Суперкомпьютерное моделирование раскрывает давнюю тайну погружающихся океанических плит

Международная группа исследователей использовала мощности суперкомпьютера, чтобы лучше понять, как массивные фрагменты древнего океанического дна деформируются, погружаясь на сотни километров ниже поверхности Земли. Учёные из Великобритании, Швейцарии и США разработали сложные компьютерные модели, которые проливают новый свет на сложные физические взаимодействия, управляющие скольжением и погружением древней океанической коры, или субдуцирующих плит, через мантию Земли — процесс, известный как субдукция.

Результаты помогают объяснить, как условия в критической точке мантии и силы со стороны верхней плиты в зонах субдукции определяют, как эти древние плиты транспортируются внутри Земли. Моделирование показывает, что способность плиты продолжать путь к границе ядро–мантия зависит как от того, погружается ли она под другую океаническую плиту или под континент на поверхности, так и от конкретной глубины, на которой увеличивается вязкость мантии. Когда над зоной субдукции находится толстая континентальная плита, а мантия становится более вязкой на глубине около 1000 км, погружающаяся плита сначала отклоняется на 660 км, но затем продолжает углубляться, образуя характерную «ступенчатую» форму. В случае с более тонкой океанической плитой сверху, субдуцирующие плиты имеют тенденцию расплющиваться на глубине 660 км.

Как отметила ведущий автор исследования доктор Антонетта Грета Грима из Университета Глазго: «Континенты, на которых мы живём, не только формируют ландшафты, но и влияют на работу "двигателя Земли" глубоко под поверхностью... Это помогает понять, почему одни регионы более подвержены мощным землетрясениям и извержениям вулканов, чем другие». Ключевым параметром в модели стал новый показатель — «коэффициент изгиба плиты», который помогает определить её поведение. Результаты модели хорошо согласуются с данными сейсмической томографии для плит Наска под Южной Америкой и Идзу-Бонин у Японии.