poleca:
Badania nad
strumieniami lawy są kluczowe dla zrozumienia procesów kształtujących
naszą dynamiczna planetę. W szczególności, wiedza na temat nacisków, pod
którymi magma zyskuje właściwości ciągliwe bądź ruchliwe, ma
pierwszorzędne znaczenie dla wulkanologii, geodynamiki i planetologii.
Duży nacisk kładziony jest na zbadanie zasięgu strefy przejścia
krucho-ciągliwego.
Z tego powodu naukowcy powołali finansowany ze środków UE projekt
"Rheophysics and energy of magmas" (RHEA). Próbowali oni rozdzielić
stabilne i metastabilne pola przepływu kryształonośnych roztopów i
oszacować początkowy punkt pojawiania się właściwości kruchliwych. Aby
to osiągnąć, prace ukierunkowano na doświadczalne i numeryczne badania
dystrybucji energii w magmach.
Naukowcy porównali symulacje numeryczne ze zdeformowanymi pod
wpływem wysokiego ciśnienia i temperatury próbkami, zyskując lepszy
obraz procesów zachodzących podczas deformacji magmy. W ramach projektu
RHEA opracowano pierwsze reometry numeryczne służące do mierzenia
suspensji magmowej, w oparciu o prawdziwe pomiary, oraz stworzono nowe
prawa dla modeli w większej skali.
Do modelowania mikrohydrodynamicznych zachowań suspensji członkowie
projektu wykorzystali metodę elementów skończonych. W obliczeniach
przepływu wykorzystano metodę SPH. Mimo że obliczenia tą metodą skupiono
na depozytach po grawitacyjnym potoku mas, uzyskany kod można
potencjalnie wykorzystać do zbadania dynamiki przepływu z komory
magmowej do intruzji.
Zespół projektu przeprowadził pierwsze spójne badania łączące
rozpoczęcie przejścia magmy w stan kruchy z odłamkami kryształów.
Badania doświadczalne obejmowały produkcję dobrze kontrolowanych
syntetycznych magm przy użyciu odłamków różnych kryształów.
Wysokociśnieniowa, wysokotemperaturowa prasa Paterosona pozwoliła
zmierzyć lepkość.
Wykonano dodatkowe badania wytrzymałościowe przy pomocy
doświadczalnego systemu stożka na płytce, wykorzystując różne
analogiczne ciecze. Ziarna w postaci pustych kul, szklanych paciorków i
plastikowych ziaren pomogły w naśladowaniu szeregu zachowań magmy.
Pomiary oscylacyjne pomogły naukowcom zbadać właściwości
lepkoelastyczne suspensji różnych odłamków kryształów i określić kiedy
pojawiają się nienewtonowskie zachowania cieczy cząsteczkonośnych.
Projekt RHEA przyczynił się w znacznym stopniu do zwiększenia
rozumienia procesów zachodzących podczas deformacji magmy. Opracowane
modele powinny znaleźć zastosowanie w wielu obszarach nauki o Ziemi.
