Penetrative Superplumes in the Mantle of Large Super‐Earth Planets: A Possible Mechanism for Active Tectonics in the Massive Super‐Earths
Notice bibliographique
Résumé
Abstract Recent theoretical studies suggest that the physical and rheological mantle properties in massive rocky planets fall outside conventional behaviors inferred for mantle properties at the Earth's mantle pressures. The vacancy diffusion occurring at low pressures is assumed to be followed by interstitial diffusion above ∼0.1 TPa resulting in viscosity reduction at higher pressures. In addition, the dissociation transition of MgSiO3 post‐perovskite (pPv) into new phases of minerals at 0.9 and 2.1 TPa, both with large negative Clapeyron slopes, has further impact(s) on the style of circulation in the mantle of super‐Earth planets. Further, the electronic contribution of conductivity increases exponentially with temperature at temperatures ∼5000 K and higher. We employ 3D‐controlled volume spherical convection models to explore the style of mantle circulation in large rocky super‐Earth planets with different core temperatures. Our numerical models resembling a GJ 876 d size super‐Earth reveal that due to the buffering influence of the pPv‐dissociation transition at ∼0.9 TPa, for deep mantle viscosities lower than ∼1022 Pa.s a small‐scale convective layer may develop at the top of the core‐mantle boundary (CMB). Penetrative superplumes originating from deep mantle‐layered regions can maintain the heat flux from the CMB required for the planet's geodynamo, and can survive for billions of years reaching shallow depths of the mantle without significant lateral migration. The strength of the focused penetrative superplumes that can potentially sustain surface volcanism and plate tectonics is enhanced with increasing CMB temperature, but diminished by higher rates of internal heating.
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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 | 0,000 |
| 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 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 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 ».