地球动力学中的简单尺度关系:压力在地幔对流和地幔柱形成中的作用

实验室数据可通过尺度关系(scalingrelations)外推来探讨地幔过程.在行星内部,体积压缩是一个重要参数,因此有必要探讨与体积压缩有关的各种物理量的尺度关系.本文应用简单的体积压缩尺度关系将实验数据和上地幔的物质状态外推来预测下地幔条件下的物质行为,这种预测在热力学上是可行的.所用尺度关系类似于半协调逼近法.俯冲板片和板块的空间尺度约几百公里,时间常数约一亿年,但依体积尺度关系推测,这些参数值在深部地幔要高出几个数量级.这些体积尺度关系意味着地幔深部的运动非常缓慢,并保留有远古特征.这些结果又意味着地球内部化学分层是不可逆的,也不支持地幔柱假说.