Способ физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии

Авторы патента:

СЕМЕНОВ ЕВГЕНИЙ ПЕТРОВИЧ

УШАКОВ СЕРГЕЙ АЛЕКСАНДРОВИЧ

ШЕМЕНДА АЛЕКСАНДР ИЛЬИЧ

G09B23/40 - в геологии

Изобретение относится к геологии. Целью изобретения является упрощение способа физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии. Для этого заполняют жидкостью прозрачную кювету. На глубине 0,1-1,0 см параллельно поверхности жидкости в кювете фиксируют капроновую сетку. Размещают на последней растворимое в жидкости вещество. Постепенное и равномерное самопроизвольное растворение вещества приводит к развитию в жидкости конвекции. В качестве заполняющей кювету жидкости используют воду. В качестве растворимого в жидкости вещества на капроновой сетке размещают железосинеродистый калий. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 09 в 23/40 г ъ

ОПИСАНИЕ И3ОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4Р ьф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2l) 4431639/22-03 (22) 25.03.88 (46) 30.11.90. Бюл. 9 44 (71) ИГУ им. M.Â.Ëîìîíîñîâà (72) Е.П.Семенов, С,А.Ушаков и А.И.Шеменда (53) 553.98.061(088.8) (56) Океанология. Геофизика океана.

Т. 2. Геодинамика, M.: Наука, 1979, с. 88-142. (54) СПОСОБ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ХИИИКО-ПЛОТНОСТНОЙ КОНВЕКЦИИ В

МАНТИИ (57) Изобретение относится к геологии. Целью изобретения является уп.вЂ”

Изобретение относится к геологии, в частности к способам моделирования протекающих в мантии Земли геодинамических процессов

Целью изобретения является упрощение способа.

На:чертеже изображена кювета для моделирования химико-плотностной конвекции в мантии Земли.

Способ основан на возбуждении и последующем наблюдении конвекции.

При его осуществлении заполняют жидкостью прозрачную кювету. На глубине

0 1-1,0 см параллельно поверхности жидкости в кювете фиксируют капроновую сетку, размещают на последней растворимое в жидкости вещество, постепенное и равномерное самопроиз вольное растворение которого приводит к развитию в жидкости конвекции. Кроме того, в качестве заполняющей кювету жидкости используют воду, а

„.SU,» 1610481 А 1

2 рощение способа физического моделирования химико-плотностной конвеции в мантии. Для этого заполняют жидкостью прозрачную кювету. На глубине

0 1 1,0 см параллельно поверхности жидкости s кювете фиксируют капроновую сетку. Размещают на последней растворимое в жидкости вещество. Постепенное и равномерное самопроизвольное растворение вещества приводит к развитию в жидкости конвекции. В качестве заполняющей кювету жидкости используют воду. В качестве растворимого в жидкости вещества на капроновой сетке размещают железосинеродистый калий. 1 з.п. ф-лы, 1 ил, в качестве растворимого в жидкости вещества на капроновой сетке размещают железосинеродистый калий.

На чертеже показано устройство, с помощью которого осуществляют способ.

Устройство содержит прозрачную кювету 1, в которую заливают жидкость 2, например воду, моделирующую

1 мантию Земли. В верхней части кюветы

1 ниже поверхности воды 3 на 0,11,0 см натягивая фиксируют мелкую капроновую (или из другого материала) сетку 4. На поверхности сетки 4 pasMe щают (насыпают) растворимый в жидкости порошок 5, например железосинеродистый калий, хлористый кальций, медный купорос, подкрашенный сахар и др, Поскольку порошок оказывается погруженным в жидкость, происходит его растворение и соответственно утяжеление поглотивных порошок объемов

1610481 жидкости, В результате они погружаются, а их место занимает свежее" вещество, поступающее снизу, т.е. начинается конвекцил. Ее интенсивность (cKopocTK) зависит от растворимости порошка, его плотности и глубины h погружения сетки. При h=0,1 см растворяется тонкий слой порошка, что соответствует слабой дифференции 10 (слабому утяжелению) . При h=1 см процесс идет быстрее. Развивающаяся конвекция затухает со временем по мере того, как мантия" насыщается солью, и прекращается совсем, когда 15 раствор становится насыщенным.

Физически утяжеление жидкости на ее поверхности солью и развитие в результате этого нетермической конвекции аналогично процессу дифферен- 20 циации (облегчения) вещества мантии на границе с ядром и вызываемой ею химико"плотностной конвекции.

Режим конвекции в модели можно менять не только применением солей с 25 различной растворимостью и погружением их на разную глубину, но и изменением вязкости мантии, например, используя не истую воду, а сахарные сиропы различной концентрации. Все 30 режимы представляют интерес, так как они позволяют моделировать различные реальные ситуации.

Визуализация конвективных движений в жидкости осуществляется с помо- З5 щью использования цветных порошков (солей) и введения в нее маркероввЂ”

I твердых частиц, например ликоподия.

Предлагаемый способ отличается простотой физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии позволяет исследовать зарождение и развитие этого типа конвекции, изучать конфигурацию конвективных ячеек, закономерности их перестроек со временем, измерять скорость движения вещества и пересчитывать ее на реальные условия, делать выводы о проявлениях конвекции на поверхности Земли.

Формула изобретения

1. Способ физического моделирования химико-плотностной конвекции в мантии Земли, основанный на возбуждении"и последующем наблюдении конвекции, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения crlbco"" ба, заполняют жидкостью прозрачную кювету, на глубине 0,1-1 0 см параллельно поверхности Жидкости в кювете фиксируют кайроновую сетку, размещают на последней вещество, обладающее постепенным и равномерным самопроизвольным растворением в жидкости, 2, Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что в качестве заполняющей кювету жидкости использу" ют воду, а в качестве растворимого в жидкости вещества на капроновой сетке размещают железосинеродистый калий.

Похожие патенты:

Геофизический прибор // 1434482

Способ создания макета пористой среды // 1309074

Изобретение относится к нефтедобывающей пром-ти, а именно к созданию объемных макетов пористых сред и позволяет обеспечить улучшение наглядности при демонстрации физических процессов,-происходящих в пористых средах

Устройство для моделирования образования эффузивных горных пород // 1293752

Изобретение относится к геологии и позволяет повысить наглядность демонстрации процесса образования эффузивных пород за счет создания естественного профиля излития лавы в различные периоды действия вулкана

Способ моделирования срезов геологических структур // 1264230

Способ изготовления модели для исследования объемного электромагнитного поля // 1226515

Изобретение относится к физическому моделированию и может быть использовано при физическом моделировании распространения объемных электромагнитных полей применительно к аадачам геофизической разведки

Состав для моделирования горнотехнологических процессов на эквивалентных материалах // 1218107

Устройство для воспроизведения силового подобия на моделях скального массива // 651403

Учебный прибор для опытного доказательства явления размыва правого берега рек // 120045

Модель нефтяного пласта // 104300

Патент 100004 // 100004

Устройство для моделирования процесса деформирования грунта вокруг расширяющейся скважины // 2273891

Изобретение относится к исследованиям процесса деформации и может быть использовано для моделирования процесса деформирования грунта вокруг расширяющейся под давлением скважины, например в строительстве

Способ построения обратимой трехмерной гидродинамической модели земли, калибруемой в реальном времени в процессе бурения // 2321064

Изобретение относится к геофизическому анализу с целью оптимизации процесса бурения и, в частности, - к способу построения обратимой трехмерной гидростатической модели земли и ее применения с целью прогнозирования развития сверхгидростатического формационного давления перед бурением и в его и в процессе

Способ исследования работы анкерной крепи на моделях из эквивалентных материалов и устройство для его реализации // 2368785

Изобретение относится к испытательной технике, к области изучения геомеханических процессов путем физического моделирования на эквивалентных материалах

Способ моделирования на моделях из эквивалентных материалов проявлений горного давления в выработках // 2425223

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для определения проявления горного давления в выработках закрепленных анкерной крепью

Способ подготовки модели пласта с трещиной к исследованиям // 1716559

Изобретение относится к моделированию в геологии

Электрическая модель пласта // 2577223

Изобретение относится к научным моделям в геологии и предназначено для выявления зависимостей напряженно-деформированного состояния пластов, например угольных, от различных их геометрических и физических характеристик, условий залегания и технологий отработки. Технический результат - создание в электрической модели пласта сложного НДС, аналогичного НДС имитируемого пласта, и контроль этого НДС по удельному электрическому сопротивлению в различных точках электрической модели пласта. Электрическая модель пласта состоит из электропроводного слоя, в различных точках которого расположены переносные электроды. Электропроводный слой выполнен из вещества, удельное электрическое сопротивление которого зависит от давления на него, и содержит пустоты, имитирующие выработки различного назначения. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Система и способ оценки структур трещин // 2638056

Изобретение относится к моделированию сложных структур трещин в подземном пласте. Техническим результатом является упрощение исследования потоков флюида для многих типов сложных структур трещин. В частности, предложена система для исследования сложных структур трещин, содержащая коллектор слотов. Коллектор содержит множество секций слотов, соединенных между собой под углом относительно друг друга, при этом каждая секция слота образована параллельными пластинами, образующими зазор для потока между ними. Кроме того, коллектор содержит устройство распределения потока, задействующее множество секций слотов. Причем устройство распределения потока является избирательно регулируемым для разрешения или блокирования потока флюида вдоль зазора для потока заданных секций слотов из множества секций слотов. Также коллектор содержит множество входов и выходов потока флюида для обеспечения притока и оттока флюида по отношению к множеству секций слотов для моделирования потока между трещинами в структуре трещин, расположенных под различными углами относительно друг друга. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 10 ил.