Земљин врући, густи центар и његова хладна, тврда спољна шкољка одговорни су за пузање (а понекад и катастрофално) кретање тектонских плоча. Али сада нова истраживања откривају интригантну равнотежу снага - пламен који цури ствара суперконтиненте док их коре раздвајају.
Да би дошли до овог закључка о процесу тектонике плоча, научници су створили нови компјутерски модел Земље са коре и плаштом који се сматрају једним бешавним системом. Временом су око 60% тектонског кретања на површини ове виртуелне планете биле вођене прилично плитким силама - у првих 62 километра од површине. Дубока, звиждајућа конвекција плашта покренула је све остало. Огртач је постао посебно важан када су се континенти гурнули заједно да формирају суперконтиненте, док су плитке силе доминирале када су се суперконтиненти распали у моделу.
Ова "виртуална Земља" први је рачунарски модел који "кору" и плашт "гледа" као међусобно повезани, динамични систем, објавили су истраживачи 30. октобра у часопису Сциенце Адванцес. Раније су истраживачи правили моделе топлотне конвекције у плашту који су прилично добро одговарали опажањима правог плашта, али нису опонашали коре. А модели тектонике плоча у кори могли су предвидјети реална запажања о начину кретања ових плоча, али нису добро испреплетена са опажањима плашта. Јасно је да је нешто недостајало у начину на који су модели саставили два система.
"Конвекцијски модели били су добри за плашт, али не и плоче. Тектоника плоча је била добра за плоче, али не и плашт", рекао је Ницолас Цолтице, професор на дипломској школи Ецоле Нормале Супериеуре, на Универзитету ПСЛ у Паризу. "И цела прича која се крије иза еволуције система је повратна информација између њих двоје."
Кора плус плашт
Сваки модел Земљине унутрашњости показује танак слој коре који се вози на врху врућег, деформабилног слоја плашта. Овај поједностављени модел може створити утисак да кора једноставно сурфа плаштом, померајући се овим путем и то доле необјашњивим струјама.
Али то није сасвим тачно. Научници на Земљи одавно знају да су кора и плашт део истог система; они су неизбежно повезани. То разумевање је поставило питање да ли силе на површини - попут потискивања једног комада коре испод друге - или силе дубоко у плашту првенствено покрећу кретање плоча које чине коре. Цолтице и његове колеге су нашли одговор да је питање погрешно постављено. То је зато што су два слоја толико испреплетена да оба доприносе.
Током протекле две деценије, рекао је Цолтице за Ливе Сциенце, истраживачи раде на рачунарским моделима који би реално могли да представљају интеракције коре и плашта. Почетком 2000-их неки су научници развили моделе покрета (конвекције) под утицајем топлоте у плашту који су природно створили нешто што је на површини изгледало као тектоника плоча. Али ти су модели били напорни и нису имали много праћења, рекао је Цолтице.
Цолтице и његове колеге осам година су радили на својој новој верзији модела. Само покретање симулације трајало је 9 месеци.
Изградња модела Земља
Цолтице и његов тим морали су прво створити виртуелну Земљу, употпуњену реалним параметрима: све од протока топлоте до величине тектонских плоча до дужине времена које је обично потребно да се суперконтиненти формирају и распадну.
Цолтице је рекао да на многе начине модел није савршена мимика Земље. На пример, програм не прати претходну деформацију стена, тако да стијене које су се раније деформисале неће бити лакше да се у будућности лакше деформишу у свом моделу, као што би то могло бити случај у стварном животу. Али модел је и даље стварао реалистичну виртуелну планету, употпуњену зонама субдукције, континенталним одрона и океанским гребенима и рововима.
Осим што су показале да силе плашта доминирају када се континенти окупе, истраживачи су открили да врући ступови магме звани плашт плашта нису главни разлог што се континенти распадају. Зоне субдукције, где је један део коре присиљен под други, покретачи су континенталног распада, рекао је Цолтице. Огртачи плашта долазе касније у игру. Претходно постојећи пљускови могу достићи површинске стијене које су ослабљене силама створеним у зонама субдукције. Затим се инсинуирају на та слабија места, чинећи вероватнијим да ће суперконтинент распасти на тој локацији.
Сљедећи корак је, рекао је Цолтице, да се премости модел и стварни свијет са запажањима. У будућности би, како је рекао, модел могао да се користи за истраживање свега, од великих догађаја вулканизма до формирања граница плоча до кретања плашта у односу на ротацију Земље.
