Original title:
Gravitační signál modelů zemské kůry
Translated title:
Gravitational signal of Earth's crustal models
Authors:
Jaroš, Jaroslav ; Šrámek, Ondřej (advisor) ; Martinec, Zdeněk (referee) Document type: Bachelor's theses
Year:
2021
Language:
slo Abstract:
[eng][cze] Global models of the Earth's crust, such as CRUST1.0, describe the 3-D distribution of seismic speeds and of material density in the crust. They are widely used in the geophysical community as reference models in local and regional seismic studies and are also the basis of current prediction models of geoneutrino flux from Earth's lithosphere. In this study we attempt to validate the seismology-based CRUST1.0 model using GOCE-derived gravity data. We calculate the anomalous gravitational potential and its first and second radial derivatives, induced at altitude of 250 km by the density distribution in the uppermost ~80 km thick shell of the Earth as described by CRUST1.0. We then compare the prediction with the GOCE model datasets inferred from the GOCE mission satallite gravity measurements. We find that the predicted signal is a factor of ~4 stronger than the measurement in terms of its root-mean-square value. The signal overestimation is consistent across the spherical harmonic spectrum and the spectral correlation of prediction vs. measurement is weak. Our findings motivate the need for improvement of CRUST1.0 and similar models by incorporating gravity data in the model inversion.Globální modely zemské kůry, jako např. CRUST1.0, popisují 3-D rozložení materiálové hustoty a rychlostí šíření seismických vln v kůře. Tyto modely jsou v geofyzikální komunitě široce užívány coby referenční modely pro lokální a regionální seismické studie, a také jsou základem současných predikčních modelů toku geoneutrin z litospféru. V této práci jsme se zaměřili na validaci seismického modelu CRUST1.0 pomocí gravitačních dat získaných misí GOCE. Spočetli jsme anomální gravitační potenciál a jeho první a druhou radiální derivaci, indukované ve výšce 250 km nad středním poloměrem Země rozložením hmoty v nejsvrchnější ~80 km mocné vrstvě Země, jak ji popisuje model CRUST1.0. Tuto predikci porovnáváme s daty modelu sestrojeného na základě měření satelitní gravimetrické mise GOCE. Zjistili jsme, že ve smyslu RMS hodnoty (root mean square) má predikovaný signál ~4 krát větší amplitudu než měřená data. K tomuto nadhodnocení dochází konzistentně napříč sférickým harmonickým spektrem, přičemž spektrální korelace predikce vs. měření je slabá. Naše výsledky motivují potřebu zlepšení modelu CRUST1.0 a podobných modelů začleněním gravitačních dat v obrácené úloze při konstrukci modelu.
Keywords:
Earth's crust|model CRUST1.0|Earth's gravity field|GOCE|spherical harmonics analysis|geoneutrinos; zemská kůra|model CRUST1.0|gravitační pole Zeme|GOCE|sférická harmonická analýza|geoneutrína
Institution: Charles University Faculties (theses)
(web)
Document availability information: Available in the Charles University Digital Repository. Original record: http://hdl.handle.net/20.500.11956/124675