Авторы: Щербаков В., Сычева Н.

2008 г.

Физика Земли

Выполнено численное моделирование процесса коагуляции частиц в агрегаты с учетом броуновского движения, сил Ван-дер-Ваальса, гравитации, стоксовского трения и магнитостатического взаимодействия при их осаждении на дно водоема и оценена роль этого процесса в образовании седиментационной намагниченности (DRM). Полученные кластеры (в результате случайной агрегации кластеров меньшего размера) имеют рыхлую и ветвистую структуру, среднее значение величины фрактальной размерности кластеров d = 1.83 + 0.23. Магнитные частицы в процессе коагуляции не образуют цепочек или кластеров, как это предполагалось в ряде предыдущих работ, а относительно равномерно распределяются среди немагнитных частиц, что дает дополнительный аргумент в пользу того, что цепочки частиц магнетита, обнаруживаемые в морских осадках, имеют биогенное происхождение, а не являются результатом притяжения магнитных частиц друг к другу за счет магнитостатического взаимодействия. Показано, что процесс осаждения подчиняется своего рода принципу масштабной инвариантности: количество кластеров и среднее число частиц в них не изменяются при одновременном изменении глубины бассейна Н и концентрации исходного материала на поверхности с_o (при постоянстве температуры и исходного размера частиц r) таким образом, что произведение Hс₀ = const. Коагуляция является важнейшим фактором, формирующим структуру придонного слоя и намагниченность суспензии при относительно высокой концентрации сo), типичной для условий переосаждения, озер и прибрежных морей. Для океанических осадков в силу малости с₀ коагуляция практически не играет роли.

Файл: 833.pdf