Jökull


Jökull - 01.12.1973, Blaðsíða 34

Jökull - 01.12.1973, Blaðsíða 34
TABLE 1. Properties of silicates and oxides.1 Compound Molar Wgt. (X 10-3kg/mole) Molar Vol. (10-G m3/mole) p x 103 (kg/m3) Mg2Si04 (forsterite) 140.7 43.792 3.213 Mg2Si04 (spinel) 140.7 39.582 3.555 MgO (periclase) 40.32 11.25 3.584 Si02 (stishovite) 60.09 14.02 4.287 2MgO + Si02 140.7 36.50 3.855 Fe2Si04 (fayalite) 203.79 46.392 4.393 Fe2Si04 (spinel) 203.79 42.032 4.849 FeO (wiisdte) 71.9 12.05 5.969 2FeO + Si02 203.79 38.12 5.346 1) After Anderson (1967). 2) Ringwood and Major (1970). mantle convection. The upper mantle is gener- ally assumed to contain about 75% olivine with an Mg/Fe ratio of about 9:1 (Ringwood, 1970). The lower mantle is probably composed of the component oxides MgO, FoO, and SÍO2 (Ander- son and Jordan, 1970). We shall treat the mantle phase transitions as univariant. More- over we shall assume that the transition para- meters can be approximated by the parameters for transitions occurring in pure Forsterite (Mg2 SÍO4) and pure Fayalite (Fe2Si04). Table 1 and Table 2 list the pertinent data. We shall take commonly used values for the average physical properties of the mantle: c = 103j/kg; ot = 2 x 10-5/°C; a = 2 X 10-6m2/sec. For the aver- age heat production in the entire mantle, we take A = 10-12 watts/kg, the same order of magnitude as the heat production in dunite (Stacey, 1969). We first consider convection throughout the entire mantle and assume = 10-3 °C/m. The ratio di/h is approximately 0.1 and 0.2 for the 400 km and 650 km transitions respectively. We have calculated the critical Rayleigh number for the various transitions from (58). Table 3 lists the results. Table 3 shows that the olivine-spinel phase transition lowers the critical number slightly, whereas the spinel-oxides transition raises the cridcal number slightly. Since the effects of each transition are small, the interaction be- tween the two transitions should introduce only a slight error into the critical Rayleigh numb- ers shown in Table 3. Although there is a fair amount of uncertainty in the data, Table 3 indicates that the mantle phase transitions modify tlie critical Rayleigh number by less than a factor of two from the critical number for a homogeneous fluid. To calculate the Rayleigh number for the entire mantle, we recall that _ q gAh5 j/a2c All the needed parameters have been estimated except tlie kinemadc viscosity. Fennoscandian uplift data give values from 1015 to 3 X 1017 m2/sec for the asthenosphere (McConnell, 1965, 1968; Lliboutry, 1971). Munk and MacDonald (1960) have suggested that the non-equilibrium flattening of the earth requires the viscosity of tlie lower mantle to be of the order of 1022 m2/sec. Recently Goldreich and Toomre (1969) have suggested tliat this liigh estimate is un- realisdc. 32 JÖKULL 23. ÁR
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64
Blaðsíða 65
Blaðsíða 66
Blaðsíða 67
Blaðsíða 68
Blaðsíða 69
Blaðsíða 70
Blaðsíða 71
Blaðsíða 72
Blaðsíða 73
Blaðsíða 74
Blaðsíða 75
Blaðsíða 76
Blaðsíða 77
Blaðsíða 78
Blaðsíða 79
Blaðsíða 80
Blaðsíða 81
Blaðsíða 82
Blaðsíða 83
Blaðsíða 84
Blaðsíða 85
Blaðsíða 86
Blaðsíða 87
Blaðsíða 88
Blaðsíða 89
Blaðsíða 90
Blaðsíða 91
Blaðsíða 92
Blaðsíða 93
Blaðsíða 94
Blaðsíða 95
Blaðsíða 96
Blaðsíða 97
Blaðsíða 98
Blaðsíða 99
Blaðsíða 100
Blaðsíða 101
Blaðsíða 102
Blaðsíða 103
Blaðsíða 104
Blaðsíða 105
Blaðsíða 106
Blaðsíða 107
Blaðsíða 108
Blaðsíða 109
Blaðsíða 110
Blaðsíða 111
Blaðsíða 112
Blaðsíða 113
Blaðsíða 114
Blaðsíða 115
Blaðsíða 116
Blaðsíða 117
Blaðsíða 118
Blaðsíða 119
Blaðsíða 120
Blaðsíða 121
Blaðsíða 122
Blaðsíða 123
Blaðsíða 124
Blaðsíða 125
Blaðsíða 126
Blaðsíða 127
Blaðsíða 128
Blaðsíða 129
Blaðsíða 130
Blaðsíða 131
Blaðsíða 132

x

Jökull

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Jökull
https://timarit.is/publication/1155

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.