REAL

Geo-hidrodinamika: folyadékdinamikai jelenségek a Föld belsejében = Geo-hydrodynamics: fluid dynamical phenomena in the Earths`s interior

Dövényi, Péter and Galsa, Attila and Lenkey, László and Mihálffy, Péter and Süle, Bálint (2007) Geo-hidrodinamika: folyadékdinamikai jelenségek a Föld belsejében = Geo-hydrodynamics: fluid dynamical phenomena in the Earths`s interior. Project Report. OTKA.

[img]
Preview
PDF
37980_ZJ1.pdf

Download (466Kb)

Abstract

Projektünk célja a Föld belsejében zajló többféle áramlás közül két rendszer vizsgálata volt. A köpenyben zajló termikus konvekció háromdimenziós numerikus modelleredményei feltárták, hogy a vizsgált paraméterek mindegyike befolyásolja a köpenyhőoszlopok számát. A hőoszlopok dimenziótlan területi sűrűsége 2-3 illetve 0,04-0,06 attól függően, hogy a feláramlás a köpeny-mag határról indul vagy a modell kétréteges, és a felsőköpeny hőoszlopok forrástartománya a 660 km-es fázishatár. Szuperkritikus Rayleigh-szám esetén, belső hőtermelés jelenlétében a területi sűrűség értéke ~1. Ezeket az eredményeket a hotspot-listákkal összevetve arra a következtetésre juthatunk, hogy az áramlási rendszer nem tökéletesen egyréteges, a hotspotok alatti feláramlások forrástartománya részben a köpeny-mag határ, részben azonban a 660 km mélységű termikus határréteg lehet. Porózus közegben történő vízáramlás modellezésével megállapítottuk, hogy nagy Rayleigh-szám és kis hidraulikus gradiens esetben poligonális konvekciós cellák alakulnak ki, míg kis Rayleigh-szám és nagy hidraulikus gradiens határesetben egyetlen cellában zajlik a konvekció. Különösen érdekes az eredmény az átmeneti értékeknél, amikor lejtőirányú vagy arra merőleges konvekciós hengercellák alakulnak ki. E "kombinált" áramlási képre a légköri áramlásoknál és Földköpeny konvekciós jelenségei között is találhatunk analógiákat. A felszínközeli térrészek vízáramlásának modellezésében esettanulmányokkal egészítettük ki vizsgálatainkat. | The main goal of our OTKA project was to investigate two types of convection in the Earth's interior. The 3D modeling of mantle convection showed that all the investigated model parameters (Rayleigh number, depth-dependent viscosity, heat production) affect the number of mantle plumes. The areal densities of plumes are 2-3 or 0.04-0.06 depending on the source area of upwelling plumes i.e. the mantle-core boundary or the phase boundary at depth of 660 km, respectively. In case of supercritical Rayleigh number the plume density is ~1. To compare these results with several hotspot lists we can conclude that the source area of mantle plumes are partly the mantle-core boundary and partly the thermal boundary layer at 660 km depth. The numerical modeling of underground water flow in the porous-permeable layers of the crust showed that high Rayleigh number and low hydraulic gradient result in a number of polygon shape convection cells and low Rayleigh number and high hydraulic gradient result in one convective cell. In case of intermediate parameters cylindrical convection cells develop parallel or perpendicular to the slope. Similar circulations can be observed in the atmosphere and in the Earth?s mantle in certain conditions. The results of this modeling were used to interpret groundwater flow observations in the Pannonian basin.

Item Type: Monograph (Project Report)
Uncontrolled Keywords: Geofizika
Subjects: Q Science / természettudomány > QE Geology / földtudományok > QE01 Geophysics / geofizika
Depositing User: Mr. Andras Holl
Date Deposited: 08 May 2009 11:00
Last Modified: 30 Nov 2010 23:08
URI: http://real.mtak.hu/id/eprint/426

Actions (login required)

View Item View Item