Data-Driven Numerical Modelling in Geodynamics: Methods and Applications

این کتاب روش‌ها و رویکردهای عددی برای جذب داده‌ها در مدل‌های ژئودینامیکی را توصیف می‌کند و چندین کاربرد از روش توصیف‌شده را در مطالعات موردی مربوطه ارائه می‌کند. این کتاب با مروری کوتاه بر اصول اساسی در مدل‌سازی ژئودینامیکی مبتنی بر داده، مسائل معکوس و روش‌های جذب داده‌ها آغاز می‌شود که سپس با فصول روش‌شناختی در مورد روش‌های فرارفت به عقب، متغیر (یا الحاق) و روش‌های شبه برگشت‌پذیری دنبال می‌شود. فصل ها با مطالعات موردی همراه هستند که کاربرد روش ها را برای حل مسائل ژئودینامیکی ارائه می کنند. یعنی تکامل ستون گوشته. دینامیک لیتوسفر در و زیر دو حوزه زمین‌شناسی متمایز - کوه‌های کارپات جنوب شرقی و جزایر ژاپن. دیاپیریسم نمک در حوضه های رسوبی. و جریان گدازه های آتشفشانی.
کاربردهای مدل‌سازی مبتنی بر داده مورد توجه صنعت و کارشناسانی است که با مخاطرات زمین و کاهش خطر سروکار دارند. توضیح تکامل حوضه رسوبی که با تغییر شکل های ناشی از تکتونیک نمک پیچیده شده است می تواند در اکتشاف نفت و گاز کمک کند. درک بهتر تکامل تنش-کرنش در گذشته و محلی‌سازی تنش در حال حاضر می‌تواند بینشی از فرآیندهای آماده‌سازی زلزله بزرگ ارائه دهد. ارزیابی جریان گدازه های آتشفشانی می تواند در مورد کاهش خطر در مناطق پرجمعیت توصیه کند. این کتاب یک ابزار ضروری برای دوره های پیشرفته در زمینه جذب داده ها و مدل سازی عددی در ژئودینامیک است.

This book describes the methods and numerical approaches for data assimilation in geodynamical models and presents several applications of the described methodology in relevant case studies. The book starts with a brief overview of the basic principles in data-driven geodynamic modelling, inverse problems, and data assimilation methods, which is then followed by methodological chapters on backward advection, variational (or adjoint), and quasi-reversibility methods. The chapters are accompanied by case studies presenting the applicability of the methods for solving geodynamic problems; namely, mantle plume evolution; lithosphere dynamics in and beneath two distinct geological domains – the south-eastern Carpathian Mountains and the Japanese Islands; salt diapirism in sedimentary basins; and volcanic lava flow.
Applications of data-driven modelling are of interest to the industry and to experts dealing with geohazards and risk mitigation. Explanation of the sedimentary basin evolution complicated by deformations due to salt tectonics can help in oil and gas exploration; better understanding of the stress-strain evolution in the past and stress localization in the present can provide an insight into large earthquake preparation processes; volcanic lava flow assessments can advise on risk mitigation in the populated areas. The book is an essential tool for advanced courses on data assimilation and numerical modelling in geodynamics.