Opis projektu
Nowy model przepływów cieczy we wnętrzu Ziemi
Podczas metamorfizmu skał skorupy ziemskiej pod wpływem wysokich temperatur i pogrążania się kompleksów skał powstają ciecze, które odgrywają ważną rolę w procesach odpowiedzialnych za wywoływanie trzęsień ziemi, magmatyzmie, przyrastaniu skorupy ziemskiej i globalnych cyklach geochemicznych. Pomimo znacznych wysiłków w tym zakresie jak dotąd naukowcom nie udało się opracować skutecznej metody rozpoznawania i szacowania przepływów cieczy w skałach naturalnych oraz modelowania dróg przepływu. Zajmie się tym zespół finansowanego przez UE projektu PROMOTING, badając te ciecze z wykorzystaniem nowatorskiej symulacji komputerowej. Modele powstaną w oparciu o dane uzyskane za pomocą najnowszych technik obrazowania wysokiej rozdzielczości stosowanych do analizy skał. W ramach projektu powstanie także pierwszy model komputerowy dla metamorfizmu pozwalający na analizę ruchów skał oraz ich kompleksów. Jest to przełomowy pomysł, ponieważ istniejące modele opierają się na analizie termodynamicznej poszczególnych rodzajów skał i nie biorą pod uwagę zmian chemicznych spowodowanych wytwarzaniem się cieczy ani interakcji z innymi skałami.
Cel
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.
Dziedzina nauki
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
3012 Bern
Szwajcaria