Collaborative Research: Advanced modeling for understanding fluid and magma migration in subduction zones
合作研究:用于了解俯冲带流体和岩浆迁移的高级建模
基本信息
- 批准号:1356132
- 负责人:
- 金额:$ 3.93万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2014
- 资助国家:美国
- 起止时间:2014-03-01 至 2017-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The interactions of fluids and solids control some of the most critical geochemical and geodynamic processes in subduction zones. These include flux melting of the mantle and geochemical transport by fluids and magma, possible rheological weakening of the mantle wedge, and control of seismicity and fault mechanics. Quantitative models for the solid mantle flow have been developed but there has been relatively little work to numerically simulate the production, transport, and coupled interactions of fluids and melts with the solid. This requires a more general computational framework that can deal with a wide range of uncertainty both in the physical model and input parameter space. This project continues the development of TerraFERMA (the Transparent Finite Element Rapid Model Assembler), which will be used to: quantify potential fluid and solid flow paths at subduction zones; develop a better understanding of reactive, open system flux melting; and investigate the effects of fluids on solid-state rheology. Model predictions will be tested against a suite of observations from the relatively robust location of arc volcanism to the compositions of lava samples produced at these sites. Broader impacts of this project include support of an early career scientist working at the interface between computational and Earth science and the development of a new computer code for integrating geochemical and geochemical dynamics in subduction zones. The resulting computer code will be incorporated into holdings of Computational Infrastructure for Geosciences, which provides open access to software for scientific purposes. Increased understanding of mantle deformation, magmatism, and thermal structure of the Earth at subduction zones could lead to improved knowledge of where brittle behavior (earthquakes) is more or less likely along the megathrust fault that marks the boundary between the downgoing plate and the surrounding mantle.
流体和固体的相互作用控制着俯冲带中一些最关键的地球化学和地球动力学过程。这些包括通过液体和岩浆对地幔和地球化学转运的通量熔化,披风楔的可能性弱化以及对地震性和断层力学的控制。 已经开发了固体地幔流的定量模型,但是几乎没有工作来模拟流体和与固体熔体的生产,运输和耦合相互作用。这需要一个更一般的计算框架,可以在物理模型和输入参数空间中处理广泛的不确定性。 该项目继续开发Terraferma(透明有限元快速模型组装程序),该项目将用于:量化俯冲带的潜在流体和实心流动路径;对反应性,开放系统通量熔化有更好的了解;并研究流体对固态流变学的影响。 将对从弧火山的相对健壮的位置到在这些地点生产的熔岩样品的组成的一组观测值进行测试。该项目的更广泛的影响包括支持早期职业科学家在计算和地球科学之间的接口,以及开发新的计算机代码,以整合俯冲区域中的地球化学和地球化学动态。由此产生的计算机代码将纳入地球科学计算基础架构的持有量,该计算基础架构为科学目的提供了开放访问软件的访问。沿俯冲带在俯冲带时地球变形,岩浆和热结构的了解增加可能会导致人们对脆性行为(地震)的何处或多或少的可能性提高,这标志着标志着下降板和周围地幔之间边界的可能性。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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专利数量(0)
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Hiroshi Kawabata
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