Kolumbo povandeninio ugnikalnio kvėpavimo režimai (santorini, Graikija) | mokslinės ataskaitos

Kolumbo povandeninio ugnikalnio kvėpavimo režimai (santorini, Graikija) | mokslinės ataskaitos

Anonim

Dalykai

  • Taikomoji matematika
  • Gamtiniai pavojai

Anotacija

Povandeniniai ugnikalniai, tokie kaip Kolumbo (Santorinis, Graikija), yra natūralios laboratorijos, skatinančios daugiadisciplininius tyrimus. Jų tyrimui reikalinga novatoriškiausia jūrų technologija kartu su pažangia duomenų analize. Jūros vandens laidumas ir temperatūra buvo užfiksuoti tiesiai virš Kolumbo hidroterminės ventiliacijos sistemos. Atitinkamos laiko eilutės buvo išanalizuotos ne pusiausvyros metodais. Vulkaninio aktyvumo energijos išsisklaidymas stebimas pagal jūros vandens temperatūros pokyčius. Cheminių produktų ventiliacijos dinamika stebima pagal laidumą vandeniui. Laiko eilučių analizė, atsižvelgiant į stochastinius procesus, pateikia skalės eksponentus su posūkio taškais tarp iš eilės einančių laidumų ir temperatūros režimų. Parodyta, kad laidumo pokyčiai veikia kaip universali multifraktalė, o jų dispersija yra subdiffuzinė, kaip rodo mastelio eksponentai. Temperatūra yra pastovi vulkaninių poilsio laikotarpių metu, o universali daugiafunkcinė elgsena apibūdina jos pokyčius, atsižvelgiant į subdiffuzinį pobūdį. Universalus daugiafunkcinis aprašymas parodo ne konservatyvaus laidumo ir temperatūros laukus, parodantis, kad sistema niekada neišlaiko tikrosios pusiausvyros būsenos. Numatoma, kad pasikartos ir jūros vandens, ir vulkaninės veiklos poveikis. Rezultatai gali paaiškinti cheminių produktų, išmetamų iš ventiliacijos angų, dinamiką ir nurodyti pagrindinius mechanizmus, kurie valdo potencialiai pavojingą povandeninę vulkaninę aplinką.

Įvadas

„Kolumbo“ yra seklus povandeninių laivų ugnikalnis, priklausantis Graikijos ugnikalnio lankui, esančiam 7 km šiaurės platumos nuo Santorinio 1, 2, 3, ir laikomas vienu aktyviausių ir pavojingiausių povandeninių laivų ugnikalnio Viduržemio jūroje 4 . 2006 m. Kolumbo kraterio šiaurinėje dalyje, 504 m žemiau 1 jūros lygio, buvo aptiktas aktyvus hidroterminis vėdinimo laukas (HVF), kurį sudaro aktyvus polimetalinis (Au, As, Sb, Hg, Ag, Tl, Zn, Pb) ir neaktyvūs sulfido – sulfato hidroterminiai kaminai ir piliakalniai 5 . In situ hidroterminio ventiliacijos aktyvumo tyrimas gali suteikti svarbios informacijos apie išsamias vulkaninės sistemos savybes, ypač apie vykstančius dinaminius procesus. Šiuo aspektu vykdant 2010 ir 2011 m. Žvalgymo kampaniją, be kitų dalykų, daugiausia dėmesio buvo skiriama intensyviam ventiliacijos darbui ir nuolatiniam dujų ir hidroterminių skysčių mainams. Vandens stulpelyje taip pat buvo užfiksuotos svarbios temperatūros ir laidumo gylio profilių anomalijos 5, 6, 7, 8 . Išsamus povandeninio laivo ugnikalnio ventiliacijos aktyvumo tyrimas paprastai atliekamas tiriant 3 He / 4 He santykį, nes tai yra vienas iš galingiausių geocheminių atsekamųjų medžiagų, nustatančių lakiųjų medžiagų, išsiskiriančių iš kieto žemės paviršiaus, pobūdį. magminės / mantijos savybės. Mantija, esanti žemiau Kolumbo, turi 3 He / 4 He parašą, ne mažesnį kaip 7, 0 Ra, kas rodo, kad šis povandeninis ugnikalnis pasižymi energinga veikla ir gali sukelti ugnikalnio pavojų 8 .

Kolumbo seklaus povandeninio laivo ugnikalnio tyrinėjimai įvyko E / V „ Nautilus “ laivu, naudojant moderniausias nuotolinio valdymo transporto priemones (ROV) „ Hercules “ ir „ Argus “, 2010 ir 2011 m. Vasarą. 2010 m. „NA007“ kruizas buvo skirtas visų pirma išsamiam Kolumbo kraterio tyrimui (datos: 2010 m. liepos 29 d. – rugpjūčio 12 d.) 9, o 2011 m. tolesnis HVF tyrimas buvo vienas iš pagrindinių kruizo NA014 tikslų (datos: 01). – 2011 m. Rugsėjo 10 d.) 10 . Šiame tyrime naudojami laidumo, temperatūros ir gylio (CTD) duomenys buvo užfiksuoti in situ , tiesiai virš HVF šiaurinėje jūros dugno dalyje Kolumbo krateryje, didžiausiame 504 m gylyje žemiau jūros lygio. KDD duomenys buvo užregistruoti naudojant prie ROV pritvirtintą jautrų „Seabird“ CTD zondą, kurio mėginių ėmimo dažnis buvo 16 Hz, o povandeninis ROV svyravo HVF tuo pačiu metu atlikdamas keletą kitų tipų matavimų (daugiau informacijos žr. Kitur) 6, 7 . Tokie CTD matavimai labai skiriasi nuo tų, kuriuos fiksuoja stacionarūs prietaisai, kurie fiksuoja ilgas laiko eiles ir gali aptikti sezoninius pokyčius. Išanalizuoti CTD duomenys atitinka visos valandos laiko tarpą, kai ROV išliko tiesiai virš HVF šaltinių: 2010 m. Veikla buvo ypač intensyvi, o 2011 m. Veikla išnyko beveik visiškai (1 pav.). Šie stebėjimai visiškai atitinka kitus duomenų ir vaizdinių stebėjimų rinkinius, 2, 5, 8 .

Image

Reprezentatyvūs laiko eilučių duomenys apie 2010 m. E c ( a ) ir Θ ( b ), kai ventiliacijos veikla buvo intensyvi, ir 2011 E c ( c ) ir Θ ( d ), kai hidroterminis ventiliacijos laukas buvo neaktyvus. Atkreipkite dėmesį į labai skirtingas y ašių skales ( ad ).

Visas dydis

Be geocheminių atsekamųjų medžiagų tyrimų, papildomos savybės gali atskleisti mechanizmus, kuriais grindžiamas ugnikalnio aktyvumas. Pirmą kartą mūsų žiniomis šiame darbe analizuojamas povandeninio ugnikalnio buvimo poveikis dviem jūros vandens savybėms, ty temperatūrai, Θ ir laidumui, Ec. Tiek Θ, tiek Ec atspindi sistemos veikimą, ty temperatūros pokyčiai atspindi energijos išsisklaidymą, o laidumo pokyčiai stebi cheminių produktų (jonų, dujų) ventiliacijos dinamiką. Abiem čia ištirtoms savybėms buvo naudojami in situ užregistruoti duomenys.

1 pav. Pavaizduotos laiko eilutės gali būti analizuojamos darant prielaidą, kad jos yra stochastinių procesų apraiškos. Tradiciškai atsitiktinio proceso klasifikacija x (t ) atliekama atsižvelgiant į kelio dispersiją, W (t ) = 〈 x 2 ( t )〉 - 〈 x (t )〉 2, atsižvelgiant į laiką. Tik atsitiktinio proceso atveju dispersija yra proporcinga prabėgusiam laikui,

Image
, o atsitiktiniam procesui, nukrypstančiam nuo normos, dispersija yra 11

Image

kur K γ yra apibendrintasis koeficientas, išreikštas tinkamais vienetais, pvz., jei temperatūra yra tiriamoji savybė, tada vienetai yra laipsniai 2 s - γ , Γ () yra gama funkcija, o γ yra eksponentas, klasifikuojantis proceso tipą. : normalus arba Brownianas, kai γ = 1, normalus arba difuzinis, kai 0 < γ <1, ir supernormalus, arba super difuzinis, kai 1 < γ <2. Diskretinių duomenų rinkiniams (1) lygtis yra 12, 13

Image

kur N p yra realizacijų skaičius, o kai N p = 1, pirmoji sumavimo suma nėra įtraukta. Taikydami (2) lygtį, paleidžiame slenkamąjį slenkamąjį vidurkį, apimantį visas įmanomas kombinacijas, apimančias duomenų taškus su tuo pačiu praleistu laiku. Bendras trajektorijos ilgis, T = N × τ , išreiškiamas kaip laikas, praėjęs tarp dviejų iš eilės matavimų, τ arba mažiausias vėlavimo laikas, kuris yra atrankos greičio grįžtamasis ryšys, f . Atsilikimo laikas Δ (2) lygtyje užima laiko vaidmenį lygtyje (1), o jo vertės yra intervale τ ≤ Δ ≤ T / 10, kad būtų patikima statistika.

Ištisinės, (1) lygties arba diskrečiosios erdvės, (2) lygties dispersija išreiškiama kaip pirmieji du tikimybės tankio funkcijos pdf momentai. To pakanka, kai susiduriame su atsitiktiniais procesais, nubrėžtais žingsniais iš Gauso paskirstymo. Nepaisant to, jei ekstremalūs įvykiai smarkiai prisideda prie pdf formato , kurio nebeįmanoma apibūdinti pagal Gauso paskirstymą, reikia gauti daugiau pdf momentų.

Apibendrintų momentų (GMM) 14, 15, 16, 17 metodas, žr. (3) lygtį, atsižvelgia į žemesnius ir aukštesnius nei du momentus, kur mažesni nei du momentai apibūdina pdf pagrindą, o momentai, didesni už du, apibūdina. pdf uodega. GMM buvo sėkmingai pritaikytas įvairiose srityse 12, 13, 18, 19, 20 . GMM metodas naudoja absoliučiosios vertės pasikeitimo momentus tarp dviejų iš eilės einančių žingsnių ir jis veikia taip. Darant prielaidą, kad x i yra atsitiktinis procesas, kurio i = 1,

.

, N (N yra bendras duomenų taškų ar žingsnių skaičius), o mėginių ėmimo dažnis f yra pastovus, tada τ = 1 / f yra mažiausias vėlavimo laikas, o T = N × τ yra visas laikas. Priklausomai nuo pasirinkto vėlavimo laiko Δ, galime sukonstruoti keletą laiko eilučių, kuriose yra absoliutus pokytis tarp dviejų pradinės serijos duomenų taškų, atskirtų vėlavimo laiku,

Image
, kai τ ≤ Δ ≤ T / 10. Tada y n (Δ) momentai,
Image
galima gauti. Jei q reiškia momento eiliškumą, o Δ yra vėlavimo laikas, tada pagal šį metodą tikimasi, kad momentai ρ (q , Δ) bus išmatuoti Δ kaip

Image

kur z (q ) yra struktūros funkcija, kuri, jei įmanoma, identifikuoja stochastinį mechanizmą arba mechanizmus, kurie skatina atsitiktinį procesą. Be to, z (q ) forma klasifikuoja procesą kaip mono- arba daugiafunkcinį, ty monofraktalinį procesą tiesinei formai, z (q ) = hq ir daugiafunkcinį bet kuriai išgaubtai formai 20 . Tarp daugiafunkcinių universaliųjų daugiafunkcinių gali būti visur, 21, 22, 23 . Universaliųjų daugiafunkcinių daugiafunkcinių lygčių (3) struktūros funkcija yra 23 :

Image

Jei Φ yra laukas (savybė), kuris tiriamas analizuojant laiko eilutes, tada kintamieji h, C ir α, įterpti į 4 lygtį, turi tokią reikšmę: h = z (1) nusako mastelį vidutinis field laukas, o jei h = 0, Φ yra konservatyvus laukas. C , kai C > 0, išmatuoja Φ lauko vidutinį homogeniškumą. Kuo didesnis C, tuo daugiau vidutinis laukas yra nevienalytis arba trupmeninis. α , kai 0 ≤ α < 2 yra Lévy indeksas, ty α –stabilus L é vy pasiskirstymas, iš kurio procesas keičiasi 24 . Α reikšmė parodo, kaip greitai nehomogeniškumas didėja atsižvelgiant į momentų tvarką. Jei α = 1, z (q ) = hq - Cq log ( q ), o pasiskirstymas keičiasi pagal Cauchy – Lorentz pasiskirstymą.

Rezultatai

Taikant GMM metodą E c ir Θ laiko eilučių duomenims, buvo sukonstruoti skirtingi momentai iki 4 eilės (2 pav.). 2011 m. Duomenų momentai yra lygiagretūs laiko ašiai (2d pav.). Kita vertus, 2011 m. Duomenys rodo priklausomybę nuo skirtingo vėlavimo laiko. Unikalus kiekvienos akimirkos pritaikymas, žr. (2c pav.), Ir už visus vėluojančius momentus gerai užfiksuota dinamika, skirta tik dideliems laikotarpiams. Vietoje to yra Δ = 1 s perėjimo taškas (vertikali vientisa linija grafike), kur tinka vienu metu ir mažiems, ir dideliems vėlavimams. Tai galima aiškinti darant prielaidą, kad atitinkama dinamika yra skirtinga. 2010 m. Momentai rodo perėjimo tašką Δ = 5 s pagrindinėje dinamikoje tiek E c, tiek Θ (vertikali vientisa linija abiejuose grafikuose). Kiekvieną akimirką dviejų skirtingų režimų duomenys buvo suderinti su lygtimi f (Δ) = c Δ b . 2010 m. Duomenys: Δ ≤ 5 pirmajam režimui ir 5 ≤ Δ ≤ 150 antrajam režimui. 2011 m. Duomenys: Δ ≤ 1 pirmajam režimui ir 1 ≤ Δ ≤ 100 antrajam režimui. Reikėtų pastebėti, kad dispersija, parodyta 4 pav., Turi papildomą trečiąjį režimą, kuris atitinka atitinkamai Δ ≥ 150 ir Δ ≥ 100 atitinkamai 2010 ir 2011 duomenų rinkiniams. Eksponentas b atitinka struktūros funkcijos vertę z (q ) konkrečiai momento q vertei (3) lygtyje.

Image

Įvairių kategorijų momentų logaritminiai grafikai, kai q = 0, 25, 0, 5, 0, 75, 1, 1, 5, 2, 2, 5, 3, 3, 5 ir 4. Viršutiniame skydelyje pateikiami 2010 m. Momentai, E c ( a ) ir Θ ( b) ). Apatiniame skydelyje rodomi tie patys 2011 m. Momentai, E c ( c ) ir Θ ( d ). Rodyklės parodo momento tvarką.

Visas dydis

Image

Variacija ir vėlavimo laikas. Viršutinė kreivė yra Θ 2010 m., Vidurinė - E c 2010, o apatinė - E c 2011. Θ 2011 m. Lygiagreti laiko ašiai (juoda linija). Kiekvieno varianto dispersija pritaikoma (1) lygtimi, W (Δ) = K γ Δ γ kiekvienam režimui. K γ , γ parametrai išvardyti 2 lentelėje.

Visas dydis

Trijų iš keturių struktūros funkcijų išgaubta forma rodo, kad 3 pav. Struktūros funkcijos reiškia, kad 1 pav. Pateiktos laiko eilutės atitinka daugiafunkcinius procesus. Visos struktūros funkcijos, išskyrus pirmąjį E c režimą 2011 m., Atitinka (4) lygtį. Išimtis gražiai tinka 4 lygčiai su pridedamu logaritminiu terminu z (q ) - d log ( q ), kur pataisos terminas gali būti priskiriamas ribotam duomenų taškų skaičiui šiame režime arba, galbūt, pagrindiniam. fizika, kaip ir 2D Ising modelio atveju, 25, 26 . Visi apskaičiuoti struktūros funkcijos parametrai, gauti naudojant 4 lygtį, išvardyti 1 lentelėje.

Image

E c ( a ) ir Θ ( b ) 2010 m. Duomenims ir 2011 m. E c ( c ) duomenims pavaizduota struktūros funkcija z (q ), palyginti su q – momentine tvarka. 2011 m. Data duomenys, z (q ) kiekvienai q reikšmei turi nulines vertes. Rodyklės rodo skirtingus Δ režimus, kaip parodyta 2 pav.

Visas dydis

Pilno dydžio lentelė

Pilno dydžio lentelė

2010 m. Ec duomenys pagal pirmąjį režimą, apimantį duomenų taškus, kurių didžiausias atsilikimas yra 5 s, vidutinis E c laukas yra nevienalytis, C lygus 0, 133, o Cauchy – Lorentz, α = 1, pasiskirstymas apibūdina pokyčiai. Mastelio koeficientas h = 0, 528 reiškia nekonservatyvų laidumo vidurkį. Pastarasis pabrėžia, kad yra magnetinis laukas, atsirandantis dėl išeinančių jonų judėjimo iš plutos į vandenį per povandeninius vulkaninius kaminus. Ta pati h vertė reikštų superdiffusion, jei procesas būtų monofraktinis; tačiau visas procesas subdiffuzinis su eksponentu 0.874 (žr. 4 pav.).

Didėjant vėlavimo laikotarpiui, 5 ≤ Δ <150 s, laidumo vidurkio laukas tampa beveik vienalytis, C = 0, 03, jo pokyčius nubrėžia 1, 619 - stabilus Lévy pasiskirstymas, o Ec laukas išlieka ne konservatyvus, h = 0, 185. Visas procesas yra smarkiai pasklidęs, o būdingasis eksponentas lygus 0, 315. Trečiajame vėlavimo režime (žr. 4 pav.), Kai Δ ≥ 150 s, kai struktūros funkcija nėra parodyta 3 pav., Dispersija yra beveik pastovi, eksponentas yra 0, 038, užtikrinant, kad laidumas praktiškai nesikeičia. . Bendras vaizdas yra tas, kad neapdoroti duomenys, esantys arti vienas kito, dalijasi atmintimi; judesys yra nepraeinantis, tai reiškia, kad laikinas laidumo padidėjimas greičiausiai eis žingsniu, kuriame laidumas sumažės. Šis atminties branduolys sustiprėja antruoju režimu ir lemia visišką spąstus paskutiniame režime. Atkreipkite dėmesį, kad čia esantis terminas „spąstai“ vartojamas norint nurodyti nepakitusias savybes. Kadangi matavimai buvo surinkti toje pačioje vietoje, skirtumas tarp vėlavimo laiko rodo, kad jonai susidaro iš vulkaninės veiklos skirtingu momentu. Dėl stipraus subdiffuzinio antrojo režimo elgesio ir, svarbiausia, spąstais trečiojo režimo, pabrėžiama, kad išeinantys produktai, turintys didelį skirtumą tarp vėlavimo laiko, turi bendras savybes.

Vaizdingai galima būtų pasakyti, kad jonai, kurie yra tiesioginiai vulkaninės ventiliacijos veiklos produktai, palieka kraterį tokiu būdu, kuris primena ugnikalnio kvėpavimą. Kiekvienas kvėpavimas siunčia produktų mišinį ir, tikėtina, pasikartoja po laikotarpio, formuojant laidumą, kaip aptarta aukščiau. Bendras jūros vandens ir vulkaninio aktyvumo poveikis išsaugo atmintį, žr. 5b pav. Tai visiškai atitinka tiek vizualinius orlaidės proveržių, kuriuose yra 99% turtingo CO 2 burbuliukų, stebėjimą, tiek 6, 8 ir nutekėjusių, sieros turinčių, difuzorių.

Image

Normalizuoto greičio autokoreliacijos funkcija (NVAF), v (Δ) ( t ) / v (Δ) (0), palyginti su laiku t , parodyta (a) skydelyje. Kreivės atitinka minimalų vėlavimo laiką 0, 06 s (mėlyna), 5, 1 s (violetinė) ir 150 s (žalia). Kiekvienas pavėlavimo laikas atitinka skirtingą mastelio dėsnį 4 pav. Tiems pačiam vėlavimo laikui k (t ) funkcijos iliustruotos skydelyje (b). Skydelyje (b) yra du intarpai. Kiekvienas intarpas parodo atminties branduolio laiko priklausomybę nuo laiko momentų, šiek tiek didesnių nei kiekvienu atveju atsilikimo laikas; kairėje (purpurinė) - 5, 1 s vėlavimo laikas, o dešinėje (žalia) - 150 s.

Visas dydis

Šis stebėjimas toliau nagrinėjamas naudojant normalizuoto greičio autokoreliacijos funkciją (NVAF), taip pat atminties branduolio funkcijos elgseną, k (t ) 12, 27 (5 pav.). Kiekvienam vėlavimo laikui Δ NVAF forma patvirtina subdiffuzinį proceso pobūdį. NVAF tampa neigiamas, taip parodydamas, kad kiekvienas naujas proceso žingsnis greičiausiai priešingas ankstesniam, pabrėždamas jo antikorrelinį pobūdį. Proceso metu išsaugota atmintis įvertinama per k (t ), kuris yra sujungtas su NVAF per tarpdiferencinę lygtį. Atskirų duomenų rinkiniams šią lygtį galima išspręsti rekursyviai 27 . Kai 0, 06 s vėlavimo laikas, k (t ) yra simetriškas ir svyruoja apie nulį, tai rodo, kad laidumo matavimai, atskirti minimaliu vėlavimo laiku, neturi bendros atminties. Tai atitinka šio režimo mastelio eksponentą 0, 874, artimą 1, kuris reiškia gryną atsitiktinį procesą. Padidėjus vėlavimo laikui iki 5, 1 s, k (t ) per pirmąsias 5 sekundes tampa teigiamas, o po to virsta nuliu. Tai reiškia, kad atranka formuojama duomenims, atskirtiems 5 sekundėmis, imti. Atminties branduolys demonstruoja tą patį elgesį 150 s atsilikimo metu, o tai yra gana asimetriškas per pirmąsias 150 s, kai dažniausiai teigiamos vertės. Atminties branduolio forma rodo, kad kuo ilgesnis laiko tarpas, tuo ilgesnę atmintį sistema išlaiko. Šis elgesys rodo, kad kartojantis modelis, formuojamas padidinant vėlavimo laiką, arba, kitaip tariant, praeities atmintis prisideda prie dabarties formavimo.

Tais pačiais metais (2010 m.) Pagal temperatūros pokyčius pagal pirmąjį režimą galima daryti prielaidą, kad vyksta subdiffuzinis procesas, o ekspozicijos vertė 0, 806 apibūdina dispersijos pokytį (žr. 4 pav.). Temperatūros vidurkis – laukas yra nevienalytis, C = 0, 103, visame procese vyrauja aukštos lauko vertės, Lévy indeksas yra 1, 152, o laukas nėra konservatyvus, tai rodo energijos srautą ir išsisklaidymą, h = 0, 478. Antrame režime vidutinis temperatūros laukas yra gana vienalytis, C = 0, 051, kraštutinės lauko reikšmės nėra tokios reikšmingos, kaip jos būtų keičiant lauką pirmojo režimo metu, α = 1 Cauchy – Lorentz pasiskirstymas . Vidutinis temperatūros laukas išlieka nekonservatyvus, h = 0, 224, o eksponentas, apibūdinantis dispersijos pokyčius, yra 0, 376. Galiausiai trečiajame režime (kur struktūros funkcija nėra parodyta 3 pav.) Dispersijos skalė yra su eksponentu 0, 305. Visais režimais, palyginti su laidumo pokyčiais, atrodo, kad temperatūros pokyčiai paklūsta difuziniam procesui su kai kuriomis papildomomis savybėmis. Temperatūrai išreiškiant energijos išsisklaidymą, jos kitimas trimis skirtingais režimais (nė vienas iš jų netapo 0) rodo nuolatinį energijos srautą į jūros vandenį, dėl kurio tiesiogiai kyla temperatūra. Sistema toli gražu nėra pusiausvyra, sutinkant su didžiulėmis anomalijomis, pastebėtomis CTD profiliuose 7 .

Vietoje to, 2011 m., Temperatūra, žr. (1d pav.), Yra praktiškai pastovi, nes tai parodo tiek dispersija, kur γ = 0, 0, žr. Juodą horizontalią liniją 4 pav., Tiek GMM, kur visi momentai yra lygiagretūs horizontaliai. ašis (2d pav.). Jei būtų tiriama difuzinė dalelė, šis stebėjimas atitiktų dalelę, įstrigusią, kai jos padėtis nepakitusi, γ = 0. Be to, h = 0, o temperatūros vidurkio laukas yra konservatyvus, todėl energijos srautas nėra tikėtinas. Iš tiesų 2011 m. Atlikti pakartotiniai matavimai tose pačiose Kolumbo ventiliacijos lauko vietose parodė, kad nėra jokio aktyvumo (bent jau čia nurodytam laiko tarpui). Šios išvados garantuoja, kad jokio išsisklaidymo nėra. Todėl galima tikėtis pastovaus Θ dviejų posistemių, jūros vandens ir kraterio dugno, sąsajoje. Pastaroji atitinka ne pusiausvyros pusiausvyros būseną, kaip rodo laidumo elgsena tuo pačiu laikotarpiu, žr. Toliau pateiktą diskusiją.

Hidroterminis vėdinimas nustojo intensyvus, nes pusiausvyros būsenoje tarp kraterio pagrindo ir jūros vandens išliko labai silpnas dvipusis medžiagų mainas. 2011 m. E duomenys tenkina 4 lygtį su papildomu logaritminės pataisos terminu. Ec vidutinis laukas yra nevienalytis, C = 0, 131, nekonservatyvus, h = 0, 776, jo pokyčiai nubrėžti žingsniais, paimtais iš 1, 454 Lévy paskirstymo, o bendras elgesys yra šiek tiek per difuzinis (4 pav.). Superdiffuzija rodo patvarų elgesį, kurį galima paaiškinti laikinuoju laidumo padidėjimu, kurį greičiausiai tęsia kitas didėjantis žingsnis. Antruoju režimu vidutinis Ec lauko nevienalytiškumas praktiškai nesikeičia, C = 0, 134, o Ec laukas išlieka ne konservatyvus, h = 0, 371, o 1, 243 Lévy indeksas rodo, kad kraštutinės vertės vaidina reikšmingą reikšmę. lauko pokyčiai. Visas procesas nėra difuzinis, ir tai tebetaikoma net trečiajame dispersijos režime, kur gaunamas mažesnis eksponentas. Šis elgesys rodo faktą, kad esant tokiai ne pusiausvyros pusiausvyros būsenai, laidumo pokyčiai yra greiti ir konstruktyvūs pirmojo režimo metu, o prieštaringi - kitu atveju. Stebėjimo efekto nepastebėta, o tai rodo, kad atminties efektai yra daug silpnesni nei aktyvaus lauko atveju, kai formuojami kartotiniai modeliai. Kita vertus, jonų judėjimas artimoje aplinkoje sukuria magnetinį lauką, dėl kurio vidutinis laidumas laukui nėra konservatyvus.

Santrauka ir diskusija

Kolumbo laikomas vienu pavojingiausių povandeninių laivų ugnikalniu Viduržemio jūroje 4 . Akivaizdu, kad hidroterminio oro išleidimas skirtingo aktyvumo laikotarpiais yra skirtingas ir turi įtakos laidumui ir temperatūrai. Pagrindinių procesų supratimas tiriant duomenų modelius ir tendencijas gali būti neįkainojamas vertinant realią riziką, atsirandančią dėl galimų sprogstamųjų neramumų.

Analizuojant in situ užfiksuotus duomenis apie Kolumbo hidroterminį ventiliacijos lauką, pirmą kartą parodyta, kad laidumas gali būti klasifikuojamas kaip universali daugiafunkcinė tiek aktyvių, tiek neaktyvių duomenų rinkiniuose. Jonų judėjimas sukuria magnetinius laukus, kurie keičia laidumo vidurkį į nekonservatyvų lauką. Ne konservatyvus laukas daro įtaką laidumo pokyčiams, kurie niekada nepasiekia realios pusiausvyros ir negali parodyti išties atsitiktinio elgesio. Šis faktas galioja net neaktyviu laikotarpiu, kai nedideli laidumo pokyčiai rodo, kad sistema yra ne pusiausvyros būsenoje. Be to, laidumas rodo pakartotinius atminties branduolio formavimosi modelius, kurie poilsio laikotarpiu tampa daug silpnesni. Kita vertus, neaktyvių laikotarpių temperatūra yra konservatyvus laukas ir nėra energijos išsisklaidymo. Vietoj to, aktyviais laikotarpiais temperatūra taip pat klasifikuojama kaip universali multifraktalė, turinti nuolatinį energijos srautą į aplinką.

Papildoma informacija

Kaip cituoti šį straipsnį : Bakalis, E. et al . Kolumbo povandeninio laivo ugnikalnio (Santorini, Graikija) kvėpavimo režimai. Mokslas. Rep. 7, 46515; „doi“: 10.1038 / srep46515 (2017).

Leidėjo pastaba: „ Springer Nature“ išlieka neutralus paskelbtų žemėlapių jurisdikcijos reikalavimų ir institucinių ryšių atžvilgiu.

Komentarai

Pateikdami komentarą jūs sutinkate laikytis mūsų taisyklių ir bendruomenės gairių. Jei pastebite ką nors įžeidžiančio ar neatitinkančio mūsų taisyklių ar gairių, pažymėkite, kad tai netinkama.