Scaling and multifractal fields in the solid earth and topography
Notice bibliographique
Résumé
Abstract. Starting about thirty years ago, new ideas in nonlinear dynamics, particularly fractals and scaling, provoked an explosive growth of research both in modeling and in experimentally characterizing geosystems over wide ranges of scale. In this review we focus on scaling advances in solid earth geophysics including the topography. To reduce the review to manageable proportions, we restrict our attention to scaling fields, i.e. to the discussion of intensive quantities such as ore concentrations, rock densities, susceptibilities, and magnetic and gravitational fields. We discuss the growing body of evidence showing that geofields are scaling (have power law dependencies on spatial scale, resolution), over wide ranges of both horizontal and vertical scale. Focusing on the cases where both horizontal and vertical statistics have both been estimated from proximate data, we argue that the exponents are systematically different, reflecting lithospheric stratification which – while very strong at small scales – becomes less and less pronounced at larger and larger scales, but in a scaling manner. We then discuss the necessity for treating the fields as multifractals rather than monofractals, the latter being too restrictive a framework. We discuss the consequences of multifractality for geostatistics, we then discuss cascade processes in which the same dynamical mechanism repeats scale after scale over a range. Using the binomial model first proposed by de Wijs (1951) as an example, we discuss the issues of microcanonical versus canonical conservation, algebraic ("Pareto") versus long tailed (e.g. lognormal) distributions, multifractal universality, conservative and nonconservative multifractal processes, codimension versus dimension formalisms. We compare and contrast different scaling models (fractional Brownian motion, fractional Levy motion, continuous (in scale) cascades), showing that they are all based on fractional integrations of noises built up from singularity basis functions. We show how anisotropic (including stratified) models can be produced simply by replacing the usual distance function by an anisotropic scale function, hence by replacing isotropic singularities by anisotropic ones.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,002 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,002 |
| Communication savante | 0,002 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».