Vid subduktionszoner sjunker plattor av litosfär in i jordens mantel. Att förstå hur dessa plattor passar in i mantelkonvektionsceller är viktigt på grund av den roll som dessa rörelser spelar i plattektoniken. Det är också svårt, eftersom processer djupt under jordens yta inte kan mätas direkt.
I en ny studie publicerad i Geochemistry, Geophysics, Geosystems Samuel L. Goldberg och Adam F. Holt placerade representationer av jordens litosfär och plattor i globala modeller av mantelflöde. Detta gjorde det möjligt för forskarna att undersöka hur plattsubduktion och mantelflöde interagerar, både globalt och i regional skala kring specifika subduktionszoner.
De fann att plattans geometri i hög grad kan påverka trycket och beteendet hos mantelkonvektion. Till exempel är subduktionszoner med breda, långa och tjocka plattor - som Kuril-Japan-Izu-Bonin-Mariana - de primära krafterna bakom mantelflödet i sina regioner, och verkar mestadels oberoende av andra mantelstrukturer. Detta fynd överensstämmer med andra enkla, regionala modelleringsmetoder.
Men i andra subduktionszoner, som Sumatra, kan flödesmönster påverkas av andra plattor eller av större mantelflöde, vilket gör dem mer röriga och komplexa. Speciellt fenomenet med dislokationskrypning, en typ av deformation som är snabbare än den inom större delen av den omgivande manteln, kan göra att det övre mantelflödet frikopplas från plattans rörelse.
Forskarna noterar att deras resultat visar komplexiteten i subduktionszoner och mantelflödesmönster runt om i världen. Detta betyder också att vissa kanoniska vyer av subduktionsinducerade flöden kan behöva uppdateras.
Mer information: Samuel L. Goldberg et al, Characterizing the Complexity of Subduction Zone Flow with a Ensemble of Multiscale Global Convection Models, Geokemi, Geophysics, Geosystems (2024). DOI:10.1029/2023GC011134
Journalinformation: Geokemi, geofysik, geosystem
Tillhandahålls av American Geophysical Union
Denna berättelse är återpublicerad med tillstånd av Eos, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.
