Earth
Kreislauf der Gesteine
Versenken Sie ein Sedimentkorn und sehen Sie es in 2 km verfestigen, bei 300 °C metamorph werden und bei 700 °C zu schmelzen beginnen; heben Sie die Schmelze, und sie kristallisiert, taucht auf und verwittert an der Oberfläche wieder zu Sediment. Daneben tauschen fünf Reservoire mit gewählten Raten Masse: Die Summe bleibt, jedes hat seine Verweilzeit, und nach einigen hundert Millionen Jahren stellen sie sich in den von den Raten bestimmten Anteilen ein.
Was passiert
Fünf Reservoire — Magma, magmatische Gesteine, Sediment, Sedimentgesteine und metamorphe Gesteine — tauschen Masse über Flüsse erster Ordnung: Kristallisation, Verwitterung, Verfestigung, Metamorphose und Schmelzen. Die Summe bleibt exakt erhalten, der stationäre Zustand ist der Nullvektor der Ratenmatrix, die Verweilzeit eines Reservoirs der Kehrwert der Summe seiner Abflussraten; RK4 mit 0,01 Mio. Jahren. Daneben sinkt oder steigt eine Probe längs einer Geotherme von 25 K/km und wechselt ihren Typ an expliziten Schwellen: Verfestigung bei 2 km und 60 °C, Metamorphose bei 10 km und 300 °C nach 2 Mio. Jahren in ihrem Typ, Schmelzen bei 700 °C, Kristallisation darunter, Verwitterung zu Sediment nach 1 Mio. Jahren an der Oberfläche.
Zum Ausprobieren
Versenken Sie das Korn und lesen Sie die Tiefen jedes Übergangs längs der Geotherme ab; heben Sie es und sehen Sie es kristallisieren, metamorph werden und verwittern. Lassen Sie die Reservoire einige hundert Mio. Jahre laufen und vergleichen Sie mit dem stationären Zustand.
Das Modell und seine Grenzen
Flüsse erster Ordnung mit konstanten Raten, lineare Geotherme, Typwechsel an festen Schwellen; der Probenweg ist kinematisch. Lehrkreislauf, kein geochemisches Budget.
Gleichungen des Moduls
Gleichungen dM/dt = A·M, Σ M = const A·M_∞ = 0, τ_i = 1/|A_ii| T = T_0 + Γ·z f_melt = (T − 700)/300
