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Kinematic complexity of accretionary wedges - Insights from analogue models towards understanding natural wedges
Santimano, Tasca Noela

Main titleKinematic complexity of accretionary wedges - Insights from analogue models towards understanding natural wedges
Title variationsKomplexität von Deformationsmustern in der Entwicklung von Akkretionskeilen
Author(s)Santimano, Tasca Noela
Place of birth: Mumbai, India
1. RefereeProf. Dr. Onno Oncken
Further Referee(s)Prof. Dr. Nina Kukowski
Keywordsanalogue modeling; accretionary wedges; statistics
Classification (DDC)551 Geology, hydrology, meteorology
SummaryIn der vorliegenden Arbeit wird die Komplexität von Deformationsmustern in der Entwicklung von Akkretionskeilen durch folgende Ansätze aufgezeigt: (1) Die statistische Auswertung von Ergebnissen von Analog-Sandkeilen, (2) Erklärungen des mechanischen Verhaltens von Störungen, der wichtigsten Strukturelemente solcher Keile, und (3) der Vergleich von Keilgeometrie und Keildynamik mit der zugrundeliegenden Theorie. Der Experimentaufbau umfasst eine systematische Studie von 27 Analogmodellen von Sandkeilen, in denen die Reibung der basalen Abscherung variiert wird. Die zeitliche Entwicklung dieser Analogsandkeile wird mithilfe der Particle Image Velocimetry (PIV) aufgezeichnet, die detaillierte Information hinsichtlich von Versätzen innerhalb eines Keils ermöglicht. Die statistischen Ansätze (Chi-Quadrat-Test, ANOVA-Test) beinhalten die Quantifizierung der intrinsischen Variation der Modellierungsergebnisse sowie der extrinsischen Variation, die durch die Variation der basalen Reibung verursacht wird. Die statistische Auswertung zeigt insbesondere, dass die intrinsische Variabilität von beobachtbaren Größen der Störungen und Keile von der Mechanik und den Materialeigenschaften der Keile abhängen. Des Weiteren belegen die Ergebnisse, dass Analogexperimente reproduzierbar sind.
Die folgende Studie in der Arbeit richtet sich auf die Störungen, insbesondere die Bildung, Reaktivierung und Unterschiebung, innerhalb von Keilen. Beobachtungen werden hinsichtlich der Mechanik von Störungsgeometrie und veränderter Reibungseigenschaften einer Störungsebene erklärt. Es wird ebenfalls gezeigt, dass Form, Aktivität und mögliche Zonierungen von Keilen durch die Störungsaktivität bestimmt werden. Des Weiteren zeigt der Vergleich zweier Theorien, der Theorie der kritischen Keile und der Theorie der minimalen Arbeit, welche der beiden Theorien die Deformation in Akkretionskeilen am besten beschreibt. Die Theorie der kritischen Keile stützt sich auf die Keilgeometrie während die Theorie der minimalen Arbeit die Kräftebilanz in einem Keil betrachtet. Beide Theorien sind von Bedeutung, jedoch in verschiedenen Stadien der Keilentwicklung. Generell wird durch die Theorie der minimalen Arbeit der Deformationspfad beschrieben, der zur Erlangung einer bestimmten Keilgeometrie führt.
Die Arbeit zeigt auch Wege auf, die die Rolle der initialen duktilen Deformation betreffen. Vorläufige Stadien dieser Forschung beinhalten die Charakterisierung von neuen elasto-plastischen, viskosen Materialien, wie Carbopohl, das nach Erreichen der Versagensgrenze spröde deformiert. Dahingehend überprüft eine rheologische Studie den Einfluss die Konzentration von drei kommerziell erhältlichen Carbopol-Produkten. Darüberhinaus wird durch einen neuen Experimentaufbau die Aufzeichnung von Kräften in Analogexperimenten untersucht. Die Kombination von hochauflösender Aufzeichnung von Kräften und visueller PIV-Daten ermöglicht neue Betrachtungen der Dynamik von Modellen.
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PDF-Datei von FUDISS_thesis_000000101227
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Number of pagesiii, 107 Seiten
FU DepartmentDepartment of Earth Sciences
Year of publication2016
Document typeDoctoral thesis
Media type/FormatText
LanguageEnglish
Terms of use/Rights Nutzungsbedingungen
Date of defense2016-01-04
Created at2016-01-26 : 07:58:43
Last changed2016-01-28 : 03:05:04
 
Static URLhttp://www.diss.fu-berlin.de/diss/receive/FUDISS_thesis_000000101227
NBNurn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000101227-1
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