Jak to możliwe, że zjawiska, które występują 3 000 km pod naszymi stopami, zostawiają ślad na powierzchni Ziemi
Powierzchnia Ziemi składa się z płyt, które przemieszczają się w stosunku do siebie nawzajem o kilka centymetrów rocznie. „Proszę sobie wyobrazić, że z taką samą szybkością rosną nasze paznokcie”, mówi Martina Ulvrova, koordynatorka projektu GEOTRIBE. Samą mechanikę procesów tektonicznych płyt rozumiemy bardzo dobrze, wciąż jednak niewiele wiemy o tym, jak kształtują się styki płyt. Uczestnicy projektu GEOTRIBE próbują poznać zasady, na jakich siły lokalne i globalne wspólnie wpływają na powstawanie nowych granic między płytami. Jednym z rodzajów takich styków są spękania ortogonalne, które występują wtedy, gdy dwie płyty osuwają się na siebie. Odłączone górzyste grzbiety mają fragmenty prostopadłe do uskoku, co przypomina ząbki zamka błyskawicznego. „Są to najbardziej enigmatyczne części styków płyt, ponieważ trudno odtworzyć je w modelach”, dodaje Ulvrova. W przeszłości geolodzy używali tac ze schłodzoną parafiną – której wierzch twardniał, przykrywając płynne wnętrze – by odtworzyć ewolucję płyt tektonicznych. W odróżnieniu od tych metod wysokiej rozdzielczości modele Ulvrovej bazowały na obliczeniach wykonywanych miesiącami przez superkomputery w Szwajcarskim Federalnym Instytucie Technologii (ETH w Zurychu) i Szwajcarskim Centrum Krajowym ds. Superobliczeń, by pokazać, jak prądy konwekcyjne w gorącym płaszczu Ziemi i siły miejscowe decydują o kształcie styków płyt. W trakcie badań Ulvrova opublikowała kilka opracowań, w których szczegółowo opisuje, jak prądy konwekcyjne w płaszczu wpływają na formowanie się styków płyt i ich ruch. „Trzeba ujrzeć to w globalnym ujęciu”, wyjaśnia Ulvrova. „By zbadać zdarzenie, które wystąpiło lokalnie, należy przyjrzeć się rzeczom mającym miejsce dziesiątki tysięcy kilometrów dalej”. Ulvrovej udało się też po raz pierwszy wyjaśnić za pomocą wyników uzyskanych przy użyciu modeli globalnych rozpad Pangei, czyli superkontynentu istniejącego od 335 do 175 milionów lat temu. „Możemy odtworzyć rozmieszczenie płyt na przestrzeni ostatnich 230 milionów lat”, tłumaczy Ulvrova. „Porównanie moich symulacji z danymi geologicznymi pokazuje, że odpowiadają one sobie naprawdę dobrze”. Ulvrova zaznacza, że lepsze zrozumienie związku między powierzchnią Ziemi a jej dolnym płaszczem rzuci nowe światło na zjawiska zachodzące na powierzchni naszej planety. Badaczka dodaje ponadto, że procesy takie jak cykl węglowy i zmiany w poziomie mórz są ściśle związane z aktywnością tektoniczną. Prace w ramach projektu realizowano dzięki wsparciu z działania „Maria Skłodowska-Curie”. „Dało mi to swobodę, by podążać w tym kierunku naukowym, na którym mi zależało”, deklaruje Ulvrova. „Centrum ETH w Zurychu to wymarzone środowisko naukowe, które zapewnia infrastrukturę, współpracowników i owocne merytoryczne dyskusje”. Badaczka dodaje, że otrzymane środki pozwoliły jej na wyjazdy na konferencje i zdobywanie kontaktów zawodowych. Ulvrova zapewnia, że jej prace nad dynamiką Ziemi będą kontynuowane. „Uwielbiam symulacje numeryczne, dynamikę obliczeniową, potrzebę korzystania z superkomputerów i zaawansowane techniki numeryczne, które były niedostępne 5 czy 10 lat temu. Jest to niezwykle ekscytujący kierunek badań”.
Słowa kluczowe
GEOTRIBE, tektoniczny, płyta, styk, ewolucja, model, superkomputer, geodynamika, Pangea
