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Corona structures driven by plume–lithosphere interactions and evidence for ongoing plume activity on Venus
Nature Geoscience ( IF 18.3 ) Pub Date : 2020-07-20 , DOI: 10.1038/s41561-020-0606-1
Anna J. P. Gülcher , Taras V. Gerya , Laurent G. J. Montési , Jessica Munch

In the absence of global plate tectonics, mantle convection and plume–lithosphere interaction are the main drivers of surface deformation on Venus. Among documented tectonic structures, circular volcano-tectonic features known as coronae may be the clearest surface manifestations of mantle plumes and hold clues to the global Venusian tectonic regime. Yet, the exact processes underlying coronae formation and the reasons for their diverse morphologies remain controversial. Here we use three-dimensional thermomechanical numerical simulations of impingement of a thermal mantle plume on the Venusian lithosphere to assess the origin and diversity of large Venusian coronae. The ability of the mantle plume to penetrate into the Venusian lithosphere results in four main outcomes: lithospheric dripping, short-lived subduction, embedded plume and plume underplating. During the first three scenarios, plume penetration and spreading induce crustal thickness variations that eventually lead to a final topographic isostasy-driven topographic inversion from circular trenches surrounding elevated interiors to raised rims surrounding inner depressions, as observed on many Venusian coronae. Different corona structures may represent not only different styles of plume–lithosphere interactions but also different stages in evolution. A morphological analysis of large existing coronae leads to the conclusion that at least 37 large coronae (including the largest Artemis corona) are active, providing evidence for widespread ongoing plume activity on Venus.



中文翻译:

羽流与岩石圈相互作用驱动的电晕结构以及金星上持续羽流活动的证据

在缺乏全球性板块构造的情况下,地幔对流和羽-岩圈相互作用是金星表面变形的主要驱动力。在已记录的构造结构中,被称为日冕的圆形火山构造特征可能是地幔柱最清晰的表面表现,并为全球金星构造政权提供了线索。然而,日冕形成的确切过程以及其多样形态的原因仍存在争议。在这里,我们使用三维热力学数值模拟热幔柱撞击金星岩石圈,以评估大金星冠的起源和多样性。地幔柱渗入金星岩石圈的能力产生了四个主要结果:岩石圈滴水,短暂的俯冲,嵌入式羽流和羽流底层。在前三种情况下,如许多金星日冕所观察到的那样,羽流的渗透和扩散会引起地壳厚度变化,最终导致最终的地形等静力学驱动的地形反转,从围绕高架内部的圆形沟槽到围绕内部凹陷的凸起边缘。不同的电晕结构可能不仅代表羽流与岩圈相互作用的不同样式,而且代表演化的不同阶段。对现有的大型日冕进行形态学分析得出的结论是,至少有37个大型日冕(包括最大的Artemis日冕)活跃,这为金星上持续不断的羽流活动提供了证据。羽流的渗透和扩散会引起地壳厚度变化,最终导致最终的地形等静力学驱动的地形反转,从围绕升高的内部空间的圆形沟槽到围绕内部凹陷的凸起边缘,正如在许多金星日冕上所观察到的那样。不同的电晕结构可能不仅代表羽流与岩圈相互作用的不同样式,而且代表演化的不同阶段。对现有的大型日冕进行形态学分析得出的结论是,至少有37个大型日冕(包括最大的Artemis日冕)活跃,这为金星上持续不断的羽流活动提供了证据。羽流的渗透和扩散会引起地壳厚度变化,最终导致最终的地形等静力学驱动的地形反转,从围绕升高的内部空间的圆形沟槽到围绕内部凹陷的凸起边缘,正如在许多金星日冕上所观察到的那样。不同的电晕结构可能不仅代表羽流与岩圈相互作用的不同样式,而且代表演化的不同阶段。对现有的大型日冕进行形态学分析得出的结论是,至少有37个大型日冕(包括最大的Artemis日冕)活跃,这为金星上持续不断的羽流活动提供了证据。不同的电晕结构可能不仅代表羽流与岩圈相互作用的不同样式,而且代表演化的不同阶段。对现有的大型日冕进行形态学分析得出的结论是,至少有37个大型日冕(包括最大的Artemis日冕)活跃,这为金星上持续不断的羽流活动提供了证据。不同的电晕结构可能不仅代表羽流与岩圈相互作用的不同样式,而且代表演化的不同阶段。对现有的大型日冕进行形态学分析得出的结论是,至少有37个大型日冕(包括最大的Artemis日冕)活跃,这为金星上持续不断的羽流活动提供了证据。

更新日期:2020-07-20
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