Dòng Chảy Nước Muối Sâu Trong Các Bể Địa Chất: Vai Trò Có Thể Có Của Hiệu Ứng Soret

Transport in Porous Media - Tập 99 - Trang 297-305 - 2013
D. A. Nield1, A. V. Kuznetsov2, Craig T. Simmons3
1Department of Engineering Science, University of Auckland, Auckland, New Zealand
2Department of Mechanical and Aerospace Engineering, North Carolina State University, Raleigh, USA
3National Centre for Groundwater Research and Training, School of the Environment, Flinders University, Adelaide, Australia

Tóm tắt

Bài báo thảo luận về khả năng liên quan của hiệu ứng Soret trong các nghiên cứu địa khoa học. Cụ thể, câu hỏi được đặt ra là liệu việc quan sát rằng độ mặn thường tăng theo độ sâu trong các bể địa chất có thể được giải thích bằng hiệu ứng này không. Chúng tôi bắt đầu từ thực tế rằng độ mặn tăng theo độ sâu, trong nhiều trường hợp gần như chính xác theo tỉ lệ tuyến tính ở các độ sâu lớn hơn. Điều này gợi ý rằng độ mặn có thể phụ thuộc lẫn nhau với gradient địa nhiệt, hành xử theo cách hoàn toàn tương tự. Công việc của chúng tôi về phân tích tạm thời cho thấy rằng thời gian cần thiết để thiết lập các phân bố độ mặn ổn định tương ứng trong sự hiện diện của gradient nhiệt độ có thể vào khoảng 100 triệu năm.

Từ khóa

#hiệu ứng Soret #độ mặn #bể địa chất #gradient địa nhiệt #phân bố độ mặn

Tài liệu tham khảo

Caldwell, D.R.: Thermosolutal convection in a solution with large negative Soret coefficient. J. Fluid Mech. 74, 129–142 (1976) Charrier-Mojtabi, M.C., Elhajjar, B., Mojtabi, A.: Analytical and numerical stability analysis of Soret-driven convection in a horizontal porous layer. Phys. Fluids 19, 124104 (2007) Costesèque, P.: Sur la migration des elements par thermodiffusion. Etat et perspectives d’un modèle géochimique. Bull. Minéral. 108, 305–324 (1985) Costesèque P., Farge D., Jamet P.: Thermodiffusion in porous media and its consequences. In: Köhler, W., Wiegand, S. (eds.) Thermal Nonequilibrium Phenomena in Physics, Lecture Notes in Physics, vol. 584, pp. 389–427. Springer, New York (2002) Costesèque, P., Mojtabi, A., Platten, J.K.: Thermodiffusion phenomena. Comptes Rendus Mecanique 339, 275–279 (2011) Elhajjar, B., Charrier-Mojtabi, M., Mojtabi, A.: Separation of a binary fluid mixture in a porous horizontal cavity. Phys. Rev. E 77, 026310 (2008) Elhajjar, B., Mojtabi, A., Costeseque, P., Charrier-Mojtabi, M.: Separation in an inclined porous thermogravitational cell. Int. J. Heat Mass Transf. 53, 4844–4851 (2010) Kharaka, Z.K., Hanor, J.S.: Deep fluids in the continents. I. Sedimentary basins. In: Drever, J.I. (ed.) Treatise on Geochemistry Surface and Ground Water, Weathering Soils, pp. 499–540. Elsevier, Amsterdam (2004) Mojtabi, M., Charrier-Mojtabi, M.-C.: Double diffusive convection in porous media. In: Vafai, K. (ed.) Handbook of Porous Media, 2nd edn. CRC Press, Boca Raton (2005) Nield, D.A., Bejan, A.: Convection in Porous Media, 4th edn. Springer, New York (2013) Platten, J.K., Costesèque, P.: The Soret coefficient in porous media. J. Porous Media 7, 317–329 (2004) Raffensperger, J., Vlassopoulos, D.: The potential for free and mixed convection in sedimentary basins. Hydrogeol. J. 7, 505–520 (1999) Sharp, J., Fenstemaker, T., Simmons, C., McKenna, T., Dickinson, J.: Potential salinity-driven free convection in a shale-rich sedimentary basin: example from the Gulf of Mexico basin in south Texas. AAPG Bull. 85, 2089–2110 (2001) Stober, I., Bucher, K.: Deep-fluids: Neptune meets Pluto. Hydrogeol. J. 13, 112–115 (2005)