Descripción del proyecto
Nuevo modelo para el flujo de fluidos en el interior de la Tierra
La transformación de las rocas de la corteza durante el entierro y el calentamiento genera fluidos que desempeñan un papel importante en los ciclos geoquímicos mundiales, el crecimiento cortical, el magmatismo y la generación de terremotos. A pesar de los esfuerzos recientes, sigue suponiendo un desafío reconocer y cuantificar los flujos de fluidos en rocas naturales y modelar el camino del fluido. El proyecto PROMOTING, financiado con fondos europeos, estudiará dichos fluidos mediante una nueva simulación por ordenador. Los modelos se alimentarán y enriquecerán con datos obtenidos mediante nuevas técnicas de imagenología de alta resolución para el análisis de rocas. El proyecto también creará el primer modelo informático para el metamorfismo, al integrar movilidad de elementos que van desde el nivel de la roca hasta las secciones corticales. Los modelos actuales se basan en análisis termodinámicos de tipos de rocas únicas. Asimismo, no tienen en cuenta los cambios químicos causados por la expulsión de fluidos y tampoco se consideran las interacciones con otras rocas.
Objetivo
Prograde metamorphism produces large amounts of fluids that have an important role for earthquake generation, arc magmatism, the growth of continental crust and for global geochemical cycles. Despite recent efforts, it remains challenging to recognize and quantify fluid fluxes in natural rocks and to model fluid pathways. The existing petrological modeling techniques are all based on the thermodynamic analysis of single rock types and neglect the chemical changes caused by fluid expulsion and the possible interactions with other rocks. The next frontier in metamorphic petrology is therefore to move our modeling capabilities from an isolated single rock system to an open and multi rock system, in which fluids can flow in, react and flow out. This concept introduces several challenges from the quantification of fluid-rock interactions in natural samples to the integration of aqueous thermodynamics and fluid dynamics in the petrological models. Based on the developments of high-resolution techniques such as quantitative compositional mapping, I have demonstrated that the petrological models can be inverted to quantify prograde metamorphism based on preserved mineral relics that partially re-equilibrated in the presence of fluids. The primary objective of PROMOTING is to develop a brand-new framework for petrological modeling of fluid-rock interactions in different, coupled rock types during prograde metamorphism. The models will be calibrated on two key tectonic settings that shaped Earth: subduction of oceanic crust and differentiation of the continental crust. A cutting-edge petrochronological strategy is required to identify at which conditions and when fluid-rock interactions occurred in natural rocks. The outcomes of this project will not only form the basis for a new generation of models integrating element mobility from rock scale to crustal sections, but they will also bring new constraints to test the validity of the most advanced subduction models.
Ámbito científico
Programa(s)
Régimen de financiación
ERC-STG - Starting GrantInstitución de acogida
3012 Bern
Suiza