{"id":{"repo_id":"freiburg-diss","oai_identifier":"oai:freidok.uni-freiburg.de:329"},"canonical_url":"https://search.dev.ndltd.org/etd/freiburg-diss/oai:freidok.uni-freiburg.de:329","repository":{"repo_id":"freiburg-diss","name":"University of Freiburg","base_url":"https://freidok.uni-freiburg.de/oai/oai2.php"},"display":{"title":"Mountains of wax : continental collision in scaled thermomechanical analogue experiments and data analysis","abstract":"Thermomechanische Analogmodelle kontinentaler Kollisionen erfordern <br>die Simulation der ganzen Lithosphäre. Für die Skalierung <br>muß der thermische Ausgleich während der Deformation <br>erfaßt werden. Hierfür wird eine neuartige Apparatur <br>zur Deformation thermisch geschichteter Modelle verwendet. Die <br>Experimente werden durch in die Modelle eingebrachte <br>Meßfühler und durch Fotos und Infrarotbilder dokumentiert. <br>Die letzteren zeichnen die Temperaturverteilung während und nach der <br>Deformation auf. Die in den Experimenten verwendeten Materialien <br>zeigen temperaturabhängige Viskositäten, <br>damit das benötigte Festigkeitsrofil durch den angelegten <br>Temperaturgradienten erzeugt werden kann. <br>Die Skalierung dieses Aufbaus ist für fast alle Parameter <br>konsistent. Die modellierten Längen betragen etwa 150km, <br>die möglichen Konvergenzraten entsprechen 1-5cm/a. <br>Die gezeigten Modelle simulieren den oberen Erdmantel <br>und die Unterkruste unter Verwendung verschiedener Wachse. Die <br>spröde Oberkruste wird durch ein sandähnliches <br>Material mit dem korrekten Dichtekontrast gegenüber den Wachsen modelliert. <br>Durch Erweiterung älterer Techniken der Datenanalyse mit <br>Berücksichtigung unregelmäßig geformter Bereiche und geringer <br>Markerdichten können mehrere Parameter der Deformation aus den <br>Fotos extrahiert werden, darunter der Tensor der <br>Deformationsrate. Die Viskositätsverteilung wird aus dem <br>Temperaturfeld ermittelt. Der Deformationstensor und die <br>Viskosität erlauben es, das Spannungsfeld im Modell zu errechnen. <br>Obwohl der Hauptaspekt dieser Arbeit darin lag, die Apparatur in <br>Betrieb zu nehmen und Vorgehensweisen für die Experimente und die <br>Datenaanalyse zu entwickeln, wurden auch Experimente durchgeführt, <br>die einfache Szenarien der Gebrigsbildung modellieren. Eine <br>Geometrie mit einer großen Überschiebung stimmt gut mit <br>seismischen Daten aus dem Ural überein. Weitere Modelle mit einem <br>orogenen Keil werden mit im Himalaya bekannten Strukturen <br>verglichen.","abstract_html":"Thermomechanische Analogmodelle kontinentaler Kollisionen erfordern &lt;br&gt;die Simulation der ganzen Lithosphäre. Für die Skalierung &lt;br&gt;muß der thermische Ausgleich während der Deformation &lt;br&gt;erfaßt werden. Hierfür wird eine neuartige Apparatur &lt;br&gt;zur Deformation thermisch geschichteter Modelle verwendet. 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Weitere Modelle mit einem <br>orogenen Keil werden mit im Himalaya bekannten Strukturen <br>verglichen.","Thermomechanical analogue modelling of continental collision requires <br>that the whole lithosphere is simulated. To obtain correct scaling, <br>thermal readjustment therefore has to be taken into account during <br>deformation. For this purpose, a new apparatus to deform thermally <br>layered models is employed. The experiments are documented using <br>various sensors embedded in the model, as well as optical and <br>infra-red images. The latter records the temperature distribution <br>during and after deformation. The materials used in these experiments <br>were chosen to demonstrate temperature-dependent viscosities, to allow <br>the required rheological profile due to the thermal gradient applied <br>by the machine. <br>The scaling of this set-up is consistent for almost all parameters. <br>Modelled lengths are around 150km, which can be deformed <br>using convergence rates corresponding to 1-5cm/a. The <br>models presented simulate the upper mantle and the lower crust using <br>paraffin waxes. The brittle upper crust is modelled using Jet-Plast, <br>a sand-like material with the correct density contrast with respect to <br>the waxes. <br>Extending known data-analysis procedures to account for irregular <br>domains and sparse marker distributions, various strain parameters are <br>extracted from the optical photographs, including the strain rate <br>tensor. The viscosity distribution is obtained from the temperature <br>field and from rheological material properties. Together with the <br>strain-rate tensor, the viscosity allows the calculation of the stress <br>field in the model. <br>Although the main purpose of this work was to set up the apparatus and <br>to develop experimental working-procedures and data analysis, first <br>experiments modelled simple orogenic scenarios. A modelled megathrust <br>geometry corresponds well to seismic data from the Urals. Further models <br>including an orogenic wedge are compared with Structures known from <br>the Himalayas."]},{"key":"dc:format.medium","label":"Dc Format Medium","values":["application/pdf"]},{"key":"dc:title","label":"Title","values":["Mountains of wax : continental collision in scaled thermomechanical analogue experiments and data analysis","Berge aus Wachs : kontinentale Kollision in skalierten, thermomechanischen Analogexperimenten und Datenanalyse"]}]}],"canonical_facts":{"dc:contributor":["Behrmann, Jan H."],"dc:creator":["Wosnitza, Elmar Maximilian"],"dc:description.abstract":["Thermomechanische Analogmodelle kontinentaler Kollisionen erfordern <br>die Simulation der ganzen Lithosphäre. Für die Skalierung <br>muß der thermische Ausgleich während der Deformation <br>erfaßt werden. Hierfür wird eine neuartige Apparatur <br>zur Deformation thermisch geschichteter Modelle verwendet. Die <br>Experimente werden durch in die Modelle eingebrachte <br>Meßfühler und durch Fotos und Infrarotbilder dokumentiert. <br>Die letzteren zeichnen die Temperaturverteilung während und nach der <br>Deformation auf. Die in den Experimenten verwendeten Materialien <br>zeigen temperaturabhängige Viskositäten, <br>damit das benötigte Festigkeitsrofil durch den angelegten <br>Temperaturgradienten erzeugt werden kann. <br>Die Skalierung dieses Aufbaus ist für fast alle Parameter <br>konsistent. Die modellierten Längen betragen etwa 150km, <br>die möglichen Konvergenzraten entsprechen 1-5cm/a. <br>Die gezeigten Modelle simulieren den oberen Erdmantel <br>und die Unterkruste unter Verwendung verschiedener Wachse. 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The materials used in these experiments <br>were chosen to demonstrate temperature-dependent viscosities, to allow <br>the required rheological profile due to the thermal gradient applied <br>by the machine. <br>The scaling of this set-up is consistent for almost all parameters. <br>Modelled lengths are around 150km, which can be deformed <br>using convergence rates corresponding to 1-5cm/a. The <br>models presented simulate the upper mantle and the lower crust using <br>paraffin waxes. The brittle upper crust is modelled using Jet-Plast, <br>a sand-like material with the correct density contrast with respect to <br>the waxes. <br>Extending known data-analysis procedures to account for irregular <br>domains and sparse marker distributions, various strain parameters are <br>extracted from the optical photographs, including the strain rate <br>tensor. The viscosity distribution is obtained from the temperature <br>field and from rheological material properties. 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