研究目的
南海是西太平洋最大的低緯邊緣海。近年來(lái)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(jī)制尚不清楚。本研究通過(guò)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(kuò)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(shí)期有大量巖漿活動(dòng)提出了新思路。
研究方法
首先利用板塊重構(gòu)軟件GPlates計(jì)算50 Ma以來(lái)全球板塊的運(yùn)動(dòng)速度。其次,以該板塊運(yùn)動(dòng)速度作為三維球諧模型的表面速度邊界,核幔邊界設(shè)置為自由滑動(dòng),借助三維地幔動(dòng)力學(xué)模擬軟件ASPECT,建立全球三維網(wǎng)格模型,每個(gè)模型超過(guò)五千萬(wàn)個(gè)三維格點(diǎn)。在物質(zhì)與能量守恒的基礎(chǔ)上,構(gòu)建在全球框架下南海及周邊俯沖系統(tǒng)的三維動(dòng)力學(xué)演化模型,模擬隨時(shí)間演化的地幔溫度、粘度等地球物理參數(shù)。
平臺(tái)使用
中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究的科研團(tuán)隊(duì)利用超算云平臺(tái)的超算節(jié)點(diǎn),基于改進(jìn)后的ASPECT三維模擬平臺(tái),使用高達(dá)2000多個(gè)CPU核心,計(jì)算了全球三維地??蚣芟碌臇|南亞環(huán)形俯沖系統(tǒng)演化模型。相較于普通的小型計(jì)算集群,該超算的計(jì)算節(jié)點(diǎn)具有單節(jié)點(diǎn)CPU核心數(shù)量多、內(nèi)存大、穩(wěn)定性高的顯著優(yōu)勢(shì),大大減少了多節(jié)點(diǎn)之間的傳輸損耗,極大提高了計(jì)算效率。