A flutuabilidade do magma acopla convecção e magmatismo do manto lunar: vulcanismo de longa duração no mar e mudança de raio em um modelo regional 3-D

Para compreender a evolução do manto que causou as histórias observadas de vulcanismo de mares e mudança de raio da Lua, desenvolvemos um modelo de convecção de manto esférico regional 3-D com magmatismo. O magma gerado pela fusão descompressiva segrega-se da matriz de convecção e percola para cima através dela.

Em nosso modelo, o aquecimento interno forma uma camada basal parcialmente fundida durante as primeiras centenas de milhões de anos. As subidas de magma em forma de dedo crescem a partir do topo desta camada e evoluem para plumas flutuantes parcialmente derretidas.

As plumas sobem pela flutuabilidade do magma, enquanto o derretimento descompressivo nas plumas ascendentes gera mais magma que impulsiona ainda mais a subida. O fornecimento de magma ao topo do manto atinge o pico entre 4 e 3, 5 Gyr atrás, coincidente com um máximo na expansão radial impulsionado pela mudança de volume do manto associada ao derretimento, e ambos diminuem à medida que o manto esfria e solidifica.

O fornecimento de magma, no entanto, persiste durante milhares de milhões de anos porque as plumas anteriores deixam condutas termicamente amolecidas, através das quais as plumas posteriores sobem repetidamente em locais fixos. Esses conduítes estáveis ​​são consequência da geometria 3-D.

A reciclagem dos produtos magmáticos formados no manto superior também desencadeia uma nova ascensão do magma através dos condutos. Nossos resultados fornecem um mecanismo para o vulcanismo localizado de longa duração observado que atingiu o pico entre 4-3, 5 Gyr atrás e é quantitativamente responsável pela expansão inicial seguida de contração.

As condições necessárias para consistência com a história observada implicam um manto inicialmente quente, mas principalmente sólido, com uma camada basal densa.

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