NUMERICAL INVESTIGATION ON THERMOMECHANICAL CHARACTERISTICS OF EARTH'S CRUST WITH MAGMA CHAMBERS
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SELİN ERDOĞAN
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Özgür Bayer
Eş Danışman: Özgür Karaoğlu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, kapalı bir sistemde, silikat eriyiklerinin oluşturduğu magma odalarının yer kabuğu boyunca yerleşiminin yarattığı soğuma ve stres dağılımı ilişkileri incelenmiştir. Yer kabuğu boyunca yerleşmiş magma odaları COMSOL Multiphysics ile 2D ve 3D modelleme yaklaşımları ile modellenmiştir. Magma odaları 30x5x5, 20x3x3, 5x1x1 km boyutlarında olup, 1 ila 30 km derinliğinde bir kontrol hacminde her birinin yerleşimi arasında derinlik ve ilk iç sıcaklık farkı olan 12 durum için incelenecektir. Magma odalarının başlangıç sıcaklıkları 700°C, 800°C, 900°C olmak üzere üç farklı sıcaklık değerleri ile tanımlanmıştır. Yer yüzeyi sıcaklığı sabit 15°C alınıp, derinlikle birlikte her kilometrede 25°C artış olduğu kabul edilmiştir. Magma odaları etrafındaki ana kaya ve magma için sıcaklığa bağlı olarak farklı mekanik özellikler tanımlanmıştır. Modellerden alınan çıktılar analiz edilerek, manto ya da kabuk ergimesi sonucu oluşan magma odalarının boy, sıcaklık ve lokasyon değişimlerinin, yer kabuğunda aktif deformasyona maruz kalan bölgelerin (kıta yarığı, levha yitim zonları gibi) termo-mekanik davranışlarını nasıl kontrol ettiğinin anlaşılması hedeflenmiştir. 2D ve 3D model çıktıları, benzer jeolojik senaryolar için en uygun modelleme metodolojisini belirlemek amacıyla modelleme maliyetleri ve veri tutarlılıkları açısından karşılaştırılmıştır. Bunun sonucunda, 3D modeldeki stres dağılımının, 2D modele kıyasla daha homojen ve ortalamada %20'ye kadar daha düşük olduğunu, bunun başlıca sebeplerinin ise daha geniş stres yayılımı ve daha verimli ısı transferi olduğunu vurgulamaktadır. Sonuçlar, bu bağlamda, daha kısa katılaşma süresi ve daha düşük stres konsantrasyonlarına sahip 3D modellerin stres dağılımlarını daha güvenilir bir şekilde temsil ettiğini göstermektedir.