MC2 - Mantle Circulation Constrained

Mae'r prosiect hwn yn dwyn ynghyd ymchwilwyr o 8 Prifysgol yn y DU, gydag arbenigedd mewn ystod eang o ddisgyblaethau gan gynnwys geodynameg, ffiseg mwynau, seismoleg, geocemeg, palaeomagnetiaeth, magnetohydrodynameg, topograffeg ddeinamig a phetroleg i gyfyngu ar gylchrediad y mantell.

Bydd prosiect MC2 (2020-2025) yn defnyddio symudiadau platiau i yrru modelau rhifiadol o ddarfudiad y mantell ar gyfer efelychu cylchrediad y mantell gan ddefnyddio'r uwchgyfrifiadur cenedlaethol Archer2. Trwy gymharu allbynnau enghreifftiol â chyfres amrywiol o arsylwadau, byddwn yn cyfyngu ar gylchrediad y mantell yn ystod yr Oes Ffanerosöig, gan gynnwys yr ymchwyddiadau yn y mantell poeth nad ydynt yn cael eu deall yn dda. Caiff sylw penodol ei roi i’r ymchwyddiadau mawr sydd wedi creu’r tywalltiadau magmatig anferthol sydd wedi creu Parthau Igneaidd Mawr.

Manylion

Bydd y prosiect yn profi modelau rhifiadol o gylchrediad y mantell trwy gymharu eu rhagfynegiadau o adeiledd y mantell presennol a rhagfynegiadau o esblygiad y mantell dros y biliwn mlynedd diwethaf gydag arsylwadau. Gwneir gwrthdroadau ar gyfer gwell cronfeydd data thermodynamig o briodweddau mwynau mantell.

Bydd adeiledd y mantell presennol yn cael ei brofi'n bennaf gan ddefnyddio arsylwadau seismolegol. Byddwn yn defnyddio priodweddau mwynau’r mantell o'n cronfeydd data thermodynamig i ragfynegi’r adeiledd seismig sy'n deillio o'r modelau deinamig. Gan fod y modelau hyn hefyd yn olrhain llif y mantell, gall y modelau deinamig hyn hefyd ragfynegi anisotropi'r adeileddau seismig lle bynnag y mae'r llif yn peri cyfeiriadedd dellt dewisol. Bydd y rhagfynegiadau seismig amrywiol yn cael eu cymharu â chanfyddiadau seismolegwyr yn y tîm a fydd yn buddsoddi data seismig i gynhyrchu modelau byd-eang a rhanbarthol o adeiledd seismig. Bydd aelodau eraill o'r tîm seismoleg yn canolbwyntio ar nodweddion penodol y modelau deinamig gan gynnwys llofnodion anisotropig ac aml-lwybr seismig. Gyda'n gilydd, bydd yr astudiaethau seismig hyn yn ein helpu i gyfyngu'n dynn ar yr adeileddau gweithredol yn y mantell sy'n amrywio o nodweddion miniog i rai eang.

Bydd rhagfynegiadau o esblygiad y mantell yn cael eu profi gan ddefnyddio topograffeg ddeinamig, geocemeg a dynameg graidd. Bydd modelau’r mantell yn rhagfynegi anffurfiad yr wyneb, y bydd aelodau'r tîm yn ei brofi yn erbyn eu hamcangyfrifon o dopograffeg ddeinamig a arsylwyd arni yn ystod yr Oes Ffanerosöig. Bydd modelau cylchrediad y mantell hefyd yn olrhain mewnbwn a llif olion isotopau'r wraniwm unigryw a ddaeth i mewn i'r mantell pan gododd y lefelau ocsigen yn gyflym yn yr atmosffer. Bydd y rhagfynegiadau hyn yn cael eu profi trwy fesur yr isotopau hyn mewn samplau o gerrig basalt cefnen canol y cefnfor.

Bydd tymheredd a chyfansoddiad ymchwyddiadau’r mantell sy'n cynhyrchu magmâu ar ynysoedd y cefnfor yn cael eu cyfyngu gan ddulliau petroleg sy'n mesur alwminiwm mewn sbinelau mewn olifinau o'r lleoliadau hyn. Yn olaf, bydd adeiledd dwfn y modelau yn ôl mewn amser yn cael ei brofi gan ddefnyddio arsylwadau o'r maes magnetig. Gan fod modelau’r mantell hefyd yn darparu llif y gwres o'r craidd, defnyddir modelau geodynamo i ragfynegi’r amrywiadau yn y maes magnetig yn ystod yr Oes Ffanerosöig. Bydd y rhagfynegiadau hyn mewn amrywiadau maes magnetig yn cael eu profi gan fesuriadau paleomagnetig.

Gyda'i gilydd, bydd y cyfuniad o'r holl ddulliau ac arsylwadau hyn yn cyfyngu ar gylchrediad y mantell mewn gofod ac amser, gan arwain at gam ymlaen yn ein dealltwriaeth o sut mae'r mantell yn arwain at newidiadau sylweddol i wyneb y Ddaear dros amser daearegol.