Суперкомпьютер выяснил, что заставляет поверхность Земли двигаться

Москва, 12:46, 31 Окт 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Мантия Земли управляет тектоническими плитами, или плиты управляют мантийным потоком?

Двигаются ли тектонические плиты из-за движения в мантии Земли, или мантия движется из-за перемещения плит? Какие движущие силы вызывают движение тектонических плит — это всегда оставалось вопросом с момента появления теории тектонических плит 50 лет назад.

Вызывают ли холодные края плит движение, наблюдаемое на поверхности Земли или в мантии с конвекционными токами, движущими земные пласты? Для геологов это что-то вроде проблемы «курицы и яйца». Это происходит потому, что как пластины, так и мантия принадлежат к единой самоорганизующейся системе.

Теперь ученые из École Normale Supérieure — PSL, и Университета Рима обнаружили, что мантией управляет, главным образом, поверхность Земли.

Чтобы поближе взглянуть на задействованные силы, ученые рассматривали твердую Землю как единую неделимую систему и выполнили наиболее полное на сегодняшний день моделирование вымышленной планеты, очень похожей на Землю. Сначала они обнаружили соответствующие параметры, а затем провели около девяти месяцев, решая систему уравнений с помощью суперкомпьютера, реконструируя эволюцию планеты за период 1,5 миллиарда лет.

Уравнения описывают глобальные трехмерные модели сферической мантийной конвекции, которые снимают ограничение идеально жестких плит, захватывая тектонику в региональном масштабе.

Разрабатывая эти модели, команда обнаружила, что две трети поверхности Земли движется быстрее, чем основная мантия; другими словами, это поверхность, которая тащит за собой внутреннюю часть, а роли поменялись местами для оставшейся трети. Этот общий баланс сил изменяется в течение геологического времени, обычно в течение суперконтинентального цикла. Последний в основном тянется за счет глубокого движения в мантии во время фаз строительства суперконтинента.

Напротив, когда суперконтинент распадается, движение в основном обусловлено движением плит, когда они опускаются в мантию.

Ученые представили свои выводы в журнале Science Advances. По мнению авторов, полученные данные могут помочь нам понять, как формируются и исчезают срединные океанические хребты, чем вызывается субдукция или что определяет расположение плюмов, которые вызывают обширные извержения вулканов.