MODELITZACIÓ DE LA SEDIMENTACIÓ SINTECTÒNICA

(persona de contacte Oscar Gratacós)

El principal objectiu d’aquest projecte de recerca és la combinació de models realístics de deformació i sedimentació en un model numèric conjunt. Aquesta nova eina és el resultat de la unió de dos treball previs, realitzats també dins del grup de recerca: un model d’elements discrets, DEM, per la deformació tectònica de la escorça sedimentaria (Finch et al. 2003, 2004; Hardy and Finch 2005, 2006, 2007; Hardy et al. 2009a); i Simsafadim-clastic, que és un model de processos de transport i sedimentació (Bitzer i Salas 2002; Gratacós 2004; Gratacós et al. 2009).

La integració dels dos mètodes permet incloure la simulació dels dos processos (deformació i sedimentació), en un model 3D únic i més efectiu. Aquest fet facilitarà la realització d’un estudi més complex i realístic de la formació i la evolució d’estructures de deformació dins de materials tant pre com sin-tectònics.

DEM modelitza, en 2D i 3D, la propagació i evolució dins un volum de roca de la deformació causada per moviments tectònics i que afecten als contorns rígids del model, produint encabalcaments, plecs de propagaciò de falla, etc. Aquesta deformació és conseqüència de la interacció de molts elements individuals (els elements discrets), d’acord a lleis mecàniques.

El programa DEM permet diferents opcions de configuració: mida del model, radi de les esferes que configuren els elements discrets,… De la mateixa manera també és possible definir diferents configuracions dels contorns que limiten el model i els seus moviments per a poder reproduir una gran varietat de situacions i estructures geològiques: compresió, extensió, falles normals - inverses, subduccions amb o sense components rotacionals o diferencials, sistemes de n falles…

Simsafadim-clastic simula el transport i la sedimentació clàstica subacuàtica en 3D conjuntament amb la seva interacció amb organismes productors de carbonat i, per tant, la producció, transport i sedimentació carbonatada. Permet fer una predicció d'estructures sedimentàries i modelització de distribució de fàcies en 3D.

El model sedimentari permet jugar amb les seves condicions inicials i de contorn: tipus i quantitats de sediment que entra en el sistema, lloc per on es produeix aquesta  entrada, flux d'aigua entrant, posició del nivell del mar i la seva variació al llarg de la simulació…

La unió dels dos models ens proporciona una nova eina per a la modelització geològica, que permet analitzar altres arquitectures deposicionals sintectòniques dins de situacions geològiques més complexes. Permet també un estudi més realístic de l'evolució de la deformació produïda per falles i plecs ja que té en compte l'aportació de nous materials al sistema i com aquests condicionen l’evolució de la deformació, tant en els materials pre com en els materials sin-tectònics.

La versatilitat de cada model proporciona un interessant ventall de possibilitats relacionades amb l'estudi de l'evolució de conques sedimentàries.




Exemple sintètic d’un sistema extensiu amb la presència de sedimentació sintectònica (veure l’arquitectura deposicional obtinguda en l’estadi final i la diferenciació observable entre les facies més proximals i grolleres, i les més distals i fines)

El programa està escrit en llenguatge C. Ha estat compilat i testat sota Mac OS X 10.5.8 (amb els compiladors de C de GNU i d’Intel, gcc 4.0.1 i icc 11.0; i amb l’entorn de desenvolupament integrat Xcode 3.1.2) i sota Red Hat Enterprise Linux 6 (també amb els compiladors de C de GNU i d’Intel, gcc 4.4.4 i icc 12.1.0 per Linux).
També existeix una versió paral.lelitzada del programa mitjançant OpenMP que ha estat testada i compilada sota Linux amb les mateixes versions dels compiladors citats (tant per Mac com per Red Hat). Aquesta paral.lelització suposa un guany molt important en temps d’execució quan es treballa amb ordinadors de més d’un processador.

Els programadors del codi són: Klaus Bitzer; Oscar Gratacós; i Roger Clavera per la (part de sedimentació), Stuart Hardy (part de deformació) i Ana Carmona (unió de les dos parts i addició de noves funcions).

Què fem