Що змушує поверхню Землі рухатися?

Чи рухаються тектонічні плити через рух у мантії Землі, чи мантія рухається через рух плит? Чи, можливо, це питання некоректне? Це точка зору, прийнята вченими з École Normale Supérieure - PSL, CNRS і Університету Риму, які розглядають тектонічні плити і мантію як такі, що належать до єдиної системи.

Згідно з їхніми симуляціями, опублікованими в журналі Science Advances, мантію переважно рухає поверхня, хоча динамічний баланс між цими двома складовими змінюється протягом циклів суперконтиненту.

Які сили рухають тектонічні плити? Це питання залишається відкритим відтоді, як 50 років тому з'явилася теорія тектоніки плит. Чи холодні краї плит повільно занурюються в мантію Землі в зонах субдукції, причиною руху, що спостерігається на поверхні Землі?

Або, навпаки, мантія, з її конвекційними струмами, управляє тектонічними плитами? Для геологів це швидше схоже на проблему курки і яйця: мантія, мабуть, змушує плити рухатися, а вони в свою чергу керують мантією...

Щоб пролити світло на таємничі сили, вчені розглянули Землю як єдину неподільну систему і виконали найбільш повне на сьогоднішній день моделювання вигаданої планети, дуже схожої на Землю. Вчені спочатку повинні були знайти відповідні параметри, а потім витратили близько дев'яти місяців на вирішення системи рівнянь за допомогою суперкомп'ютера, що реконструює еволюцію планети за період в 1,5 мільярда років.

Використовуючи цю модель, команда дослідників показала, що дві третини поверхні Землі рухається швидше, ніж нижча мантія, іншими словами, це та поверхня, яка захоплює за собою внутрішню частину, в той час як ролі змінюються на решту третини. Цей баланс сил змінюється з плином часу, особливо для континентів.

Останні в основному притягуються глибинним рухом всередині мантії під час фаз будівництва суперконтиненту, як у триваючому зіткненні між Індією і Азією: у таких випадках рух, що спостерігається на поверхні, може дати інформацію про динаміку глибинної мантії. І навпаки, коли суперконтинент розпадається, рух в основному визначається рухом плит, коли вони занурюються в мантію.

Обчислення містить величезну кількість даних, які в основному залишаються невикористаними. Отримані дані можуть допомогти нам зрозуміти, як формуються і зникають серединні океанічні хребти, як викликається субдукція або що визначає розташування плюмів, які викликають великі виверження вулканів.