Tilbake til søkeresultatene

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek

BEYOND ELASTICITY - How inelastic properties of crustal rocks control the propagation of dykes and sills in volcanic plumbing systems

Alternativ tittel: BORTENFOR ELASTISITET - Hvordan uelastiske egenskaper til jordskorpen kontrollerer forplantningen av diker og sills i vulkanske røtter

Tildelt: kr 12,0 mill.

Å forstå dynamikken til vulkanenes røtter er av avgjørende betydning for å forutsi vulkanutbrudd, vurdere vulkanske farer og lete etter naturressurser (geotermisk, malmforekomster, hydrokarboner) assosiert med aktive og eldgamle vulkaner. Hovedkanalene som transporterer magma i vulkanske rørsystemer viser plane arkformer, som vertikale diker og horisontale terskler. Målet med Beyond Elasticity-prosjektet er å gjenoppta vår forståelse av forplantningsmekanismene til disse grunnleggende magmatiske kanalene. Det nåværende paradigmet for inntrengningsplassering er basert på teorien om lineær elastisk bruddmekanikk (LEFM), som sier at de forplanter seg ved strekkåpning og elastisk bøyning av vertsbergarten, som en sprekk. Geologiske observasjoner viser imidlertid at en fundamentalt distinkt mekanisme, såkalt viskøs indenter, kan kontrollere forplantningen av magmatiske plateinntrengninger, der intrusjonspissen trekker inn vertsbergarten som svikter ved kompresjonell uelastisk deformasjon. Selv om begge mekanismene er dokumentert, forblir førsteordens spørsmål uløste. Er de to forplantningsmekanismer for endestykker, eller er det mellomliggende regimer som kombinerer dem? I hvilke geologiske miljøer forekommer forplantningsmekanismene for LEFM og viskøs indenter? For å løse disse spørsmålene, er målet med "Beyond Elasticity" å bygge ny mekanisk forståelse som forener disse to forplantningsmekanismene, ved å designe nye elasto-plastmodeller for plateinntrengningsutbredelse. "Beyond Elasticity" vil implementere tverrfaglig forskning som integrerer feltarbeid i en feltstudie i verdensklasse (Sarek nasjonalpark, Sverige), toppmoderne laboratorie- og numeriske modeller og anvendt matematikk. En slik unik kombinasjon av forskningsfelt og metoder, båret av et team av toppforskere, vil sikre utover state-of-the-art effekt av prosjektresultatene.

The Beyond Elasticity project aims at deeply revisiting our understanding of the propagation mechanisms of magmatic sheet intrusions (dykes, sills and cone sheets), which are the most fundamental magma pathways through the Earth’s crust. Revealing their propagation dynamics is of paramount relevance for (1) understanding the dynamics of volcanic plumbing systems, (2) volcanic hazard assessment through physically relevant interpretation of geophysical and geodetic data monitored at active volcanoes, and (3) exploration for natural resources (geothermal, ore deposits, hydrocarbons) associated with igneous intrusions. The current paradigm of sheet intrusion emplacement in based on Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM), which states that they propagate by tensile opening and elastic bending of the host rock. However, geological observations show that a fundamentally distinct mechanism, so-called viscous indenter, can control the propagation of igneous sheet intrusions, where the intrusion tip indents the host rock that fails by compressional inelastic deformation. Even if both mechanisms have been documented, first-order questions remain unsolved. Are they two end-member propagation mechanisms or are there intermediate regimes combining them? In which geological environments the LEFM and viscous indenter propagation mechanisms occur? To address these questions, the aim of “Beyond Elasticity” is to build novel mechanical understanding that reconciles these two propagation mechanisms, by designing novel elasto-plastic models of sheet intrusion propagation. “Beyond Elasticity” will implement multidisciplinary research that integrates fieldwork in a world-class field case study (Sarek National Park, Sweden), state-of-the-art laboratory and numerical models, and applied mathematics. Such a unique combination of research fields and methods, carried by a team of top-scientists, will ensure beyond state-of-the-art impact of the project results.

Budsjettformål:

FRINATEK-Fri prosj.st. mat.,naturv.,tek