение, состав Земли и распределение -условий к завершению ее аккумуляции во многом предопределили ход последующей эволюции планеты. Однако исследования начального состояния Земли остаются фрагментарными. Причина состоит в том, что прямые геологические данные этого возраста не только для внутренних областей планеты, но и о ее поверхности отсутствуют. Поэтому широко используются результаты математического моделирования. Задача о восстановлении начальной структуры, состояния и температуры планеты вбирает все проблемы, связанные с оценкой состава протопланетного облака, его фракционирования, порядка конденсации, а затем аккумуляции частиц и тел, корректный учет энергетического баланса в системе и т. д., что делает ее чрезвычайно сложной.

В работе рассмотрены результаты численного моделирования начальной температуры в 2D-модели Земли с учетом конвекции в сжимаемой среде с переменной вязкостью для различных вариантов распределения плотности в растущей планете.

Основным источником энергии на стадии аккумуляции планеты является выделение потенциальной энергии тел, которая преобразуется сначала в их кинетическую энергию, а в момент столкновения с протопланетой преобразуется в тепло. При падении мелких тел и частиц обычно считается, что вся кинетическая энергия соударения высвечивается непосредственно на поверхности растущей планеты и условие баланса температуры поверхности имеет вид [13]

(38)

где  - масса растущей планеты;  - ее радиус;  - постоянная Стефана-Больцмана;  - гравитационная постоянная; и  - температура поверхности и в подсолнечной точке при его современной светимости;  - скорость аккумулируемого тела;  - время.

Входящее в (36) выражение для скорости роста массы зародыша определяется динамической моделью формирования планеты. Широко известна модель В. С. Сафронова [13], согласно которой

(39)

где  - угловая скорость орбитального движения;  - поверхностная плотность вещества в зоне «питания» протопланеты;  - современная масса планеты;  - статистический параметр, учитывающий распределение частиц по массам и скоростям в зоне «питания». Рассматриваемая ниже 2D-модель позволяет учитывать и не однородное распределение планетезималей по поверхности и обусловленное этим возникновение первичных плотностных и тепловых неоднородностей.

Одновременно с ростом зародыша планеты происходил и рост масс конкурирующих тел в зоне «питания». Эти тела уже могли достигать таких размеров, что при их падении образовывались кратеры значительной глубины, и часть кинетической энергии переходила в сохраненное под поверхностью зародыша планеты тепло.

Одномерная модель. Восстанавливается распределение температуры в сферически-симметричном теле. Конвективный теплоперенос и наличие зон плавления смеси учитывается параметрически, аналогично [14], введением эффективных значений теплоемкости и теплопроводности конвективной зоны определяются из сопоставления вычисленного распределения температуры с адиабатическим при значении массы протопланеты на данном временном слое

(40)

Возникновение конвекции фиксируется по превышению числа Релея его критического значения, принимаемого здесь .

<< 3. Условия возникновения конвекции | Оглавление | 4.1. Двумерная модель >>

Публикации с ключевыми словами: геофизика - строение Земли - конвекция
Публикации со словами: геофизика - строение Земли - конвекция
См. также:
Все публикации на ту же тему >>

Оценка: 2.2 [голосов: 4]
 
О рейтинге
Версия для печати Распечатать

Астрометрия - Астрономические инструменты - Астрономическое образование - Астрофизика - История астрономии - Космонавтика, исследование космоса - Любительская астрономия - Планеты и Солнечная система - Солнце


Астронет | Научная сеть | ГАИШ МГУ | Поиск по МГУ | О проекте | Авторам

Комментарии, вопросы? Пишите: info@astronet.ru или сюда

Rambler's Top100 Яндекс цитирования