Суперкомпьютер раскрыл тайну движения тектонических плит в мантии Земли

Международная группа исследователей использовала суперкомпьютерное моделирование, чтобы раскрыть механизмы погружения тектонических плит в мантию Земли. Учёные из Великобритании, Швейцарии и США разработали сложные компьютерные модели, объясняющие, как древние океанические плиты (субдуцирующие плиты) движутся через земную мантию на глубинах до 1000 км.

Исследование показало, что на глубине около 660 км происходит «эндотермический фазовый переход», когда непереработанный материал в холодном ядре плиты сопротивляется дальнейшему погружению. Однако способность плиты продолжать движение к границе ядра и мантии зависит от того, находится ли над зоной субдукции континентальная или океаническая плита.

Когда над зоной субдукции находится толстая континентальная плита, погружающиеся плиты сначала отклоняются на глубине 660 км, но затем продолжают движение глубже, образуя характерную «ступенчатую» форму. В случае с более тонкой океанической плитой сверху, погружающиеся плиты обычно уплощаются на глубине 660 км независимо от увеличения жёсткости мантии.

Доктор Антонетта Грета Грима из Университета Глазго, ведущий автор исследования, пояснила: «Континенты, на которых мы живём, не только формируют ландшафты вокруг нас, но и влияют на работу «земного двигателя» глубоко под поверхностью. Наши модели не просто воспроизводят то, что мы видим на сейсмических томографических сканах, они это объясняют».

Моделирование подтвердило наблюдения геологов за плитами Наска под Южной Америкой, которая погружается «ступенчато», и плитой Идзу-Бонин возле Японии, которая уплощается на глубине. Исследователи использовали суперкомпьютер ARCHER для создания двумерных моделей, введя новый параметр — «коэффициент изгиба плиты».

ИИ: Это исследование демонстрирует важность междисциплинарного подхода в современной науке, где суперкомпьютерное моделирование позволяет проверять гипотезы, которые ранее были недоступны для экспериментальной проверки. Полученные результаты имеют практическое значение для понимания причин землетрясений и вулканической активности в разных регионах планеты.