Very Slow Flows of Solids: Basics of Modeling in Geodynamics and Glaciology

این کتاب عمدتاً برای دانشمندان زمین نوشته شده است که با مشکلاتی در مکانیک حرارتی مانند جریان و تکامل صفحات یخی، جریان های همرفتی در گوشته، برگشت ایزواستاتیک، چین خوردگی طبقات یا فروپاشی حفره ها در گنبدهای نمکی مواجه هستند. شکست، گسل، امواج لرزه ای و تمام فرآیندهای شامل شرایط اینرسی رسیدگی نخواهد شد. به طور کلی چنین دانشمندانی (مثلاً دانشجویان فارغ التحصیل دکترا) پیشینه بسیار کمی در مکانیک پیوسته و محاسبات عددی دارند تا بتوانند به راحتی این مسائل را که اصلاً ابتدایی نیستند، مدل کنند. بیشتر آنها خطی نیستند و بنابراین به ندرت در رساله ها به آنها پرداخته می شود. اگر مطالعه واقعیت به وضوح به دو مرحله متوالی تقسیم می شد: اول ساختن یک مدل فیزیکی، تنظیم یک مسئله خوب در ترمو مکانیک، و دوم برای حل آن، راه حل واضح پیدا کردن یک متخصص در مکانیک محاسباتی خواهد بود. که می تواند زمان کافی را برای مسئله ای صرف کند که اگرچه ممکن است برای تحقیقات بنیادی در حال انجام حیاتی باشد، اما به طور کلی علاقه عملی کمی دارد و نمی تواند به درستی به عنوان یک پیشرفت قابل توجه در مکانیک در نظر گرفته شود. اما این راهی نیست که علم پیشرفت کند. یک دیالکتیک پیوسته بین ساخت یک مدل و پردازش ریاضی آن وجود دارد. مدل باید به اندازه کافی ساده باشد که قابل حمل باشد، اما نه بیش از حد ساده شده باشد. حساسیت آن نسبت به اجزای مختلفی که از آن ساخته شده است باید بررسی شود، و زمانی که نتایج با حقایق سخت تناقض دارند، فکر بیشتری لازم است.

This book is written primarily for Earth scientists faced with problems in thermo­ mechanics such as the flow and evolution of ice-sheets, convection currents in the mantle, isostatic rebound, folding of strata or collapse of cavities in salt domes. Failure, faults, seismic waves and all processes involving inertial terms will not be dealt with. In general such scientists (graduate students beginning a Ph. D. for instance) have too small a background'in continuum mechanics and in numerical computation to model conveniently these problems, which are not elementary at all. Most of them are not linear, and therefore seldom dealt with in treatises. If the study of reality were clearly cut into two successive steps: first to make a physical model, setting up a well-posed problem in thermo-mechanics, and second to solve it, the obvious solution would be to find a specialist in computational mechanics who could spend enough time on a problem which, although maybe crucial for on-going fundamental research, has little practical interest in general, and cannot be considered properly as a noteworthy progress in Mechanics. But this is not the way Science develops. There is a continuous dialectic between the building up of a model and its mathematical treatment. The model should be simple enough to be tractable, but not oversimplified. Its sensitivity to the different components it is made of should be investigated, and more thought is needed when the results contradict hard facts.