The Effect of a Weak Asthenospheric Layer on Surface Kinematics, Subduction Dynamics and Slab Morphology in the Lower Mantle
Notice bibliographique
Résumé
Abstract On Earth, the velocity at which subducting plates are consumed at their trenches (termed “subduction rate” herein) is typically 3 times higher than trench migration velocities. The subduction rate is also 5 times higher than estimated lower mantle slab sinking rates. Using simple kinematic analyses, we show that if this present‐day “kinematic state” operated into the past, the subducting lithosphere should have accumulated and folded beneath near‐stationary trenches. These predictions are consistent with seismic tomography, which images localized and widened lower‐mantle slab piles. They are, however, at odds with most dynamic‐subduction models, which predict rapid trench retreat and inclined slabs in the mantle transition zone. We test the hypothesis that a weak asthenospheric layer (WAL), between the lithosphere‐asthenosphere boundary and 220 km depth, compatible with geophysical constraints, can remedy the discrepancies between numerical models and observations. The WAL lubricates the base of the lithosphere, increases the subduction rate while reducing trench retreat. As a consequence, simulations featuring a WAL predict slab accumulation at the mantle transition zone, and thicker, folded slabs in the lower mantle. A WAL viscosity only 2–5 times lower than that of the adjacent mantle is sufficient to shift subduction regimes toward a mode of vertical slab sinking and folding beneath near‐stationary trenches, across a wide range of model parameters, producing surface and slab velocities close to those observed at the present‐day. These findings provide support for the existence of a weak asthenosphere beneath Earth's lithosphere, complementing independent evidence from various geophysical data.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».