Sediment Gravity Flows: Study Based on Experimental Simulations

Manica, Rafael

doi:10.5772/28794

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“…Video cameras recorded flow-bed interactions and depositional processes. Ultrahigh concentration meters (Felix et al, 2005;Manica, 2012) measured suspended sediment concentrations at different levels below and above the bed surface at a horizontal distance x ≈ 3.5 m from the inlet. An ultrasound scanner recorded the interface between substrate and turbidity current at x ≈ 1.7 m (Figs.…”

Section: Methodsmentioning

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Processes and products of turbidity currents entering soft muddy substrates

Baas¹,

Manica²,

Puhl³

et al. 2014

Geology

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New laboratory experiments reveal that cohesionless turbidity currents are able to enter cohesive soft muddy substrates without losing their shape. These intrabed currents are driven by bed shear stress exceeding bed cohesive strength, and by flow density exceeding bed density. The flows produce unique turbidites with internal mud layers, mixed cohesive-noncohesive sediment layers, and flame and load structures. A depositional model for intrabed (I) turbidites is proposed, comprising, from base to top: I1-sand-bearing mud, with a scoured base, dispersed mud, and mud clasts; I2-muddy sand from the intrabed portion of the turbidity current; I3-sandy mud with a speckled appearance; and I4-mud-poor sand from the suprabed portion of the flow. Complete I1-I4 turbidites are inferred to dominate locations in nature where the currents mix with the bed and deep erosional scours form, filled with deformed or chaotic sand-mud mixtures. Further downflow, base-missing I2-I4 and I4 sequences signify gradual deceleration, loss of erosivity, and termination of intrabed flow.

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Section: Methodsmentioning

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“…Process models for turbidity current deposits (i.e., turbidites) are based on field observations and laboratory and computer simulations (e.g., Postma et al, 1988;Baas et al, 2004;Cantero et al, 2012;Manica, 2012). These simulations typically model fixed or loose sandy substrates.…”

Section: Introductionmentioning

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Processes and products of turbidity currents entering soft muddy substrates

Baas¹,

Manica²,

Puhl³

et al. 2014

Geology

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“…High-density flows (more viscous) have more sediment transport capacity than low-density flows (less viscous) when they keep their rheological (Newtonian) and turbulent behaviour along the system (Baas et al 2004, Manica 2009, Manica 2012, Talling et al 2012. This is a key point in support of the higher L/W ratio of the HDTC fans in relation to LDTC fans.…”

Section: *Data From Somme Et Al (2009)mentioning

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Autogenic influence on the morphology of submarine fans: an approach from 3D physical modelling of turbidity currents

2017

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Autogenic controls have significant influence on deep-water fans and depositional lobes morphology. In this work, we aim to investigate autogenic controls on the topography and geometry of deep-water fans. The influence of the sediment concentration of turbidity currents on deep-water fans morphology was also investigated. From the repeatability of 3D physical modeling of turbidity currents, two series of ten experiments were made, one of high-density turbidity currents (HDTC) and another of low-density turbidity currents (LDTC). All other input parameters (discharge, sediment volumetric concentration and grain size median) were kept constant. Each deposit was analyzed from qualitative and quantitative approaches and statistical analysis. In each experimental series, the variability of the morphological parameters (length, width, L/W ratio, centroid, area, topography) of the simulated deep-water fans was observed. Depositional evolution of the HDTC fans was more complex, showing four evolutionary steps and characterized by the self-channelizing of the turbidity current, while LDTC fans neither present self-channelizing, nor evolutionary steps. High disparities on the geometrical parameters of the fans, as characterized by the elevated relative standard deviation, suggest that autogenic controls induced a stochastic morphological behaviour on the simulated fans of the two experimental series. KEYWORDS:Autogenic controls; Deep-water fans morphology; Turbidity currents; Physical modeling; Sediment concentration. (comprimento, largura, razão comprimento/largura, área, topografia RESUMO: Controles autogênicos influenciam significativamente a morfologia dos leques de águas profundas e seus lobos deposicionais. Neste trabalho, objetivamos investigar a ação dos controles autogênicos sobre a topografia e a geometria de leques de águas profundas, bem como a influência da concentração de sedimentos gerados por correntes de turbidez sobre a morfologia destes. Por meio da repetibilidade de experimentos de modelagem física 3D de correntes de turbidez, foram realizadas duas séries de experimentos: correntes de turbidez de alta densidade (HDTC) e correntes de turbidez de baixa densidade (LDTC). Todos os demais parâmetros de entrada (vazão, concentração volumétrica de sedimentos e tamanho de grão) foram mantidos constantes. Cada depósito foi analisado mediante abordagens qualitativas e quantitativas e análise estatística. Em cada série experimental, foi observada a variabilidade dos parâmetros morfológicos dos depósitos gerados

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“…O termo "turbidez" se refere à quantidade de sição das partículas, o que altera o comportamento reológico do fluxo (Manica 2011). Este tipo de fluxo pode ser newtoniano, não-newtoniano ou granular (binghamiano).…”

Section: Correntes De Turbidezunclassified

“…Fisicamente, os fluxos coesos são não-newtonianos, enquanto as correntes de turbidez são fluxos newtonianos, ao menos em sua parte superior. Manica (2011) demonstrou, com uso de experimentos, que as correntes de turbidez podem ter uma camada basal que se comporta como um fluxo coeso, a depender da concentração de argila.…”

Section: Fluxo De Grãosunclassified

A sedimentação em uma abordagem sistêmica

Zerfass

2016

Terrae Didat.

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sedimentation in a systemic approacH. TerraeDid atic a ARTIGO ABSTRACT: Sedimentation can be considered as a system on the surface of the Earth. It exhibits a fundamental attribute of a system, the equifinality, which is expressed by the search for stability between erosion and deposition. A sedimentary system exhibits mass and energy inputs and outputs, and internal mass transfer. Energy is added in the form of thermal and gravitational energy. Mass entry occurs by absorption of atmospheric gases, rain and snow, weathering and erosion, and photosynthesis. Energy leaves the system by heat loss and chemical energy accumulation in rocks. Mass is lost by incorporation into the stratigraphic record, organic matter degradation and gas release to the atmosphere. A division into sub-systems is also possible, based on the driving energy: (i) inertia, (ii) density gradients, (iii) tides and (iv) waves. From the didactic point of view, the systemic view brings issues like sedimentology, paleontology and geochemistry closer together. Manuscrito IntroduçãoO estudo das rochas sedimentares está fundamentado nos princípios atualistas, em que os processos de sedimentação são o ponto de partida para a interpretação das fácies e associações de fácies no registro sedimentar. Nos currículos dos cursos de geologia, a disciplina de sedimentologia aborda os métodos de interpretação paleoambiental, sob o ponto de vista dos processos físicos, com um embasamento teórico oriundo da hidráulica. No entanto, em geral, os processos químicos e biológicos são relegados a um segundo plano.A disciplina de paleontologia, por sua vez, volta o seu olhar para o fóssil, como organismo ou como clasto sedimentar. As interações dos organismos com o seu ambiente, as quais influenciam os processos de sedimentação, muitas vezes não são abordadas, especialmente se não deixarem no registro restos fossilizados. Apenas a paleoicnologia faz esta abordagem, mas como se trata de uma disciplina mais específica, nem sempre está presente nos currículos de graduação.Nos mesmos currículos, a geoquímica exógena abrange os processos químicos ambientes superficiais, inorgânicos e biogênicos. Entretanto, essa disciplina tem uma área de atuação mais ampla, que envolve também os processos diagenéticos e de formação de depósitos minerais em rochas sedimentares, restando pouco espaço para o desenvolvimento de conteúdos voltados à sedimentação (que frequentemente não são abordados).Existe, portanto, uma lacuna no estudo da sedimentação, no que diz respeito à interação entre os processos biológicos e químicos e os de origem física, que configura o quadro final do ambiente de sedimentação, o qual é mais amplo do que o modelo de fácies sedimentológico.A moderna sedimentologia tem como foco principal os processos físicos. Esta abordagem começou a ser utilizada a partir dos anos 1960, e importantes trabalhos didáticos pioneiros foram realizados, entre eles os de Allen (1966, 1968, 1970) e Reineck & Singh (1980). A posição de destaque dos processos de sedimentação é ine-

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Sediment Gravity Flows: Study Based on Experimental Simulations

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Processes and products of turbidity currents entering soft muddy substrates

Processes and products of turbidity currents entering soft muddy substrates

Autogenic influence on the morphology of submarine fans: an approach from 3D physical modelling of turbidity currents

A sedimentação em uma abordagem sistêmica

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