Розроблено максимально точна модель мантійних течій і руху літосферних плит

Дослідження заслужило місце на обкладинці поточного номера журналу Science.

геофізики з Каліфорнійського технологічного інституту і Університету штату Техас в Остіні розробили точну модель мантійних течій і руху літосферних плит.

Модель успішно об`єднує дані по процесах абсолютно різних масштабів. Відомо, скажімо, що конвекція в мантії приводить в рух величезні плити літосфери, але на результат цих зсувів сильно впливає також взаємодія останніх між собою. На їхніх кордонах утворюється величезна кількість окремих областей взаємного впливу, які становлять активні розломи. «Модель, в якій такі зони не розглядаються, марна», - говорить учасник дослідження Майкл Гёрніс (Michael Gurnis).

Вирішити поставлене завдання допомогла методика адаптивного подрібнення розрахункової сітки, яка використовується при вирішенні диференціальних рівнянь в приватних похідних, що описують той чи інший процес - наприклад, мантійні течії. Зазвичай дозвіл сітки фіксується на заданому рівні, що або знижує точність моделювання, або змушує проводити «зайві» обчислення. Адаптивне подрібнення, навпаки, дозволяє різко зменшити кількість точок сітки, зберігаючи високу роздільну здатність там, де це необхідно. За словами авторів, їм вдалося домогтися того, що програма успішно виконувалася «всього» на 10 тисячах процесорів суперкомп`ютера Ranger.

Просторова роздільна здатність моделі поблизу кордонів плит склало близько 1 км. Включивши в неї сейсмологічні дані і параметри гірських порід, дослідники отримали результат, добре узгоджується з вимірюваннями зсуву плит. Програма також відтворила відомий ефект надзвичайно швидкого зміщення мікропліт, який спостерігається в західній частині Тихого океану. «Раніше ми не мали можливості вивчати подібні маломасштабні тектонічні рухи на глобальних моделях», - робить висновок пан Гёрніс.