ContinentCollision - Deformatie crustala asociata coliziunii continentale

 

---

Coliziunea continentala este un alt scenariu geodinamic care a fost studiat cu ajutorul modelarii numerice realizate pe HPCC Cyberdyn. Modelul numeric folosit aici urmareste Gerya (2010), la suprafata modelului sunt luate in consideratie fenomene de eroziune/sedimentare cf. Gerya și Yuen (2003). Aceasta suprafata separa limita de sus a litosferei, de straturile de apa/aer cu densitatea verticala stratificata ( fie "aer" 1 kg/m³, pentru y < y_apa or 'apa', 1000 kg/m³, for y>y_apa, unde y_apa este nivelul apei adaptat in model. Modelul initial incorporeaza un segment de litosfera oceanica pozitionat inițial între cele doua placi continentale. Acesta permite un mod natural de initiere a subductiei si surprinde mai fidel etapele inițiale ale procesului de ciocnire. In timpul acestor etape, comportamentul modelului se schimba rapid din cauza intrarii in zona de subductie a segmentului de crusta continentala cu densitate mai scazuta si flotabilitate mai mare. Domeniul de date al modelului este 1000x300 km si foloseste un grid rectangular ne-uniform, cu o rezoluție de 201x61 puncte nodale, rezolutia maxima este de de 2 km x 2 km în zona de 300x60 km a zonei de subducție/coliziune. In vecinatatea acestei zone, rezoluția este mai scazuta, schimbandu-se in functie de evolutia modelului care se scurteaza (spre stanga) si isi modifica adancimea. Modificarea dimensiunilor este în concordanta cu conditiile la frontiera si anume impunerea vitezei de convergenta. Conditiile la frontiera sunt specificate astfel: modelul se scurteaza dinspre dreapta, iar poziția limitei din stânga nu se schimba in timp. Pentru a compensa îngroșarea stratului de aer / apa din partea superioara a modelului, nivelul de apa se schimba la fiecare pas de timp. Crusta continentala are grosimea de 35 km cu straturile superior și inferior de grosime egala. Zona fosei de subducție de la limita placa continentala/placa oceanica are dimensiunea de 4 - 15 km fiind o zona de falie care strabate intreaga manta superioara ajungand la adancimea de 90 km. Aceasta zona instabila are parametrii reologici ai olivinei hidratate, o rezistența plastica mica de 1 MPa (de exemplu, presupunând o presiune mare a fluidelor in pori si sin(φ) = 0 ) . In desfasurarea fenomenului de subducție, in permanenta intra in zona de fosa pre-definita un volum corespunzator de roci crustale, prin aceasta asigurandu-se decuplarea de-a lungul faliei.

Gerya, T. V. and Yuen, D. A. (2003) Rayleigh - Taylor instabilities from hydration and melting propel cold plumes at subduction zones. Earth and Planetary Science Letters, 212, 47 - 62.

Gerya, T.V. (2010) Introduction to Numerical Geodynamic Modeling,Cambridge University Press.