지구의 대부분의 표면 화산은 판 경계에서 발견되며 얕은 맨틀 과정으로 인해 발생하지만 일부 표면 화산 (예 :하와이)은 판 경계에서 멀리 떨어져 있습니다. intraplate 화산의 형성은 지구 맨틀의 가장 깊은 부분에서 과정과 더 관련이 있다고 제안되었습니다.
지구의 맨틀은 단단한 바위로 구성되어 있습니다. 그러나 바위는 지질 학적 시간 규모로 변형되고 움직입니다. 지구의 핵심은 코어 맨틀 경계 근처의 암석을 가열 할만 큼 뜨겁고 열 팽창으로 인해 가열 된 암석의 밀도가 감소합니다. 결과적으로, 뜨겁고 덜 밀집된 암석은 맨틀의 가장 깊은 부분에서 표면 근처로 올라갈 수 있습니다. 깊은 맨틀에서 표면 근처로 올라가는이 뜨겁고 덜 밀집된 바위는 종종 "맨틀 깃털"이라고합니다.
맨틀 깃털이 표면 근처에 도달하면 때로는 광범위한 녹고 접시 내에서도 표면 화산을 유발합니다. 화산암이 매우 큰 지역 인 큰 화성 지방 또는 입술은 큰 깃털에 의해 발생하는 것으로 생각됩니다. 립 사건은 과학자들이 종종 대기로 많은 가스를 방출하기 때문에 과학자들에게 특히 관심이 있습니다. 이는 기후를 크게 변화시킬 수 있고 질량-픽시 션을 담당 할 수 있습니다.
.그러나 문제는 입술의 위치를 제어하는 것입니다. 지진 관찰에 따르면 태평양과 아프리카 아래의 가장 낮은 맨틀에는 두 개의 큰 멍청이가 있으며, 이는 지진 속도가 상당히 낮습니다. 이 두 개의 큰 얼룩을 "큰 저하 속도 지방"또는 LLSVP라고합니다. LLSVP는 주변 환경보다 더 뜨겁다 고 생각되며 입술을 유발하는 맨틀 깃털의 소스 위치 일 수 있습니다. 흥미롭게도, 이전의 연구에 따르면 입술의 초기 분화 부위는 LLSVP의 가장자리 위에서 우선적으로 발생한다는 것을 발견했습니다. 다시 말해, 맨틀 깃털은 LLSVP의 가장자리 근처에서 우선적으로 발생합니다. 그렇다면 문제는 다음과 같습니다. 왜 이것이 사실입니까?
Earth and Planetary Science Letters 에 발표 된 최근 연구에서 , 우리는 맨틀 깃털의 소스 위치를 제어하는 내용에 답하기 위해 수치 시뮬레이션 및 이론 분석을 수행했습니다. 우리는 질량 보존, 운동량 보존 및 에너지 보존의 기본 물리 법칙을 따르고 슈퍼 컴퓨터를 사용한 미분 방정식을 해결합니다. 우리는 지구의 맨틀 전체의 역학을 모델링합니다. 우리의 수치 실험은 맨틀 깃털의 소스 위치가 점도, 열 팽창성 및 열 확산과 같은 최저 맨틀의 물리적 특성에 의해 제어됨을 보여줍니다. 이러한 물리 매개 변수에 지구와 같은 값을 사용할 때, 우리는 강한 맨틀 깃털이 LLSVP의 가장자리에서/근처에서 우선적으로 발생하는 것을 발견했습니다. 우리의 결과는 열 경계층 불안정성의 고전 이론의 예측과 일치합니다.
열 경계층 이론은 열 경계층이 임계 두께에 도달 할 때 열 불안정 (예 :맨틀 깃털)이 형성 될 것으로 예측한다. 우리의 결과는 LLSVP 외부의 재료가 LLSVP의 가장자리를 향한 맨틀 흐름에 의해 전진되고 열 경계층의 두께는 LLSVP 가장자리를 향해 증가한다는 것을 보여준다. 현재의 지구와 같은 조건 하에서, 열 경계층은 LLSVP 가장자리에 도달하기 전에 깃털을 개발하기에 충분히 두껍게되기가 어렵다. 결과적으로, 강한 맨틀 깃털은 LLSVP 가장자리에서 우선적으로 발생합니다.
맨틀 대류의 3D 구형 모델에서 맨틀 깃털의 소스 위치 인이 연구는 최근 지구와 행성 과학 편지에 출판되었습니다.
