Rheological and Seismic Properties of Solid-Melt Systems: A Mechanical Spectroscopy Study

درک ما از خواص رئولوژیکی و لرزه‌ای درون زمین بر تفسیر مشاهدات ژئوفیزیکی با استفاده از داده‌های فیزیک معدنی متکی است. پیچیدگی مواد طبیعی این تفاسیر را پیچیده می کند، اما در اینجا ویژگی های کلیدی چنین موادی در کنترل تضعیف امواج لرزه ای با مجموعه ای از آزمایش های دقیق مشخص می شود. این پایان نامه به وضوح توضیح می دهد که چگونه طیف سنجی مکانیکی دینامیکی برای تعیین خواص ویسکوالاستیک سنگ های آذرین و رسوبی حاوی سیالات زمین شناسی استفاده شده است. این آزمایش‌ها، برای اولین بار، اهمیت ریزساختارهای معدنی و سنگی را به‌عنوان کنترل‌کننده‌ای روی خواص ژئوفیزیکی جامدات، به‌ویژه در نزدیکی نقطه ذوب، برجسته می‌کنند. نتایج در مناطقی از فرآیندهای آتشفشانی، از طریق ساختار اعماق زمین، تا رسانه‌های متخلخل اشباع شده از سیال تأثیر دارد.

Our understanding of the rheological and seismic properties of the Earth’s interior relies on interpreting geophysical observations using mineral physics data. The complexity of natural materials complicates these interpretations, but here the key features of such materials in controlling the attenuation of seismic waves are determined by a set of careful experiments. This thesis clearly explains how dynamic mechanical spectroscopy has been used to determine the visco-elastic properties of igneous and sedimentary rocks containing geological fluids. These experiments highlight, for the first time, the importance of mineral and rock microstructures as controls on geophysical properties of solids, particularly near the melting point. The results have impacts in areas ranging from volcanic processes, through the structure of the deep Earth, to fluid-saturated porous media.