研究目的
南海是西太平洋最大的低緯邊緣海。近年來的研究發(fā)現(xiàn)南??赡艽嬖诖竺娣e異常地幔上涌區(qū),然而其機制尚不清楚。本研究通過建立高精度的南海及周邊環(huán)形俯沖系統(tǒng)的三維地幔演化模型,發(fā)現(xiàn)南海下至少有兩種地幔上涌方式,既有由板塊擴張引發(fā)的淺部地幔上涌,又有由南海周邊俯沖板塊下沉誘發(fā)的深部更大規(guī)模的區(qū)域性地幔上涌。這為解釋南海及周邊在不同時期有大量巖漿活動提出了新思路。
研究方法
首先利用板塊重構(gòu)軟件GPlates計算50 Ma以來全球板塊的運動速度。其次,以該板塊運動速度作為三維球諧模型的表面速度邊界,核幔邊界設置為自由滑動,借助三維地幔動力學模擬軟件ASPECT,建立全球三維網(wǎng)格模型,每個模型超過五千萬個三維格點。在物質(zhì)與能量守恒的基礎上,構(gòu)建在全球框架下南海及周邊俯沖系統(tǒng)的三維動力學演化模型,模擬隨時間演化的地幔溫度、粘度等地球物理參數(shù)。
平臺使用
中國科學院南海海洋研究的科研團隊利用超算云平臺的超算節(jié)點,基于改進后的ASPECT三維模擬平臺,使用高達2000多個CPU核心,計算了全球三維地幔框架下的東南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)演化模型。相較于普通的小型計算集群,該超算的計算節(jié)點具有單節(jié)點CPU核心數(shù)量多、內(nèi)存大、穩(wěn)定性高的顯著優(yōu)勢,大大減少了多節(jié)點之間的傳輸損耗,極大提高了計算效率。