Předmět Dynamika pláště a litosféry (NGEO035)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu NGEO035 - Dynamika pláště a litosféry, Matematicko-fyzikální fakulta, Univerzita Karlova v Praze (UK).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Přednáška slouží pochopení obecných principů přenosu tepla v termomechanice kontinua a jejich aplikací při vytváření termálních modelů Země. Posluchači se seznámí s rovnicemi popisujícími proudění v plášti a metodami jejich řešení.

Sylabus

Přenos tepla v pohybujícím se kontinuuZákladní rovnice - zákony zachování hmoty, hybnosti a energie, reologie, stavová rovnice, hraniční podmínky. Rozbor jednotlivých členů tepelné rovnice (lokální změny teploty, vedení a advekce tepla, adiabatické zahřívání a ochlazování, disipace, zdroje tepla). Termální konvekce v zemském plášti Boussinesqova aproximace základních rovnic. Bezrozměrné rovnice; Prandtlovo, Rayleighovo a disipační číslo. Hraniční podmínky. Statické řešení. Dvourozměrné modelování - proudová funkce. Základní charakteristika termální konvekce Linearizovaná teorie - počátek konvekce. Závislost stylu konvekce na velikosti Rayleighova čísla. Vliv vnitřního zahřívání, stlačitelnost, tlaková a teplotní závislost reologie a fázové přechody. Chaos. Koeficienty v rovnici přenosu tepla Tepelná vodivost a kapacita, hustota, tepelné zdroje, měření tepelného toku, vyzařování tepla ze zemského povrchu. Teplota zemského pláště a jádra Adiabatický gradient; odhady teploty v plášti pomocí adiabatického gradientu; teplota tání železa v souvislosti s teplotou rozhraní mezi vnitřním a vnějším jádrem a odhady teploty ve vnějším jádře; teplotní skok přes vrstvu D". Horké skvrny Rozložení; původ; interakce s litosférou; referenční vztažná soustava - putování pólů. Termální modely oceánské litosféry Poloprostorový model - analytické řešení, povrchový tepelný tok, hloubka oceánského dna, změny hladiny oceánů v geologické minulosti; uvolňování tepla v subdukčních zónách. Radioaktivita Země a geochronologie Alfa-, beta- a k-rozpady; metoda izochron; metody olova, rubidia a argonu; radiouhlíkové datování; stáří Země. Modely chladnutí ZeměŠkálovací vztahy mezi parametry konvekčních modelů. Řešení termální rovnice s radiogenními zdroji tepla ubývajícími s časem.

Literatura

C. Matyska, Mathematical Introduction to Geothermics and Geodynamics, předběžná verze učebního textu. G.F. Davies, Dynamic Earth, Cambridge University Press, Cambridge 1999. G. Schubert, D.L. Turcotte, P. Olson, Mantle convection in the Earth and planets, Cambridge University Press, 2001.

Garant

doc. RNDr. Hana Čížková, Ph.D.