Mathematical Fundamentals of Spherical Kinematics of Plate Tectonics in Terms of Quaternions dedicated to Xavier Le Pichon on the occasion of the 50th anniversary of publication of “Plate Tectonics” (1973) with Jean Francheteau and Jean Bonnin
Notice bibliographique
Résumé
To be a quantitative and testable tectonic model, plate tectonics requires spherical geometry and spherical kinematics in terms of finite rotations conveniently parametrized by their angle and axis and described by unit quaternions. In treatises on ’Plate Tectonics’ infinitesimal, instantaneous, and finite rotations, absolute and relative rotations are said to be applied to model the motion of tectonic plates. Even though these terms are strictly defined in mathematics, they are often casually used in geosciences. Here their definitions are recalled and clarified as well as the terms rotation, orientation, and location on the sphere. For instance, infinitesimal rotations refer to a mathematical limit, when the angle of rotation converges to zero. Their rules do not apply to finite rotations, no matter how small their finite angles of rotation are. Mathematical approaches applying appropriate and feasible assumptions to model spherical motion of tectonic plates over geological times of hundreds of millions of years are derived including (i) sequences of incremental finite rotations, (ii) sequences of accumulating successive concatenations of finite rotations, (iii) continuous rotations in terms of fully transient quaternions. The incremental and the accumulating approach provide complementary views. While the relative Euler pole appears to migrate in the latter, it appears fixed in the former. Path, mean and instantaneous velocity of the migrating Euler pole are derived as well as the angular and trajectoral velocity of the rotational motion about it. The approaches are illustrated by a geological example with actual data and a numerical yet geologically inspired example with artificial data. The former revisits the three plates scenario with stationary axes of two “absolute” rotations implying transient “relative” rotations about a migrating Euler pole and employs a proper plate circuit argument to determine them numerically without resuming to approximations. The latter applies an involved interplay of incremental and accumulating modeling inducing split-join cycles to approximate sinusoidal trajectories as reported to record plates’ motion during the Gondwana breakup.
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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 | 0,001 | 0,003 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,003 |
| Communication savante | 0,003 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,008 | 0,005 |
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 ».