Mountains of wax : continental collision in scaled thermomechanical analogue experiments and data analysis

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.

Author dc:creator

• Wosnitza, Elmar Maximilian

Contributors dc:contributor

• Behrmann, Jan H.

• Skalierte Experimente
• Analogmodelle
• Thermomechanisch
• Analogue Models
• Orogenesis
• Thermomechanical
• Data Analysis

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