|
|
Motional electromagnetic induction in the subsurface ocean in Europa
Kureš, Ondřej ; Velímský, Jakub (vedoucí práce) ; Souček, Ondřej (oponent)
Europa je jedním z ledových měsíců Jupitera s potvrzeným podpovrchovým oceánem. Cirkulace oceánu v přítomnosti ambietního magnetického pole Jupitera vede ke vzniku pohybově indukovaného magnetického pole. Tento jev na Zemi nám může poskytnout in- formace o proudění vody a elektrické vodivosti. Dostupná literatura věnující se pohybově indukovanému poli na Europě je sporá. Tato práce se zaměřuje na numerické mode- lování elektromagnetické indukce (EMI) poháněné prouděním v podpovrchovém oceánu Europy. V prvé řadě je představena rovnice EMI s její slabou formulací. Řešení rovnice je získáno pomocí metody konečných prvků v kombinaci se sférickými harmonickými funkcemi. Dále diskutuji strukturu lineárního problému a podprogramy využité v num- erickém řešiči. Kód je úspěšně otestován proti semi-analytickým řešením. Tři modely proudění oceánu v Europě jsou prozkoumány pomocí jednoduchých analytických výrazů pro oceánské rychlosti a magnetického pole Jupitera. 1
|
|
|
Studium rovnováhy mezi klesajícími kapkami železa a roztavenými silikáty v magmatických oceánech
Ulvrová, Martina ; Velímský, Jakub (vedoucí práce) ; Šrámek, Ondřej (oponent)
V rané historii Země dochází k tvorbě magmatických oceánů umožňujících separaci kovů a silikátů. Železo následně vytváří kapky a díky hustotnímu rozdílu klesá na dno roztaveného magmatu. V předkládané práci studujeme proces ekvilibrace mezi rozptýlenými železnými kapkami a okolními silikáty, ke kterému dochází makroskopickým transportem látky a mikroskopickou difúzí na rozhraních kapalin. Kapku aproximujeme koulí, která stacionárně padá v okolní kapalině a modelujeme chemický vývoj tohoto heterogenního systému pomocí vytvořeného numerického kódu v axisymetrických sférických souřadnicích. Zaměřujeme se na stanovení časových škál, pro které předkládáme analytický model založený na analýze hraniční vrstvy. Získané charakteristické časy jsou především pro nízké viskozity silikátů velmi krátké, což nasvědčuje tomu, že během klesání kapek bylo dosaženo rovnováhy.
|
|
|
Stochastické simulace a modelování v magnetotelurické metodě
Klanica, Radek ; Pek, Josef (vedoucí práce) ; Růžek, Bohuslav (oponent) ; Velímský, Jakub (oponent)
V této práci se zabývám vývojem stochastické obrácené úlohy pro magnetotelurickou metodu v případě 1D/2D izotropní a anizotropní úlohy a její aplikací na syntetická a reálná data. Magnetotelurická metoda je geoelektrická induktivní metoda, která využívá jako zdroj indukce v Zemi variace přírodního elektromagnetického pole, na základě jejichž zpracování a interpretace dokáže zjistit odpor horninového prostředí až do hloubek desítek kilometrů. Obrácená úloha je v magnetotelurice řešena s cílem určit skutečné rozložení elektrického odporu pod povrchem Země na základě povrchových měření. Běžné metody řešení obrácené úlohy jsou založeny na optimalizaci modelu prostředí s omezením na shodu mezi pozorovanými daty a modelovou odezvou. Naproti tomu stochastické metody jsou založené na prohledávání prostoru parametrů a vybírání modelů na základě jejich pravděpodobnosti, díky čemuž jsou vhodné pro mnohadimenzionální úlohy, které nelze charakterizovat jedním výrazným minimem. Efektivní cestou jak zmapovat velký prostor parametrů jsou simulace Monte Carlo, pomocí nichž lze efektivně třídit přijatelné modely z hlediska pravděpodobnosti. Výsledkem těchto simulací je pravděpodobnostní popis jednotlivých parametrů, nikoli jeden výsledný model. Vzhledem k výhodám stochastické úlohy jsem vyvinul obrácenou úlohu...
|
|
| |
|
| |
|
|
Jouleovské zahřívání Merkuru
Peisar, Ondřej ; Velímský, Jakub (vedoucí práce) ; Čížková, Hana (oponent)
V této práci zkoumáme vliv vnitřního a vnějšího magnetického pole na plášťové zahřívání Merkuru. Vnější pole je indukováno proudy v magnetosféře, vnitřní pole je buzeno dynamem v jádře, které je obklopeno stabilně stratifikovanou vrstvou. Po shrnutí základních známých poznatků o planetě odvodíme vztah pro magnetické pole na povrchu planety a na spodní hranici výpočetní oblasti. Následně zkoumáme vliv vodivostních odhadů a period na produkci tepla v plášti. Zjistili jsme, že pro předpokládané vodivosti (železné jádro, silikátový plášť) nemá magnetické pole výraznější vliv na plášťovou konvekci.
|
|
|
Elektrická vodivost pláště a jeho termochemický a mineralogický stav: Přímá úloha
Knopp, Ondřej ; Velímský, Jakub (vedoucí práce) ; Šrámek, Ondřej (oponent)
Rostoucí dostupnost aktuálních geomagnetických dat, převážně ze satelitů mise Swarm, umožňuje rekonstrukci globálních modelů elektrické vodivosti zemského pláště. Následu- jící úkol je interpretovat tyto modely ve smyslu tepelné a chemické struktury zemského pláště. Toho lze dosáhnout kombinací experimentálních měření elektrické vodivosti hlav- ních plášťových minerálů s metodami založenými na minimalizaci Gibbsovy energie. V ná- sledujícím textu představuji tyto metody a přímou úlohu pro výpočet elektrické vodivosti plášte z jeho termálního a chemického složení. Dále ukazuji výsledky takového modelo- vání pro a-priori volbu termálních a chemických parametrů. Software řešící tuto přímou úlohu bude součástí již existujících nástrojů pro globální inverzi elektromagnetických dat na určení termochemických a mineralogických vlastností zemského pláště. 1
|
|
|
Impact crater relaxation throughout the Solar System
Kihoulou, Martin ; Kalousová, Klára (vedoucí práce) ; Velímský, Jakub (oponent)
Název práce: Relaxace impaktních kráterů ve sluneční soustavě Autor: Martin Kihoulou Katedra: Katedra geofyziky Vedoucí práce: RNDr. Klára Kalousová, Ph.D., Katedra geofyziky Abstrakt: V této práci studujeme viskózní relaxaci impaktem deformované ledové slupky trpasličí planety Pluto. Motivací je poloha eliptické, 1000 km široké pánve Sputnik Planitia, která se nachází v těsné blízkosti slapové osy. Vzhledem k její neobvyklé poloze se usuzuje, že pánev vznikla jinde a k přiblížení ke slapové ose došlo reorientací celého tělesa. Aby k reorientaci tímto směrem mohlo dojít, musí mít gravitační anomálie oblasti pánve kladné znaménko. Jedná-li se o im- paktní pánev, lze jej docílit izostatickým výzdvihem podpovrchového oceánu, impaktními ejekty a naakumulovaným volatilním dusíkem. Aby si pánev novou polohu ve směru nejmenšího hlavního momentu setrvačnosti zachovala dodnes, výzdvih oceánu musí být přítomen řádově miliardy let. Tomu by mohla pomoci izolační vrstva vysokoviskózních klatrátů na rozhraní oceánu a ledu. Deformaci ledové slupky řešíme metodou konečných prvků ve 2D sférické axisymetrické ge- ometrii s volným povrchem a viskózní reologií. Naše výsledky ukazují, že termální účinek impaktu a...
|
|
|
Stochastické simulace a modelování v magnetotelurické metodě
Klanica, Radek ; Pek, Josef (vedoucí práce) ; Růžek, Bohuslav (oponent) ; Velímský, Jakub (oponent)
V této práci se zabývám vývojem stochastické obrácené úlohy pro magnetotelurickou metodu v případě 1D/2D izotropní a anizotropní úlohy a její aplikací na syntetická a reálná data. Magnetotelurická metoda je geoelektrická induktivní metoda, která využívá jako zdroj indukce v Zemi variace přírodního elektromagnetického pole, na základě jejichž zpracování a interpretace dokáže zjistit odpor horninového prostředí až do hloubek desítek kilometrů. Obrácená úloha je v magnetotelurice řešena s cílem určit skutečné rozložení elektrického odporu pod povrchem Země na základě povrchových měření. Běžné metody řešení obrácené úlohy jsou založeny na optimalizaci modelu prostředí s omezením na shodu mezi pozorovanými daty a modelovou odezvou. Naproti tomu stochastické metody jsou založené na prohledávání prostoru parametrů a vybírání modelů na základě jejich pravděpodobnosti, díky čemuž jsou vhodné pro mnohadimenzionální úlohy, které nelze charakterizovat jedním výrazným minimem. Efektivní cestou jak zmapovat velký prostor parametrů jsou simulace Monte Carlo, pomocí nichž lze efektivně třídit přijatelné modely z hlediska pravděpodobnosti. Výsledkem těchto simulací je pravděpodobnostní popis jednotlivých parametrů, nikoli jeden výsledný model. Vzhledem k výhodám stochastické úlohy jsem vyvinul obrácenou úlohu...
|
|
|
Povrchová deformace jako důsledek tání v ledové slupce Europy
Vach, Dominik ; Kalousová, Klára (vedoucí práce) ; Velímský, Jakub (oponent)
Jedno z nejzajímavějších těles sluneční soustavy je Europa, ledový měsíc Jupiteru. Tento ledový měsíc by mohl mít dostatečně příznivé prostředí pro existenci forem života ve svém podpovrchovém oceánu hluboko pod ledovou slupkou. Tato práce zkoumá proces vzniku povrchových útvarů, které jsou nazývány chaotické terény. Tyto obrovské oblasti s narušenou strukturou povrchu, které jedinečně charakterizují povrch Europy, můžou hrát podstatnou roli v porozumění struktury a procesů uvnitř ledové slupky měsíce. Aktuální teorie předpokládají, že chaotické terény vznikají nad vodními rezervoáry umístěnými relativně blízko u povrchu v ledové slupce, nicméně tato hypotéza nebyla zatím ověřena numerickými simulacemi. Cílem této práce je navržení matematického modelu a spuštění simulací pro ověření této hypotézy. Výsledky práce ukazují, že existence vodních rezervoárů pod povrchem aspolečně s procesy uvnitř slupky mohou mít vliv na deformaci povrchu, a tak i vznik chaotických terénů.
|
host ::
RSS.