小行星撞击对地球的上地幔对流的影响

本文分别基于数值结果和地质学模型，在假定地球的上地幔存在稳定Rayleigh-Bénard对流的基础上，模拟了直径为10km（陨石坑直径约180km，以Chicxulub为例）和直径为100km（陨石坑直径约1000km）的小行星撞击对地球的上地幔对流格局的影响.本文将直径10km小行星的撞击效果等效为热异常，将直径100km小行星的撞击效果等效为热异常和速度异常（主要指陨石坑底部的回弹）的叠加.计算结果表明，当小行星的直径在10km左右时，撞击对上地幔对流的影响十分微弱，热扰动时间仅2—3Ma；而当小行星的直径达到100km时，撞击就会对上地幔对流产生强烈影响.这时，对流从扰动到新的稳态有一定模式可循（依次为：调整、多个对流环、调整、稳定），扰动的持续时间受黏度和撞击点位置影响，同时稳定后地幔热柱会向着撞击点的方向产生一定的位移.