Simulação da convecção do manto da Terra ― resumo

Simulação da convecção do manto da Terra ― resumo
Introdução
A existência de heterogeneidades da densidade no manto da Terra dá origem a forças poderosas
que determinam a sua deformação. Diversos fenómenos, como sismos e movimento de placas
tectónicas são o resultado da existência dessas deformações.
Nas escalas de tempo e nas escalas de espaço de grande parte dos fenómenos geodinâmicos, o
material constituinte do manto pode ser considerado um fluido. Podem assim ser utilizados
métodos de análise e cálculo provenientes da dinâmica de fluidos.
Neste trabalho, que se encontra em fase de desenvolvimento, os métodos da dinâmica de fluidos
computacional são utilizados para determinar a evolução do manto da Terra. O modelo do
manto ao qual se aplicam estes métodos é muito simplificado, utilizando em particular uma
única espécie material como constituinte do manto.
Modelo e método
O modelo tridimensional tem simetria esférica, a viscosidade e a massa volúmica do fluido
dependem da temperatura, pressão e taxa de deformação. A condutividade térmica é constante
assim como a aceleração gravítica.
As equações de Navier-Stokes são discretizadas pelo método dos volumes finitos, a pressão é
calculada por intermédio do algoritmo SIMPLE numa malha centrada de 440738 nós.
Resultados (parciais)
O modelo utilizado permite simulações credíveis face a resultados da literatura, embora as
simulações se encontrem ainda numa fase precoce. A temperatura do núcleo é T=3000K.
Desenvolvimentos:
O número de espécies materiais e suas propriedades, diversos fenómenos mecânicos e térmicos
no interior do manto poderão ser incluídos ou alterados. Com esses objectivos é importante a
colaboração com investigadores interessados no desenvolvimento do modelo, bem como de
especialistas de informática e de representação de resultados em 3D.
6000000
4000000
2000000
2999.9
2000
0
1800
-2000000
1000
290
-4000000
-6000000
-6000000 -4000000 -2000000
0
2000000 4000000 6000000
Isotérmicas num corte equatorial. Massa volúmica linear com p e T; viscosidade dependente
exclusivamente de T.
Agradecimentos:
Pelos apoios a nível informático ou por discussões esclarecedoras agradeço a:
Alfredo Carvalho (DQUI, UÉ)
António Correia (DFIS, UÉ)
José Pombinho (DFIS, UÉ)
José Saias (DI, UÉ)
Paulo Neves (DFIS, UÉ)
Pedro Madureira (DGEO, UÉ)
Pedro Nogueira (DGEO, UÉ)