Nasib lempeng tektonik yang tenggelam terungkap

Permukaan dunia kita adalah tumpukan lempeng tektonik yang mendorong, dari mana yang baru muncul sementara yang lain ditarik ke bawah tanah. Siklus terus menerus membuat benua kita bergerak dan mendorong kehidupan di bumi. Tapi apa yang terjadi ketika sebuah piring menghilang di dalam planet?

Pertanyaan itu telah lama membingungkan para ilmuwan karena kepercayaan populer adalah bahwa lempeng tektonik yang tenggelam harus tetap utuh untuk terus menarik bagian di belakang, tetapi menurut bukti geofisika, mereka akan dihancurkan.

Nah, dalam sebuah penelitian yang diterbitkan 11 November di alam, para ilmuwan mengatakan mereka telah menemukan jawaban yang menyeimbangkan dua cerita: Pelat melemah secara signifikan saat tenggelam, tetapi tidak terlalu banyak sehingga pecah sepenuhnya.

Penemuan itu terjadi setelah para ilmuwan mengirim lempeng tektonik melalui sarung tangan yang dihasilkan komputer dari kekuatan geologis yang merusak. NS model menunjukkan bahwa lempeng menekuk secara tiba-tiba saat memasuki mantel, retak di punggungnya yang dingin dan rapuh. Pada saat yang sama, tikungan mengubah struktur butiran halus batu di sepanjang perut bagian bawahnya, melemahkannya. Dalam kombinasi, beban mendorong pelat di sepanjang titik lemahnya, meninggalkannya sebagian besar utuh tetapi tersegmentasi seperti ular yang merayap.

Akibatnya, pelat ditarik ke bawah meskipun ada kerutan dan lengkungan.

Menurut para peneliti, model tersebut memprediksi skenario yang konsisten dengan pengamatan dari Jepang. Investigasi wilayah di mana lempeng tektonik Pasifik menukik – atau mensubduksi – di bawah Jepang telah menemukan retakan besar di mana lempeng itu membungkuk dan telah menunjukkan bukti material yang lebih lemah di bawahnya. Pencitraan seismik dalam yang dilakukan oleh Steve Grand dari University of Texas di Austin juga telah mengungkapkan bentuk tektonik di mantel bawah Jepang yang sangat mirip dengan ular merayap dalam model tersebut.

Rekan penulis Thorsten Becker, seorang profesor di Jackson School of Geosciences UT, mengatakan penelitian ini tidak serta merta menyimpulkan buku tentang apa yang terjadi pada lempeng yang tersubduksi, tetapi tentu saja memberikan kasus yang menarik untuk menjelaskan beberapa proses geologis yang penting.

“Ini adalah contoh kekuatan komputasi geosains,” kata Becker, yang membantu mengembangkan model dan merupakan anggota fakultas di Institut Oden untuk Teknik Komputasi & Ilmu Pengetahuan UT. “Kami menggabungkan dua proses yang dijelaskan oleh geologi dan mekanika batuan ini, dan kami belajar sesuatu tentang fisika umum tentang cara kerja bumi yang tidak kami duga. Sebagai seorang fisikawan, saya menemukan itu menarik.”

Penulis pertama studi ini, Taras Gerya, profesor geofisika di ETH Zurich, menambahkan bahwa ahli geofisika sejauh ini tidak memiliki penjelasan yang komprehensif tentang bagaimana melakukan ini. lempeng tektonik membungkuk tanpa putus.

Hal-hal menjadi menarik ketika para peneliti menjalankan simulasi mereka dengan interior yang lebih panas, mirip dengan Bumi awal. Dalam simulasi ini, segmen tektonik ular berhasil masuk ke mantel hanya beberapa mil sebelum putus. Itu berarti subduksi akan terjadi sebentar-sebentar, yang akan meningkatkan kemungkinan bahwa modern lempeng tektonik dimulai hanya dalam satu miliar tahun terakhir.

“Secara pribadi, saya pikir ada banyak argumen bagus bahwa lempeng tektonik jauh lebih tua,” kata Becker, “tetapi mekanisme yang ditemukan oleh model kami menunjukkan bahwa hal-hal mungkin lebih sensitif terhadap suhu mantel daripada yang kami duga , dan itu , saya pikir ini bisa mengarah ke jalan diskusi baru yang menarik.”

Becker dan Gerya dipimpin oleh David Bercovici, seorang ahli geofisika di Universitas Yale yang mempelajari bagaimana butiran batuan memasuki mantel dalam membantu memotivasi penelitian. Studi ini didasarkan pada model komputer dua dimensi dari lempeng tektonik yang menggabungkan penelitian deformasi batuan Bercovici dan penelitian lainnya. Piring– mekanik melemah. Para peneliti sekarang menyelidiki fenomena tersebut menggunakan model 3D dan ingin menyelidiki apa yang dapat dikatakan model ini tentang terjadinya gempa bumi.