2020年1月6日，美国克莱姆森大学发布新闻称，该校研究人员Timo Heister获得了美国国家科学基金会（NSF）250万美元的资助，将开发一个新的综合地球动力学模型框架，该框架将提供从地球地幔边界到其表面的真实模拟。
地幔厚度超过1800英里，处于地球表面和超热地核之间，由热的富含铁的岩石组成，这些岩石缓慢向上移动，逐渐冷却。这种被称为对流的传热过程会引起一系列地质事件，从而导致地震、火山爆发或山脉形成。
长久以来，研究人员希望更好地了解对流过程和其他地球动力学活动，但由于压力和温度过高，无法深入研究地幔了解正在发生的情况。取而代之的是，科学家们使用地震成像来进行推断，并依靠计算模型来模拟岩石和构造板块在数千至数百万年时间尺度上的缓慢运动，从而推测出地球表面以下发生了什么。
新框架将基于Heister和其他团队成员在过去八年中创建的开源软件工具——地球对流问题的高级求解器（Advanced Solver for Problems in Earth's Convection，ASPECT），其可模拟地幔中的过程，已被全球地球科学研究人员广泛使用。
ASPECT的模拟有可能提供对广泛主题的巨大洞察，包括构造板块运动和形变随时间和空间的变化、岩浆流动和地球内部的水循环、深部地球的结构和地表演化等。据Heister称，他将使用地震活动、构造板块运动、地核温度以及地震学家、地球和行星科学家生成的其他数据作为ASPECT的数据源，在高性能计算工具上运行ASPECT模拟，比如克莱姆森大学的Palmetto集群和其他超级计算机。
研究人员将使用ASPECT来计算出一个参考状态，帮助人们尽可能地了解地幔的当前状况。一方面，科学家可以利用参考状态进行区域高分辨率模拟；另一方面，科学家可以进行他们自己的全球模拟，以确定地球表面下的岩石如何对压力作出反应，特别是在构造板块边界。
转载本文请注明来源及作者：中国科学院兰州文献情报中心《地球科学动态监测快报》2020年第03期，赵纪东 编译。
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