Количество плюмов, которое может зародится в самых низах нижней мантии (в пограничной с внешним ядром зоне) теоретически может быть предсказано [Zhong, 2005, 2006]. На основании большого количества вычислительных экспериментов с использованием чисел Рэлея, как для слоистой, так и химически однородной Земли, был получен ответ – 107 плюмов. Для подобных оценок цифра 107 подозрительно точная, но порядок она представляет. В указанных выше работах было заявлено, что что можно ожидать ”десятки плюмов”, который значительно шире по своему диаметру в нижней мантии, чем верхней мантии.
Результаты глобальных томографических исследований показывают, что отображаемые в нижней мантии широкие плюмы, с радиусом не менее 300-400 км не имеют типичную “голова-хвост” форму. Наличие таких широких плюмов без “головы” указывает на то, что вязкость в мантии слабо зависит от температуры, и / или что вариации состава вещества нижней мантии замедляет рост плюма.
Зарождающиеся плюмы обнаружены под Восточными Соломонами, Коралловым морем (рисунок) и, возможно, Южной Явой. Эти зарождающиеся плюмы обнаружены и на модели PRI-S05, и на модели PRI-P05.
Рисунок. Трехмерный вид мантийных плюмов под горячей точками Каролинские острова (CR), Коралловое море (CS), Восточные Соломоны (SL) по данным томографии на P-волнах (слева) и S-волнах (справа). Площадь горизонтальных сечений 40° на 40°. Положение сечений выбрано так, чтобы в их центральной части располагались изучаемые плюмы. Пропорции вертикальной шкалы были преувеличена таким образом, чтобы избежать наложения изображений в сечениях.
Источники.
– Montelli, R., G. Nolet, F. A. Dahlen, and G. Masters (2006), A catalogue of deep mantle plumes: New results from finite-frequency tomography, Geochem. Geophys. Geosyst., 7, Q11007, doi:10.1029/2006GC001248.
– Zhong, S. (2005), Dynamics of thermal plumes in three-dimensional isoviscous thermal convection, Geophys. J. Int., 162, 289–300.
– Zhong, S. (2006), Constraints on thermochemical convection of the mantle from plume heat flux, plume excess temperature, and upper mantle temperature, J. Geophys. Res., 111, B04409, doi:10.1029/2005JB003972.