Ученые создали 3D модель фундаментального процесса глобальной динамики Земли

Старинная гравюра. Лиссабонское землетрясение
Старинная гравюра. Лиссабонское землетрясение

3D-модель процессов формирования новых зон субдукции — мест на Земле, где тектонические плиты литосферы погружаются одна под другую, вызывая в некоторых случаях геологические катаклизмы, — впервые создали португальские ученые из Лиссабонского университета. 10 марта статья с результатами их работы была опубликована в журнале Communications Earth and Environment.

Внешняя оболочка Земли — литосфера, содержит так называемые тектонические плиты, которые находятся в постоянном, но очень медленном движении — в среднем они перемещаются примерно на 10 см в год. При этом возможен процесс, когда одна плита начинает погружаться под другую, создавая зону субдукции.

Эти зоны играют центральную роль в динамике нашей планеты. Медленное движение тектонических плит в этой зоне может привести к моментальному мощному выбросу энергии. За тысячелетия в таких зонах образовались большие горные хребты или, наоборот, морские впадины.

Геологическая наука уже знает, что в таких зонах в масштабе тысячелетий процесс субдукции может останавливаться, обращаться вспять, порождая при этом новые зоны субдукции.

Чтобы узнать, как это происходит, ученым из Лиссабонского университета удалось смоделировать в трех измерениях один из самых распространенных процессов формирования новых зон субдукции, обеспечив динамическое и реалистичное моделирование всех сил, действующих в этом процессе, включая собственную гравитацию Земли.

Первый автор исследования, научный сотрудник института Dom Luiz на факультете наук Лиссабонского университета Хайме Алмейда пояснил: «Зоны субдукции — одна из главных особенностей нашей планеты и главная движущая сила тектоники плит и глобальной динамики планеты. Зоны субдукции также являются местами, где происходят землетрясения большой силы, как в случае Тихоокеанского огненного кольца, крупнейшей системы зон субдукции в мире. По этой причине чрезвычайно важно понять, как возникают новые зоны субдукции и как происходит этот процесс».

Математическая модель была опробована на существующих зонах субдукции, которые начинаются в Атлантическом океане, в Карибском бассейне, а также Дуге Скотия, рядом с Антарктидой и на юго-западной окраине Португалии. При этом каждая симуляция, которая приводила к образованию новой зоны субдукции, обрабатывалась на суперкомпьютере в университете Иоганна Гутенберга в Германии.

«Лиссабонское землетрясение 1755 года могло быть предвестником начала субдукции на нашей окраине, и это подтверждают данные морской геологии», — сообщил по результатам исследования соавтор статьи Жоао Дуарте, сотрудник института Dom Luiz Лиссабонского университета.

Разработанная модель открывает новый диапазон перспектив и представляет собой отправную точку для изучения конкретных регионов нашей планеты, уверены разработчики.