研究目的
南海是西太平洋最大的低纬边缘海。近年来的研究发现南海可能存在大面积异常地幔上涌区,然而其机制尚不清楚。本研究通过建立高精度的南海及周边环形俯冲系统的三维地幔演化模型,发现南海下至少有两种地幔上涌方式,既有由板块扩张引发的浅部地幔上涌,又有由南海周边俯冲板块下沉诱发的深部更大规模的区域性地幔上涌。这为解释南海及周边在不同时期有大量岩浆活动提出了新思路。
研究方法
首先利用板块重构软件GPlates计算50 Ma以来全球板块的运动速度。其次,以该板块运动速度作为三维球谐模型的表面速度边界,核幔边界设置为自由滑动,借助三维地幔动力学模拟软件ASPECT,建立全球三维网格模型,每个模型超过五千万个三维格点。在物质与能量守恒的基础上,构建在全球框架下南海及周边俯冲系统的三维动力学演化模型,模拟随时间演化的地幔温度、粘度等地球物理参数。
平台使用
中国科学院南海海洋研究的科研团队利用超算云平台的超算节点,基于改进后的ASPECT三维模拟平台,使用高达2000多个CPU核心,计算了全球三维地幔框架下的东南亚环形俯冲系统演化模型。相较于普通的小型计算集群,该超算的计算节点具有单节点CPU核心数量多、内存大、稳定性高的显著优势,大大减少了多节点之间的传输损耗,极大提高了计算效率。