Геологи создали более глубокий взгляд на процессы под поверхностью Земли с помощью 3D-изображений

Геологи из Техасского университета в Далласе использовали огромные массивы данных о землетрясениях и суперкомпьютеры для генерации высокодетализированных 3D-изображений динамических геологических процессов, происходящих глубоко под поверхностью Земли.

В исследовании, опубликованном 29 апреля в Nature Communications, команда описала, как создала изображения потоков мантии в зоне субдукции под Центральной Америкой и Карибским морем, используя вычислительно интенсивный метод — полную инверсию сейсмической волновой формы (FWI). Это первое комплексное сейсмическое исследование, которое напрямую визуализирует трёхмерные поля мантийных потоков в реальных условиях субдукции с помощью передовой технологии FWI. По словам ведущего автора исследования доктора Хэцзюня Чжу, погружение океанических плит в мантию Земли — это то, что заставляет двигаться тектонические плиты, и один из важнейших процессов на планете, связанный с множеством природных опасностей.

Исследователи создали изображения, используя высококачественные данные, записанные за 10 лет с 4500 сейсмических станций от 180 землетрясений. Вычисления выполнялись на высокопроизводительных кластерах в Техасском суперкомпьютерном центре. Полученные изображения подтвердили, что плиты в изучаемом регионе не являются крупными цельными фрагментами, а раздроблены на более мелкие слэбы. 3D-модель Чжу показывает сложные паттерны мантийных потоков вокруг этих погружающихся фрагментов и в промежутках между ними. Подобная фрагментация наблюдается и в других регионах мира, например, в зоне субдукции Каскадия на северо-западе США. В будущем команда планирует изучить и другие зоны субдукции, включая зону Кермадек-Тонга.