Methoden zur Abschätzung der Wärmeflußdichte aus dem oberen Mantel

Zusammenfassung

Die an der Erdoberfläche gemessene Wärmeflußdichte kann mit Hilfe verschiedener Methoden soweit reduziert werden, daß Aussagen über die Größe der Wärmeflußdichte aus dem oberen Mantel möglich sind.

Die lineare Beziehung zwischen Wärmeproduktion und Wärmeflußdichte innerhalb einer Wärmeflußprovinz ergibt den reduzierten Wert direkt, ohne Modelle zum Aufbau der Erdkruste benutzen zu müssen.

Für kleinere Gebiete kann die Wärmeproduktion unter der Annahme ihrer exponentiellen Abnahme mit der Tiefe aus der Struktur der Erdkruste abgeschätzt werden, und das Integral der Verteilung der radiogenen Wärmeproduzenten über die Tiefe ergibt die in der Kruste generierte Wärmeflußdichte, die, vom Oberfläcbenwert subtrahiert, die Wärmeflußdichte aus dem oberen Mantel ergibt.

Eine weitere Methode wird aus Korrelationen zwischen der Wärmeproduktion sowohl mit der Dichte als auch mit der Kompressionswellengeschwindigkeit abgeleitet. Die Korrelationen ergeben aus gravimetrischen und seismischen Modellen ein Modell der Wärmeproduktionsverteilung in der Kruste, aus deren Integral und der Oberflächen-Wärmeflußdichte der Wert aus dem oberen Mantel abgeschätzt wird.

Abstract

The heat flow, measured at the surface can be reduced with the help of various methods, so that conclusions are possible about the quantity from the upper mantle.

The linear relationship between heat generation and heat flow within a heat flow province yields directly the reduced heat flow without models of the structure of the crust.

The heat generation can also be estimated from the structure of the crust for small areals with the assumption of its exponential depletion with depth. The integral of the distribution of the radiogen heat sources and the thickness of the crust yields the heat flow generated in the crust, so that the heat flow from the upper mantle is deducable from the value at the surface by substraction the value generated in the crust.

Another method is deduced from correlations between heat generation as well with the density as with the longitudinal velocity. A model of the distribution of heat generation in the crust results directly from gravity and seismic models by using those correlations. The integral of the distribution of the heat sources in the crust yields the heat flow from the upper mantle by subtraction the value of the integral from the surface value of the heat flow.

Resume

La densité du flux géothermique mesurée à la surface, peut être réduite à l'aide de différentes méthodes, de manière à pouvoir en déduire la grandeur du flux thermique du manteau supérieur.

La relation linéaire entre la production thermique et le flux thermique, donne directement la valeur réduite, sans qu'il y ait besoin d'utiliser des modèles de structuraux de la croûte.

Dans les régions locales, la production thermique, en admettant qu'elle diminue exponentiellement avec la profondeur, peut être évaluée approximativement à l'aide de la structure de la croûte; l'intégrale de la distribution en profondeur des producteurs de chaleur radiogènes y donne la densité du flux thermique engendré dans la croûte, qui, soustraite de la valeur à la surface, donne la densité du flux thermique du manteau supérieur.

Une autre méthode s'obtient à l'aide de corrélations entre la production thermique due à la densité et celle due à la vitesse des ondes de compression. Les corrélations, obtenues à l'aide de modèles gravimétriques et sismiques, donnent un modèle de la distribution de la production thermique dans la croûte, dont l'intégrale d'une part et la densité du flux thermique à la surface d'autre part, permettent d'évaluer approximativement la valeur relative au manteau supérieur.

Краткое содержание

По измеренной на пове рхности Земли плотно сти теплового потока мож но оценить величину пло тности теплового пот ока, исходящего из верхне й ментии Земли. Линейная зависимост ь между выделенным те плом и плотностью тепловог о потока в пределах изв естной тепловой пров инции дает непосредственно искомую величину без необходимости прибе гать к построению модели Земной коры. Количество тепла для небольших районов оц енивают, исходя из структуры Земной коры, и приняв е го экспотенциальное уменьшив с глубиной, причем величина интеграла р аспределения радиог енных источников тепла в гл убинах показывает восстана вливаемую плотность теплового потока в коре. Отняв её значение от в еличин потока поверх ности, получают плотность теплового потока, пос тупающего из верхней мантии. Другой метод основан на корреляции между в ыделением тепла с одной стороны с плотностью, а с другой — со скорост ью волн сжатия. Исходя из этих корреляций — н а основании гравимет рических и сейсмических моделе й — составляют модель р аспределения источн иков тепла в коре Земли и по интегралу его и по плотности потока теп ла поверхности оценива ют значения тепла, выдел яемого верхней манти ей Земли.