Модели струйной конвекции обеспечивают механизм для рассмотрения общего поведения гидротермальных систем без рассмотрения деталей распределения температуры и скоростей. Холодный флюид (морская вода) проникает в ослабленную зону на глубину, где он нагревается; затем уже нагретый флюид поднимается и изливается на поверхность дна. Модели предполагаются, как правило, однофазными. Пути погружения, миграции и излияния флюида моделируются в виде отдельных каналов или труб. Модель канала, или трубы может быть рассмотрена как особый случай в модели ячеистой конвекции, в которой крайне неоднородное распределение проницаемости ограничивает пути потока трубообразной зоной в среде с существенно непроницаемой матрицей. Хотя эти модели значительно упрощают реальную геометрию гидротермальных систем, они позволяют прояснить их физические основы в рифтовых зонах СОХ.[ ...]
Струйные модели первоначально были применены для исследования гидротермальной циркуляции, чтобы объяснить аномалии теплового потока [362, 496]. Позднее модели этого типа были использованы для исследования формирования сульфидных рудных отложений в спрединговых центрах, которые, как полагают, аналогичны месторождениям сульфидов в офиолитовых комплексах [367]. В последних исследованиях основное внимание сфокусировано на тепломассопереносе в гидротермах “черных курильщиков” и их временной эволюции [365, 495, 81, 31].[ ...]
Как отмечалось выше, лишь 1/10 часть тепла, выносимого гидротермами, приходится на осевую струйную конвекцию с температурой на выходе до 300-400° С, а остальные 9/10 - на внеосевую, преимущественно однофазовую, конвекцию в пористой коре с температурой терм на выходе 10-20° С [498]. Несмотря на это энергетический вес струйной конвекции в осевой зоне, т.е. в пределах молодой коры (< 10 млн лет ), велик. К тому же именно со струйной конвекцией связано образование сульфидных месторождений на дне океана.[ ...]
По характеру теплопотерь жидкости течение в струях разделяется на медленное, среднее и быстрое [496]. В медленных струях жидкость существенно охлаждается при контакте со стенками и кондуктивном отводе тепла от стенок. В быстрых струях жидкость практически не успевает заметно остыть и сохраняет свою температуру. Если размер трещины сравним с размерами прогреваемой области, то за время t существенное изменение температуры будет ощущаться на расстоянии = ¡yj, где % коэффициент термической диффузии среды. Другими словами, прогреванием охватывается площадь s =K%t вокруг трещины. Тепловые потоки на поверхности довольно быстро уменьшаются с расстоянием от струй. Это затрудняет оценки тепловой мощности струй по измерению поверхностных тепловых потоков в их окрестности. Корректную оценку тепловых потерь в гидротермальных системах можно получить, измеряя скорости выхода и температуру жидкости в гидротермальных струях.[ ...]
Вернуться к оглавлению