Super-computer modelling of Earth's

Super-computer modelling of Earth's crust and upper-mantle suggests that ancient geologic events may have left deep 'scars' that can come to life to play a role in earthquakes, mountain formation, and other ongoing processes on our planet.
This changes the widespread view that only interactions at the boundaries between continent-sized tectonic plates could be responsible for such events.
A team of researchers from the University of Toronto and the University of Aberdeen have created models indicating that former plate boundaries may stay hidden deep beneath the Earth's surface. These multi-million-year-old structures, situated at sites away from existing plate boundaries, may trigger changes in the structure and properties at the surface in the interior regions of continents.
"This is a potentially major revision to the fundamental idea of plate tectonics," says lead author Philip Heron, a postdoctoral fellow in Russell Pysklywec's research group in U of T's Department of Earth Sciences. Their paper, "Lasting mantle scars lead to perennial plate tectonics," appears in the June 10, 2016 edition of Nature Communications.
Heron and Pysklywec, together with University of Aberdeen geologist Randell Stephenson have even proposed a 'perennial plate tectonic map' of the Earth to help illustrate how ancient processes may have present-day implications.
"It's based on the familiar global tectonic map that is taught starting in elementary school," says Pysklywec, who is also chair of U of T's Department of Earth Sciences. "What our models redefine and show on the map are dormant, hidden, ancient plate boundaries that could also be enduring or "perennial" sites of past and active plate tectonic activity."
To demonstrate the dominating effects that anomalies below the Earth's crust can have on shallow geological features, the researchers used U of T's SciNet -- home to Canada's most powerful computer and one of the most powerful in the world- to make numerical models of the crust and upper-mantle into which they could introduce these scar-like anomalies.
The team essentially created an evolving "virtual Earth" to explore how such geodynamic models develop under different conditions.
"For these sorts of simulations, you need to go to a pretty high-resolution to understand what's going on beneath the surface," says Heron. "We modeled 1,500 kilometres across and 600 kilometres deep, but some parts of these structures could be just two or three kilometres wide. It is important to accurately resolve the smaller-scale stresses and strains."
Using these models, the team found that different parts of the mantle below the Earth's crust may control the folding, breaking, or flowing of the Earth's crust within plates -- in the form of mountain-building and seismic activity -- when under compression.
In this way, the mantle structures dominate over shallower structures in the crust that had previously been seen as the main cause of such deformation within plates.
"The mantle is like the thermal engine of the planet and the crust is an eggshell above," says Pysklywec. "We're looking at the enigmatic and largely unexplored realm in the Earth where these two regions meet."
"Most of the really big plate tectonic activity happens on the plate boundaries, like when India rammed into Asia to create the Himalayas or how the Atlantic opened to split North America from Europe," says Heron. "But there are lots of things we couldn't explain, like seismic activity and mountain-building away from plate boundaries in continent interiors."
The research team believes their simulations show that these mantle anomalies are generated through ancient plate tectonic processes, such as the closing of ancient oceans, and can remain hidden at sites away from normal plate boundaries until reactivation generates tectonic folding, breaking, or flowing in plate interiors.
"Future exploration of what lies in the mantle beneath the crust may lead to further such discoveries on how our planet works, generating a greater understanding of how the past may affect our geologic future," says Heron.
The research carries on the legacy of J. Tuzo Wilson, also a U of T scientist, and a legendary figure in geosciences who pioneered the idea of plate tectonics in the 1960's.
"Plate tectonics is really the cornerstone of all geoscience," says Pysklywec. "Ultimately, this information could even lead to ways to help better predict how and when earthquakes happen. It's a key building block."

Результаты (русский) 1:

Супер-компьютерное моделирование земной коры и верхней мантии свидетельствует о том, что древние геологические события могут оставили глубокие шрамы' ' которые могут прийти к жизни, чтобы играть роль в землетрясения, горные формирования и другие текущие процессы на нашей планете.Это меняет широко распространенное мнение, что только взаимодействия между континента размера тектонических плит на границах может нести ответственность за такие события.Команда исследователей из университета Торонто и в Университете Абердина создали модели, указав, что бывший пластина границ может оставаться скрытым глубоко под поверхностью земли. Эти несколько миллионов-летний структур, расположенных на участках от существующих границ, могут вызвать изменения в структуру и свойства на поверхности в глубинных районах континентов.«Это потенциально крупный пересмотр основных идеи тектоники,» говорит ведущий автор Филипп Heron, после защиты докторской сотрудник в исследовательской группе Рассел Pysklywec в U T Отдел наук о земле. Их бумаги, «Lasting мантии шрамы привести к многолетние тектоники,» появляется в 10 июня 2016 года издание природы коммуникаций.Цапля и Pysklywec, вместе с Университет Абердина геолог Randell Stephenson даже предложили «многолетние пластины Тектоническая карта» земли, чтобы помочь проиллюстрировать как древние процессы могут иметь современные последствия."It's based on the familiar global tectonic map that is taught starting in elementary school," says Pysklywec, who is also chair of U of T's Department of Earth Sciences. "What our models redefine and show on the map are dormant, hidden, ancient plate boundaries that could also be enduring or "perennial" sites of past and active plate tectonic activity."To demonstrate the dominating effects that anomalies below the Earth's crust can have on shallow geological features, the researchers used U of T's SciNet -- home to Canada's most powerful computer and one of the most powerful in the world- to make numerical models of the crust and upper-mantle into which they could introduce these scar-like anomalies.The team essentially created an evolving "virtual Earth" to explore how such geodynamic models develop under different conditions."For these sorts of simulations, you need to go to a pretty high-resolution to understand what's going on beneath the surface," says Heron. "We modeled 1,500 kilometres across and 600 kilometres deep, but some parts of these structures could be just two or three kilometres wide. It is important to accurately resolve the smaller-scale stresses and strains."Using these models, the team found that different parts of the mantle below the Earth's crust may control the folding, breaking, or flowing of the Earth's crust within plates -- in the form of mountain-building and seismic activity -- when under compression.In this way, the mantle structures dominate over shallower structures in the crust that had previously been seen as the main cause of such deformation within plates.
"The mantle is like the thermal engine of the planet and the crust is an eggshell above," says Pysklywec. "We're looking at the enigmatic and largely unexplored realm in the Earth where these two regions meet."
"Most of the really big plate tectonic activity happens on the plate boundaries, like when India rammed into Asia to create the Himalayas or how the Atlantic opened to split North America from Europe," says Heron. "But there are lots of things we couldn't explain, like seismic activity and mountain-building away from plate boundaries in continent interiors."
The research team believes their simulations show that these mantle anomalies are generated through ancient plate tectonic processes, such as the closing of ancient oceans, and can remain hidden at sites away from normal plate boundaries until reactivation generates tectonic folding, breaking, or flowing in plate interiors.
"Future exploration of what lies in the mantle beneath the crust may lead to further such discoveries on how our planet works, generating a greater understanding of how the past may affect our geologic future," says Heron.
The research carries on the legacy of J. Tuzo Wilson, also a U of T scientist, and a legendary figure in geosciences who pioneered the idea of plate tectonics in the 1960's.
"Plate tectonics is really the cornerstone of all geoscience," says Pysklywec. "Ultimately, this information could even lead to ways to help better predict how and when earthquakes happen. It's a key building block."

Результаты (русский) 2:

Супер-компьютерного моделирования земной коры и верхней мантии позволяет предположить , что древние геологические события , возможно, оставили глубокие «шрамы» , которые могут прийти к жизни , чтобы играть роль в землетрясений, горообразования и другие процессы , происходящие на нашей планете.
Это меняет широко распространенное мнение , что только взаимодействие на границах между размером с континент тектонических плит может нести ответственность за такие события.
команда исследователей из университета Торонто и университета Абердина создали модели , указывающие , что прежние границы плит могут оставаться скрытыми глубоко под поверхностью Земли , Эти несколько миллионов лет старые структуры, расположенные в местах , вдали от существующих границ плит, может вызвать изменения в структуре и свойствах на поверхности во внутренних районах континентов.
"Это потенциально серьезный пересмотр к фундаментальной идее пластины тектоника " , говорит ведущий автор Филип Heron, постдокторант в исследовательской группы Рассел Pysklywec в U Т - х Отделения наук о Земле. Их статья "Lasting мантийных рубцы приводят к многолетними тектоники плит," появляется в 10 июня 2016 года издания Nature Communications.
Цапля и Pysklywec вместе с Абердинского университета геологом Randell Stephenson даже предложил «многолетнее пластинчатый тектоническая карта 'из Земли , чтобы проиллюстрировать , как древние процессы могут иметь последствия сегодняшнего дня.
"Она основана на знакомой глобальной тектонической карте, которая преподается , начиная с начальной школы," говорит Pysklywec, который также является председателем U Т - х Отделения наук о Земле. "То , что наши модели пересмотреть и показать на карте находятся в состоянии покоя, скрытые, древние границы плит , которые также могут быть выдерживающий или" многолетними "сайты прошлого и активного пластины тектонической активности."
Чтобы продемонстрировать доминирующие эффекты , что аномалии ниже земной коры может иметь на мелких геологических особенностей, исследователи использовали U из SCINET T, - дом для самого мощного компьютера Канады и один из самых мощных в мире- сделать численные модели земной коры и верхней мантии , в которую они могли бы ввести эти шрамы, как аномалии.
команда по сути создала развивающуюся "виртуальную землю" , чтобы изучить , как такие геодинамические модели развиваются в различных условиях.
"для такого рода моделирования, вам нужно пойти на довольно высоком разрешении , чтобы понять , что происходит под поверхностью," говорит Херон. "Мы смоделировали 1500 километров в ширину и глубокие 600 километров, но некоторые части этих структур может быть только два или три километра в ширину. Важно , чтобы точно решить меньшего масштаба напряжений и деформаций." С
помощью этих моделей, команда обнаружила , что разные части мантии под земной коры могут контролировать укладку, поломка или протекание земной коры в пределах плит - в виде горообразования и сейсмической активности -. , когда при сжатии
Таким образом, мантийные структуры преобладают над мельче структуры в коре , которые ранее были замечены в качестве основной причины такой деформации в пластинах.
"мантия как тепловой двигатель планеты и корка яичная скорлупа выше," говорит Pysklywec. "Мы смотрим на загадочном и мало изученной области в Земле , где эти два региона встречаются."
"Большая часть действительно большой пластины тектонической активности происходит на границах плит, как и когда Индия врезалась в Азию , чтобы создать Гималаи или как Atlantic открыл разделить Северную Америку из Европы, "говорит Херон. "Но есть много вещей , которые мы не могли бы объяснить, как и сейсмической активности и горообразования вдали от границ плит в интерьерах континенте."
Исследовательская группа полагает , что их расчеты показывают , что эти аномалии мантии генерируются на основе древних тектонических плит процессов, таких как закрытие древних океанов, и могут оставаться скрытыми в местах вдали от нормальных границ плит до реактивации не создает тектонической складывание, поломка, или течет в интерьерах пластины.
"Будущие исследования того , что лежит в мантии под земной коры может привести к дальнейшим таких открытий на как работает наша планета, создавая более глубокое понимание того , как прошлое может повлиять на наше геологическое будущее, "говорит Херон.
исследование несет на наследие Дж Tuzo Вильсона, также U Т ученого и легендарной фигурой в области геонаук которые были пионерами идея тектоники плит в 1960 году.
"тектоника плит действительно является краеугольным камнем всех геофизике," говорит Pysklywec. " В конечном счете, эта информация может даже привести к пути , чтобы помочь лучше предсказать , как и когда происходят землетрясения. Это ключевой строительный блок."

Результаты (русский) 3:

супер - компьютер моделей земной коры и верхней мантии, свидетельствует о том, что древние геологические события, возможно, оставил глубокие шрамы ", что" может прийти к жизни, чтобы сыграть роль в горной породы, землетрясения, и другие текущие процессы на нашей планете.это меняет широко распространенное мнение о том, что только взаимодействие на границы между континента размеров тектонических плит может отвечать на подобные мероприятия.группа исследователей из университета торонто и университета абердина создали модели, о том, что бывший знака границы могут остаться спрятаны глубоко под землей.эти несколько миллионов лет структур, расположенной на места вдали от существующего знака границ, могут вызвать изменения в структуре и недвижимость на поверхности во внутренних районах континента."это, возможно, пересмотру основные идеи тектоники плит", - говорит ведущий автор филип цапля, докторантура сотрудник исследовательской группы в pysklywec в рассел. т департамент науки о земле.в этом документе, озаглавленном "прочного мантии шрамы, привести к хронической тектоники плит", - приводится в 10 июня 2016 года издание характер сообщений.цапля и pysklywec вместе с абердинский университет геолог Randell стивенсон даже предложил "вечной плит карту" земля для иллюстрации, как древний процессы могут иметь современные последствия."это было основано на знакомые глобальных тектонических карту, которой учат, начиная с начальной школы", - говорит pysklywec, который является также председателем U - департамент науки о земле ".то, что наши модели пересмотреть и показать на карте, бездействуют, скрытые, древние плиты границ, что также может быть долгосрочным или "вечный" сайтов в прошлом и активного плит деятельности ".для подтверждения доминирующих воздействия аномалии ниже земной коры может иметь на мелкие геологических структур, ученые использовали у T - scinet - домой в канаду самый мощный компьютер и одним из самых мощных в мире - сделать цифровых моделей земной коры и верхней мантии, к которым они могут представить эти шрамы как аномалий.команда, по сути, создал новые "виртуальных земли" для изучения того, каким образом такие геодинамической модели развития в различных условиях."для такого рода моделирование, тебе нужно очень высокого разрешения, чтобы понять, что происходит под поверхности", - говорит цапля ".мы, по 1500 километров и 600 км глубины, но некоторые части этих структур может быть только два или три километра в ширину.важно точно решить мелкие стресса и напряженности ".с помощью этих моделей, группа установила, что различные части мантии ниже земной коры может контролировать складные, ломая, или вытекающих из земной коры в тарелки - в виде горных строительных и сейсмической активности, - когда под сжатия.таким образом, мантия структур господства над подводными структур в коре, которые ранее рассматривались как основные причины такой деформации в тарелки."мантию как тепловой двигатель планеты и кора - яичной скорлупы выше", - говорит pysklywec ".мы ищем загадочной и во многом неизученными сфере на земле, где этих двух регионов встречи "."большинство действительно большую тарелку тектонической активности происходит на табличке, границ, как тогда, когда индия врезалась в азии в целях создания гималаи или как атлантического открыл разделить северной америки, из европы", - говорит цапля ".но есть много вещей, которые мы не могли объяснить, как сейсмической активности и горных строительных подальше от знака границ в континент интерьеры ".исследовательская группа считает, что их модели показывают, что эти мантии аномалии формируются в результате древних плит процессов, таких, как закрытие древние океаны, и могут быть спрятаны в места вдали от границы до тех пор, пока восстановление нормальной знака генерирует тектонических складные, ломая, или течет в тарелку интерьеров."будущие исследования того, что лежит в мантии под корой, могут привести к дальнейшему таких открытий, о том, как наша планета работает, расширения понимания того, как последние могут повлиять на нашу геологических будущего", - говорит цапля.исследований осуществляет наследие дж. tuzo уилсон, также у т - ученый, и легендарная фигура в геологии, инициатором идеи тектоники плит в 1960 - х годах."тектоники плит действительно является краеугольным камнем всех наук о земле", - говорит pysklywec ".в конечном счете, эта информация могла бы даже привести к способы помочь лучше предсказывать, как и когда землетрясения случаются.это ключевой элемент ".