Bewegen tektonische platen door beweging in de aardmantel, of wordt de mantel aangedreven door de beweging van de platen? Of kan het zijn dat deze vraag slecht gesteld is? Dit is het standpunt van wetenschappers van de École Normale Supérieure-PSL, het CNRS en de Universiteit van Rome 3, die de platen en de mantel beschouwen als behorend tot één systeem. Volgens hun simulaties, gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang op 30 oktober, 2019, het is vooral het oppervlak dat de mantel aandrijft, hoewel het dynamische evenwicht tussen de twee verandert tijdens supercontinentcycli.

Welke krachten drijven tektonische platen aan? Dit is een open vraag gebleven sinds de komst van de platentektoniektheorie 50 jaar geleden. Veroorzaken de koude randen van platen die langzaam in de aardmantel zakken in subductiezones de beweging die aan het aardoppervlak wordt waargenomen? Of anders, doet de mantel, met zijn convectiestromen, de platen rijden? Voor geologen, dit lijkt een beetje op het probleem van de kip en het ei:de mantel zorgt er blijkbaar voor dat de platen bewegen, terwijl zij op hun beurt de mantel aandrijven...

Om licht te werpen op de krachten die aan het werk zijn, wetenschappers van het Geologisch Laboratorium van de École Normale Supérieure (CNRS/ENS-PSL), het Instituut voor Aardwetenschappen (CNRS/Universiteiten Grenoble Alpes en Savoie Mont Blanc/IRD/Ifsttar) en de Universiteit van Rome 3 behandelden de vaste aarde als een enkel ondeelbaar systeem en voerden de meest uitgebreide modellering tot nu toe uit van de evolutie van een fictief planeet die erg op de aarde lijkt. De wetenschappers moesten eerst de juiste parameters vinden, en dan zo'n negen maanden besteden aan het oplossen van een reeks vergelijkingen met een supercomputer, reconstructie van de evolutie van de planeet over een periode van 1,5 miljard jaar.

Met behulp van dit model, het team toonde aan dat tweederde van het aardoppervlak sneller beweegt dan de onderliggende mantel, met andere woorden het is het oppervlak dat het interieur sleept, terwijl de rollen zijn omgedraaid voor het resterende derde deel. Dit krachtenevenwicht verandert in de loop van de geologische tijd, vooral voor de continenten. Deze laatste worden voornamelijk meegesleurd door diepe beweging in de mantel tijdens de constructiefasen van een supercontinent, zoals bij de aanhoudende botsing tussen India en Azië:in dergelijke gevallen de beweging die aan het oppervlak wordt waargenomen, kan informatie geven over de dynamiek van de diepe mantel. Omgekeerd, wanneer een supercontinent uiteenvalt, de beweging wordt voornamelijk aangedreven door die van de platen terwijl ze in de mantel zinken.

De berekening bevat een schat aan gegevens die grotendeels onbenut blijven. De verkregen gegevens kunnen ons helpen te begrijpen hoe mid-oceanische ruggen ontstaan ​​en verdwijnen, hoe subductie wordt geactiveerd, of wat de locatie bepaalt van de pluimen die enorme vulkanische uitstortingen veroorzaken.