Bilder av den numeriska lösningen i det ögonblick då en superkontinent (vänster, i lila grå) börjar bryta upp. På bilden till vänster, den modellerade fiktiva planeten ser ungefär ut som jorden:dess yta och mantel rör sig spontant, med hastigheter nära de som observerats på jorden. Fördelningen av plattorna (varav några är stora, medan många är små) är också liknande, liksom topografin:röda nyanser representerar grunda områden i havet (åsar), medan blått indikerar den djupa havsbotten. De djupaste blå områdena motsvarar subduktionsgravar (där en platta sjunker in i manteln). Kontinenterna visas i genomskinligt vitt (och verkar därför lila grå). Bilden till höger visar varma strömmar (plymer) som stiger upp från mantelns botten. Upphovsman:Nicolas Coltice
Rör sig tektoniska plattor på grund av rörelse i jordens mantel, eller drivs manteln av plattornas rörelse? Eller kan det vara så att denna fråga är dåligt ställd? Detta är den synvinkel som forskare vid École Normale Supérieure - PSL, CNRS och universitetet i Rom 3, som betraktar plattorna och manteln som tillhörande ett enda system. Enligt deras simuleringar, publiceras i Vetenskapliga framsteg den 30 oktober, 2019, det är främst ytan som driver manteln, även om den dynamiska balansen mellan de två förändras över superkontinentcykler.
Vilka krafter driver tektoniska plattor? Detta har varit en öppen fråga sedan plåtektonisk teori kom för 50 år sedan. Förorsakar de kalla kanterna på plattor som sakta sjunker in i jordens mantel vid subduktionszoner rörelsen som observeras vid jordens yta? Eller alternativt, gör manteln, med sina konvektionsströmmar, köra plåtarna? För geologer, detta är ungefär som problemet med hönan och ägget:manteln får tydligen plattorna att röra sig, medan de i sin tur kör manteln ...
För att belysa krafterna som verkar, forskare från Geology Laboratory of École Normale Supérieure (CNRS/ENS — PSL), Institute of Earth Sciences (CNRS/Universities Grenoble Alpes och Savoie Mont Blanc/IRD/Ifsttar) och University of Rome 3 behandlade den fasta jorden som ett enda odelbart system och utförde den hittills mest omfattande modelleringen av utvecklingen av en fiktiv planeten mycket lik jorden. Forskarna var först tvungna att hitta lämpliga parametrar, och sedan spendera några nio månader på att lösa en uppsättning ekvationer med en superdator, rekonstruera planetens utveckling under en period av 1,5 miljarder år.
Med denna modell, laget visade att två tredjedelar av jordens yta rör sig snabbare än den underliggande manteln, det är med andra ord ytan som drar inredningen, medan rollerna är omvända för den återstående tredjedelen. Denna kraftbalans förändras över geologisk tid, särskilt för kontinenterna. De senare dras huvudsakligen av djup rörelse i manteln under konstruktionsfaserna av en superkontinent, som i den pågående kollisionen mellan Indien och Asien:i sådana fall rörelsen som observeras vid ytan kan ge information om dynamiken i den djupa manteln. Omvänt, när en superkontinent går sönder, rörelsen drivs huvudsakligen av plattornas när de sjunker ner i manteln.
Beräkningen innehåller en mängd data som förblir i stort sett outnyttjade. De erhållna uppgifterna kan hjälpa oss att förstå hur åsar i mitten av havet bildas och försvinner, hur subduktion utlöses, eller vad som bestämmer platsen för de plymer som orsakar stora vulkanutflöden.
