Senter for jordens utvikling og dynamikk (CEED) er delt inn i seks forskningsteam:
(1) Deep Earth Team undersøker materialer og dynamikk i den nedre mantelen. Kjemisk utveksling mellom den tidligere smeltede mantelen (magmahavet) og kjernen, og krystalliseringen av magmahavet, resulterte i to isolerte strukturer: Bridgmanite-Enriched Ancient Mantle Structures (BEAMS) i den midtre delen av nedre mantel og Large Low Shear-wave Velocity Provinces (LLSVPs) like over kjernegrensen. Vi studerer det kjemiske og mineralogiske grunnlaget for og stabiliteten til disse strukturene over tid. I samarbeid med andre CEED team, undersøker vi også platetektoniske referanserammer, sammenhengen med de dype strukturene, og mekanismene for oppdrift og søylestrømmer fra LLSVP-marginene.
(2) Earth Modeling Team benytter en rekke modelleringsteknikker for å forstå geodynamikken til jordens litosfære og mantel, med et overordnet mål mot å forstå forholdet mellom manteldynamikk, platetektonikk og jordens overflatemiljø over jordens geologiske historie. I 2022 og 2023 videreutviklet gruppen modeller for hvordan søylestrømmer påvirker den kontinentale litosfæren, tektoniske plater som kontrollerer mønstre av mantelvarmetap, og hvordan retningsavhengig viskositet påvirker subduksjon. Vi fortsatte seismologisk avbildning av Skandinavia, deteksjon av seismiske hendelser i Nordsjøen, estimater av mantelens viskositet basert på geofysiske observasjoner, og numeriske modeller for isostatisk justering. Vi bidro også til bredere innsats innenfor utdanning, metodiske fremskritt innenfor geodynamisk modellering og tolkning av seismiske data samt vitenskapelig visualisering.
(3) I Earth Crises Team studerer vi hvordan vulkaner påvirker klimasystemet og biosfæren med fokus på store vulkanske provinser (LIPs). Høydepunkter fra 2022-2023 inkluderer analyser av IODP drillkjerner på norsk kontinentalsokkel relatert Paleocene-Eocen Termisk Maksimum (PETM), PETM studier i Danmark for å forstå klimaeffekten av langvarig oppvarming, karbon-syklus modellering av LIP-relaterte klimaforandringer i tidlig Jura, geokjemiske analyser av Siberian Traps, aktive avgassingssystemer i Indonesia samt en detaljert analyse av hvordan pre-Viking samfunn tilpasset seg til miljøendringer.
(4) Dynamic Earth Team har som mål å utforske platebevegelser og jordens historie. Oppdraget er å utforske koblingen mellom litosfæren og den underliggende mantelen med konveksjon, og kvantifisere hvordan paleogeografi og ekte pol-vandringer har påvirket klimasystemet. I 2022-2023 fortsatte Dynamic Earth-medlemmer og deres samarbeidspartnere å arbeide med forskjellige aspekter av Wilson-syklusen på globale og regionale perspektiver, inkludert arkitekturen til splittede marginer, sprede-rygger, arktiske tektoniske rekonstruksjoner, mantelegenskaper og seismologi, samspillet mellom mantelsøyler og litosfære, samt karbonsyklus og klima på geologiske tidsskalaer.
(5) Oppdraget til Earth and Beyond Team er å forstå likheter og forskjeller mellom jorden og de andre steinlignende planetene. Hoved hypotesen er at dynamikken til jorden og planetene kan forstås innenfor de samme rammene, men med forskjellige parametere. Gjennom senterperioden har vi utvidet våre analyser til planeter i andre solsystemer (Exoplaneter). Nøkkelfaktorene for å bestemme type mantelkonveksjon, overflatetektonikk og vulkanisme er sannsynligvis mengden av vann eller andre flyktige stoffer i systemet, og som styrer de fysiske egenskapene. Sammensetning, tid og prosesshastigheter er avgjørende for å dekode planetariske prosesser vedrørende planetdannelse og utvikling.
(6) Earth Laboratory Team fokuserer på forskning innen paleomagnetisme og dens anvendelser på paleogeografi, platetektonikk og geomagnetisme. I 2022-2023 testet og raffinerte gruppen paleogeografiske rekonstruksjoner av superkontinenter, inkludert tidlig Perm konfigurasjon av Pangea og den Meso-Neoprotersoiske dannelsen av Rodinia. Andre forskere utviklet en ny modell for Iapetus-havet fra 700 til 530 millioner år siden, gransket det magnetiske feltet i Devon-tiden, utviklet nye metoder for å bestemme absolutte plate bevegelser og deltok i interdisiplinære prosjekter som kobler paleogeografi, mantel dynamikk og klimaforandringer.
Outcomes are very substantial and documented in c. 800 scientific articles, 10 annual reports, two books, seven popular science books and we had a high profile in social media to promote our results. We arranged c. 60 seminars and workshops and CEED articles have so far been cited 24,000 times; this demonstrate a considerable international impact of our results.
CEED has also been a training-hub for graduate students and post-doctoral fellows. Two postdoctoral researchers won prestigious ERC and seven received young outstanding talent grants from RCN. We also established a Norwegian Research School (Dynamics and Evolution of Earth and Planets) and a National Infrastructure for Geomagnetism.
Researcher training and mobility included student exchange, scientific staff research visits and sabbaticals, and formal project collaborations. Several INTPART projects (International Partnerships for Excellent Education, Research and Innovation) maximized training and mobility opportunities at all levels.
CEED’s societal contribution has been very extensive with around 100 major outreach activities yearly. Software systems and geological/geophysical data in many fields have also been made freely available to the scientific community through various web-servers.
CEED has also contributed to economic development through a considerable number of joint projects with the petroleum industry. CEED members also contributed to the planning and design of the new Exhibit on Earth History and Evolution of Life at the National History Museum (Oslo), opened in 2022.
CEED has developed new expertise in a number of research fields, increased interdisciplinary and international research collaboration in a very substantial manner, and this provided the basis for winning a new Center of Excellence (Planetary Habitability), starting in July 2023.
English version
We envision a Centre dedicated to research of fundamental importance to the understanding of our planet, that embraces the dynamics of the plates, the origin of large scale volcanism, the evolution of climates and the abrupt demise of life forms. This ambitious venture will result in a new understanding of Earth's evolution and of how the solid Earth has interacted with atmosphere and biosphere through time. Our planet's first order changes in climate and biodiversity strongly depends on the configuration of continental landmasses and ocean basins through time and it is thus crucial to reconstruct in detail the evolution of Earth's crust. We foresee a Centre bridging the knowledge gap between plates and plumes, and the processes leading to the rapid changes in the atmospheric concentration of greenhouse gases documented in the geological record. We also envision ways in which our research can be extended to other Earth-like planets.
The Centre will explore the distribution and history of tectonic plates in time and space, examine the 'Wilson Cycle' from passive margins and break-up to continental collisions, map the biogeographical and environmental dispersion of early animal life, probe the underlying mantle and the Earths deep interior, and scrutinize the environmental consequences of shifting continents and oceans as well as catastrophic volcanic events. We will develop a scientific synergy from top to bottom - then until now.
The Centre team combine strong numerical skills with cross-disciplinary geological and geophysical expertise: On one hand, numerical models will provide explanations for field observations, while on the other hand field constraints will serve to test models. The Deep Earth hold the key to understand mantle plumes and their surface expressions through geological time, and plumes are a prime example of a phenomenon that bridges all Centre activities, from the core to the atmosphere on Earth and Beyond.
Norwegian version
Senteret vil undersøke fordelingen og utvik lingen av tektoniske plater i rom og tid og kartlegge biogeografi og utviklingen av det tidlige liv på jorden. Senteret vil videre analysere den underliggende mantelen og jordens indre, og undersøke koblingen mellom klima & miljøforandringer og katastrofale vulkanske episoder. Et hovedmål med senteret er å utvikle en ny teori (mantel dynamikk) som forklarer koblingen mellom mantelen og jordplatenes bevegelser, og hvordan varmesøyler fra jordens indre forårsaker supervulkaner som gjennom jordens historie har medført endringer i klima og miljø samt oppsprekking av superkontinenter som Pangea. Jorden er ikke bare den eneste kjente planeten med avansert liv men også den eneste planeten med platetektonikk. Får å forstå dette vil senteret også studere andre jordlignende planeter.