Un interesante experimento con modelos analógicos se ha publicado en el Journal of Structural Geology,en el que han participado los investigadores del LAMOGE (Laboratorio de Modelado Geológico) de nuestro instituto. Se realizó una comparación cuantitativa de experimentos de cuña de empuje frágil para evaluar la variabilidad entre modelos analógicos y validar la reproducibilidad y los límites de interpretación de los modelos.

Condiciones iniciales del modelo a ser utilizado en los diferentes laboratorios.

Quince laboratorios de modelización analógica participaron en esta iniciativa de referencia. Cada laboratorio recibió un cargamento del mismo tipo de arena de cuarzo y corindón y todos los laboratorios se adhirieron a un protocolo de construcción de un modelo riguroso y utilizaron el mismo tipo de lámina para cubrir la base y las paredes laterales de la caja de arena. La estructura del tamiz, la altura de tamizado, la tasa de llenado y los detalles sobre el raspado del exceso de arena siguieron los procedimientos prescritos.

Distintos modelos analógicos realizados en diferentes laboratorios.

Nuestra evaluación analógica comparativa muestra que incluso para experimentos simples de deformación plana con técnicas rigurosas prescritas para la construcción del modelo, los resultados de los modelos cuantitativos muestran variabilidad, especialmente para la pendiente superficial, espaciamiento de empuje y número de corrimientos hacia delante (forward) y retrocorrimientos (backthrusts).

Parámetros medidos para la evaluación de los distintos modelos.

Una de las fuentes de la variabilidad en los resultados del modelo está relacionada con ligeras variaciones en cómo se deposita la arena en el arenero.

Ejemplo de la variación con el acortamiento en diferentes laboratorios.

Pequeños cambios en la altura de tamizado, en la velocidad de tamizado y en el raspado resultarán en densidades aparentes ligeramente heterogéneas, lo que afectará las propiedades mecánicas de la arena y dará lugar a diferencias laterales y verticales en los ángulos de fricción de pico y frontera, una vez construido el modelo. Se infiere que las variaciones iniciales en la fricción basal desempeñan el papel más importante en la variabilidad del modelo.

La comparación realizada muestra que el factor humano juega un rol decisivo, y aún cuando un modelador repita el mismo experimento, los modelos cuantitativos resultantes todavía muestran variabilidad.

Ejemplo de los modelos obtenidos en el segundo experimento con 10 cm de acortamiento.

Las observaciones realizadas destacan los límites del escalado cuantitativo en los resultados de los modelos analógicos cuando comparados con la naturaleza, o para hacer comparaciones con modelos numéricos.

Comparación entre los diferentes modelos realizados en los distintos laboratorios

El comportamiento de la arena a la fricción es altamente sensitivo a pequeñas variaciones del estado del material o a la puesta a punto del experimento, y por lo tanto será aún difícil escalar cuantitativamente resultados tales como el número de corrimientos, espaciamiento entre fallas, y ancho de los pop-up de los modelos a la naturaleza.

Para mayores detalles se remite a los interesados al artículo publicado.

Schreurs, G., Buiter, S.J.H., Boutelier, J., Burberry, C., Callot, J.P., Cavozzi, C., Cerca, M., Chen, J.H., Cristallini, E.O., Cruden, A.R., Cruz, L., Jean-Marc, D., Da Poian, G., García, V.H., Gomes, C.J.S., Grall, C., Guillot, Y., Guzmán, C., Hidayah, T.N., Hilley, G., Klinkmüller, M., Koyi, H.A., Lu, C.Y., Maillot, B., Meriaux, C., Nilfouroushan, F., Pan, C.C., Pillot, D., Portillo, R., Rosenau, M., Schellart, W.P., Schlische, R.W., Take, A., Vendeville, B., Vergnaud, M., Vettori, M., Wang, S.H., Withjack, M.O., Yagupsky, D., Yamada, Y. 2016. Benchmarking analogue models of brittle thrust wedges. Journal of Structural Geology 92: 116-139.

 

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