Uluslararası bir araştırma işbirliği, eski okyanus zeminlerinin büyük levhalarının Dünya yüzeyinin yüzlerce kilometre altına battıkça nasıl şekillendirildiğini daha iyi anlamak için süper bilgisayar gücü kullandı.
İngiltere, İsviçre ve ABD’deki araştırmacılar tarafından geliştirilen sofistike bilgisayar modelleri, eski okyanus tabanının kaymasını ve batmasını yöneten karmaşık fiziksel etkileşimlere yeni bir ışık tuttu, aynı zamanda altyapı olarak bilinen bir süreç olan Dünya’nın mantosu aracılığıyla da yıkılmış levhalar olarak adlandırıldı.
Glasgow Üniversitesi’nden araştırmacılar çalışmaya liderlik ettiler. “Derin levha morfolojisi üzerindeki geçersiz kılan plaka ve manto viskozite yapısının rolü” Jeokimya, jeofizik, jeosistemler.
Ekibin bulguları, mantodaki kritik bir noktadaki koşulların ve tabaktan plakadaki kuvvetlerin bu antik levhaların Dünya’dan nasıl taşındığını nasıl belirlediğini açıklamaya yardımcı oluyor.
Sismik tomografiyi gezegenin derinliklerinde kullanan daha önceki araştırmalar, bazı altta yatan levhaların 660 km’de düzleştiğini, diğerleri ise nihayetinde çekirdek manto sınırına ulaşmak için alt mantodan 1.000 km’nin üzerindeki derinliklere delmeye devam ettiğini göstermiştir.
Dünya yüzeyinin 660 km altında, manto, bilim adamlarının “endotermik faz geçişi” olarak adlandırdığı şeye maruz kalır; burada, altta yatan levhanın soğuk çekirdeğinde çevrelenmemiş malzeme daha da batırmaya direnir.
Bu, 660-1.000 km ve daha derinler arasındaki derinliklerde mantodaki genel bir sertlik artışı ile birlikte, abartılı levhanın ileri yolculuğuna devam etmesini zorlaştırır.
Ekibin modellemesi, levhanın çekirdek manto sınırına doğru yolculuğuna devam edip edemeyeceğini, hem yüzeyde levhanın başka bir okyanus plakası veya bir kıta altında batıyor ve manto sertliğindeki artışın meydana geldiği spesifik derinliğin etkilendiğini gösterir.
Kalın bir kıta plakası batma bölgesinin üstünde oturduğunda ve manto yaklaşık 1000 km derinlikte daha dirençli hale geldiğinde, batan levhalar önce 660 km’de saptırır, ancak daha sonra daha derin devam ederek, bir merdiven uçuşuna benzer belirgin bir “basamaklı” şekil oluşturur.
Buna karşılık, daha ince bir okyanus plakası, batma bölgesinin üstünde oturduğunda, batan levhalar manto sertliğinin arttığı derinliğe bakılmaksızın 660 km derinlikte düzleştirme eğilimindedir.
Bu, batırma bölgesinin yüzeyinde bir kıta varlığının, altta gerilemeyen mineraller tarafından derinlemesine sağlanan batma direncinin üstesinden gelmesi için yeterli ekstra zorlama sağladığını gösterir.
Glasgow Üniversitesi Coğrafi ve Yer Bilimleri Okulu’ndan Dr. Antoniette Greta Grima araştırmaya liderlik etti ve makalenin baş yazarı. “Yaşadığımız kıtalar sadece etrafımızda gördüğümüz manzaraları şekillendirmekle kalmıyor, aynı zamanda okyanus plakaları milyonlarca yıl boyunca Dünya’nın iç kısmına çekildiği için yüzeyin derinliklerinin altında çalışan ‘Dünya motorunun’ nasıl etkileniyor.
“Gezegenin çalışmasının iç ve dış cephesi arasındaki ilişkinin, yeryüzündeki belirli bölgelerin neden güçlü depremlere ve volkanik patlamalara neden yüzey ve derin toprak özellikleri arasındaki bu ilişki tarafından yönetilen daha iyi olduğunu daha iyi anlamamıza yardımcı oluyor.”
Ekip, İngiltere’nin süper bilgisayar okçularını, hem Dünya’nın manto yapısı hem de subdüksiyon bölgelerindeki yüzey özellikleri ile ne kadar soğuk, eski altta yatan okyanus tabaklarının şekillendiğini gösteren iki boyutlu modeller çalıştırmak için kullandı.
Modelin tahminine rehberlik eden önemli bir metrik, Dr. Grima tarafından geliştirilen ve altta kalan bir levhanın davranışını ölçmeye yardımcı olan ve bunun 660 km civarında düzleşip düzleştirilip düzleşmeye devam edip etmeyeceğini belirlemeye yardımcı olan yeni bir kavramdır.
Modelin sonuçları, jeologların Güney Amerika ve Asya’nın altında bulunan iki levha hakkında zaten bildikleriyle yakın bir şekilde uyumludur.
Güney Amerika’da Peru’nun altındaki Nazca levhası, kıtasal etkinin bir imzası olan “basamaklı” bir modaya dalıyor. Bu arada, Japonya yakınlarındaki Izu-Bonin levhası, tıpkı başka bir okyanus tabağının altında okyanus tabağının yıkılması için beklendiği gibi derinlemesine düzleştiriyor.
Dr. Grima, “Tıbbi ortamlarda, cisimlere bakmak için röntgen veya BT taramaları gibi teknikleri kullanıyoruz. Jeolojide, depremlerden gelen titreşimlerin ayaklarımızın altındaki yüzlerce kilometrelerin farklı yoğunlukları tarafından nasıl emildiğine ve yansıtıldığına bağlı olarak, yeryüzüne derin bakmak için sismik tomografi modellerini kullanabiliriz.
“Modellerimiz sadece sismik tomografi taramalarında gördüklerimizi yeniden üretmiyor, bunu açıklıyorlar. Bir batma bölgesinin üzerinde oturan Dünya yüzeyinin binlerce kilometre altında olacağı güçlü bir şekilde etkileyebileceğini gösteriyorlar. Kıtaların bir levhanın üstesinden geldiği, kalınlıklarının ve mukavemetlerinin, levhayı 1000 km derinliğin altında, döşemeyi düzgün bir şekilde daha derinlemesine yönlendirmeye yardımcı oluyor.
“Sadece okyanus plakaları söz konusu olduğunda, levhalar bunun yerine düzleştirilir. Bu, Dünya’nın yüzeyi ile iç mantonunun akışa direnme şekli arasında doğrudan bir bağlantı ortaya çıkarır, bu da Dünya’nın nasıl çalıştığını şekillendiren ve bilim adamlarının uzun zamandır anlamaya çalıştığı bir bağlantıdır.”
ABD’deki California Los Angeles Üniversitesi ve İsviçre’deki Undertone Design ve Uluslararası Uzay Bilimleri Enstitüsü’nden araştırmacılar araştırmaya katkıda bulundu ve makaleyi birlikte yazdı.
