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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2425| Determinación del gradiente térmico profundo en una capa de frontera afectada por variaciones climáticas Deep thermal gradient estimate in a thermal boundary layer affected by climatic variations | |
| MARIA GUADALUPE OLGUIN MARTINEZ | |
| LOIC MARIE JEAN CLAUDE JOSE GHISLAIN PEIFFER RAQUEL NEGRETE ARANDA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| flujo de calor, TOUGH2, conducción, circulación hidrotermal, Golfo de California heat flow, TOUGH2, conduction, fluid advection, Gulf of California | |
| El Golfo de California es un sistema de rift transtensional localizado en el límite entre la placa Norteamericana y del Pacífico. Para obtener un mejor entendimiento del régimen térmico y la geodinámica regional, Neumann et al. (2017) obtuvieron una serie de mediciones de flujo de calor marino dentro de la cuenca Wagner. Las mediciones fueron realizadas con una sonda Fielax de 6.5 m de longitud, la cual mide directamente la temperatura de los sedimentos. La conductividad térmica del medio es inferida examinando el cambio de la temperatura después de que la sonda generó un pulso de calor calibrado. Posteriormente, el flujo de calor conductivo es calculado utilizando la ley de Fourier. Existen dos limitaciones principales con esta metodología. (i) Su precisión depende en gran medida de la temperatura del agua del fondo oceánico, es decir, la temperatura de la capa de agua en contacto con los sedimentos oceánicos, la cual no es uniforme a lo largo del año en la cuenca Wagner. (ii) Las estimaciones de flujo de calor pueden estar sesgadas si la transferencia de calor no es completamente conductiva. En la cuenca Wagner hay evidencia (1) de que el fondo marino tiene temperatura variable a lo largo del año debido a su baja profundidad, y (2) de circulación hidrotermal y descarga de gases a través del piso oceánico. Para este estudio, se utilizó TOUGH2, un código bien establecido para la modelación de flujos de masa y calor en medios porosos y fracturados. El objetivo principal es evaluar hasta qué punto las mediciones de flujo de calor en la cuenca Wagner son afectadas por la capa de frontera creada por las variaciones de temperatura del agua de fondo oceánico y la circulación de fluidos hidrotermales. Se formularon una serie de modelos en una y dos dimensiones de la porción superior de la cuenca Wagner (máxima profundidad de 1750 m bajo el piso oceánico). Los resultados muestran que perturbaciones anuales cíclicas de ±1 °C y ±2 °C ocasionadas por variaciones de la temperatura del agua de fondo, son capaces de propagarse en los primeros 3-5 m de sedimentos. Las variaciones laterales de flujo de calor ocasionan que se estime un flujo intermedio entre zonas con distintas temperaturas, encubriendo así los valores reales de flujo de calor. Sin ninguna corrección apropiada a los datos, el flujo de calor calculado podría estar sobreestimado o subestimado. La circulación de fluidos hidrotermales a través del piso oceánico ocasiona que el flujo de calor interpretado... The Gulf of California (GC) is a transtensional rift system located at the boundary between the North American and Pacific tectonic plates. A series of marine heat flow measurements were obtained in 2015 within the Wagner Basin (WB), to gain insights into the regional geodynamics and thermal regime. Measurements were conducted with a 6.5 m long Fielax violin-bow probe, which measures the temperature profile within the sediment. The thermal conductivity of the sediment was inferred by examining the temperature evolution after the probe released a calibrated heat pulse. The conductive heat flow was then computed by means of Fourier’s law of heat conduction. There are two main limitations with such methodology. (i) The accuracy highly depends on the bottom water temperature (BWT) which is far from being uniform throughout the year in the WB. (ii) Heat flow estimates can be biased if the heat transfer is not fully conductive. There is evidence of hydrothermal circulation and gas discharge through the WB seafloor. For this study, we used TOUGH2, a well-established code for modeling mass and heat flow in porous and fractured media. The main objective is evaluate to which extent the heat-flow measurements within the WB are affected by the thermal boundary layer created by variable BWT’s and hydrothermal fluid circulation. We formulated a series of one-dimensional and two-dimensional models of the upper portion of the WB basin (maximum depth of 1750 m below seafloor). Our results show that an annual cyclic perturbation of ±1 °C and ±2 °C of the BWT is able to propagate within the first 3-5 meters of sediments. Lateral variations of heat flow causes a mean heat flow value between zones with different temperatures, covering up the real heat flow values. Without any proper correction, the estimated heat flow would be either under or overestimated. Hydrothermal fluid circulation through seafloor causes a significantly overestimated heat flow value interpreted as conductive. Our results also show that error between the real heat flow value and the estimated value reduces when the probe has fully penetrated in the sediments. | |
| CICESE | |
| 2018 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Olguín Martínez, M.G. 2018. Determinación del gradiente térmico profundo en una capa de frontera afectada por variaciones climáticas. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 61 pp. | |
| ENERGÍA Y PROCESOS GEOTÉRMICOS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ciencias de la Tierra |
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| tesis_Olguín Martínez_María Guadalupe_14_agosto_2018.pdf | Versión completo de la tesis | 3.18 MB | Adobe PDF | Visualizar/Abrir |