РАЗРАБОТАНА МАКСИМАЛЬНО ТОЧНАЯ МОДЕЛЬ МАНТИЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ И ДВИЖЕНИЯ ЛИТОСФЕРНЫХ ПЛИТ

Исследование заслужило место на обложке текущего номера журнала Science.

Модель успешно объединяет данные по процессам совершенно разных масштабов. Известно, скажем, что конвекция в мантии приводит в движение огромные литосферные плиты, но на результат этих смещений сильно влияет также взаимодействие последних друг с другом. На их границах образуется огромное количество отдельных областей взаимного влияния, которые составляют активные разломы. «Модель, в которой такие зоны не рассматриваются, бесполезна», — говорит участник исследования Майкл Гёрнис (Michael Gurnis).

Решить поставленную задачу помогла методика адаптивного измельчения расчётной сетки, которая используется при решении дифференциальных уравнений в частных производных, описывающих тот или иной процесс — к примеру, мантийные течения. Обычно разрешение сетки фиксируется на заданном уровне, что либо снижает точность моделирования, либо вынуждает проводить «лишние» вычисления. Адаптивное измельчение, напротив, позволяет резко уменьшить число точек сетки, сохраняя высокое разрешение там, где это необходимо. По словам авторов, им удалось добиться того, что программа успешно выполнялась «всего» на 10 тысячах процессоров суперкомпьютера Ranger.

Пространственное разрешение модели вблизи границ плит составило около 1 км. Включив в неё сейсмологические данные и параметры горных пород, исследователи получили результат, хорошо согласующийся с измерениями смещения плит. Программа также воспроизвела известный эффект чрезвычайно быстрого смещения микроплит, который наблюдается в западной части Тихого океана. «Раньше мы не имели возможности изучать подобные маломасштабные тектонические движения на глобальных моделях», — заключает г-н Гёрнис.