Vliv latentního tepla na deformaci subdukované litosféry v plášti Země

• Název práce v češtině: Vliv latentního tepla na deformaci subdukované litosféry v plášti Země
• Název v anglickém jazyce: Latent heat effect on slab deformation in the Earth mantle
• Klíčová slova: Litosférická deska, subdukce, fázové přechody, latentní teplo
• Klíčová slova anglicky: Lithospheric plate, subduction, phase transitions, latent heat
• Akademický rok vypsání: 2019/2020
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra geofyziky (32-KG)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Hana Čížková, Ph.D.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 25.11.2019
• Datum zadání: 25.11.2019
• Datum potvrzení stud. oddělením: 17.12.2019
• Datum a čas obhajoby: 14.07.2020 09:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 04.06.2020
• Datum odevzdání tištěné podoby: 04.06.2020
• Datum proběhlé obhajoby: 14.07.2020
• Oponenti: doc. RNDr. Marie Běhounková, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Litosférické desky se zanořují (subdukují) do zemského pláště. V oblastech kontaktu desek i v hlubších partiích subdukovaných studených desek vzniká většina zemětřesení. Výzkumu zanořování a deformace litosférických desek se proto věnuje značná pozornost. V hlubších partiích pláště dochází s rostoucím tlakem k fázovým přechodům v materiálu pláště. Fázové přeměny jsou provázeny změnou krystalové struktury a mění se při nich hustota a dále se uvolňuje nebo spotřebovává latentní teplo. Klíčovým nástrojem studia těchto procesů jsou numerické simulace proudění v zemském plášti. V řadě modelů bylo v minulosti demonstrováno, že hustotní změny spojené s fázovými přeměnami mají značný vliv na charakter plášťové cirkulace. I uvolněné latentní teplo zřejmě má vliv na deformaci subdukované litosféry a to jak prostřednictvím příspěvku ke vztlakové síle, tak vlivem na reologii. Cílem bakalářského projektu je ocenění vlivu latentního tepla v modelu plášťové cirkulace se zjednodušenou parametrizovanou implementací fázových přechodů. Práce by měla postupovat ve čtyřech krocích:

1. Student se seznámí se softwarem pro počítačové modelování plášťového tečení SEPRAN.
2. Provede parametrickou studii vlivu latentního tepla v modelech s různě starými litosférickými deskami.
3. Bude diskutovat vliv latentního tepla na variace vztlakové síly a na reologii.
4. Zjistí, zda latentní teplo ovlivňuje schopnost litosférických desek pronikat do spodního pláště Země.

Seznam odborné literatury

Faccenda, M. & Dal Zilio, L. The role of solid-solid phase transitions in mantle convection. Lithos 268–271, 198–224 (2017).
Goes, S., Agrusta, R., van Hunen, J. & Garel, F. Subduction-transition zone interaction: A review. Geosphere 13, 644–664 (2017).
Segal, A. & Praagman, N. P. The Sepran FEM package. Tech. Report, Ingenieursbureau Sepra, Netherlands (2005).

Předběžná náplň práce

Litosférické desky se zanořují (subdukují) do zemského pláště. V oblastech kontaktu desek i v hlubších partiích subdukovaných studených desek vzniká většina zemětřesení. Výzkumu zanořování a deformace litosférických desek se proto věnuje značná pozornost. V hlubších partiích pláště dochází s rostoucím tlakem k fázovým přechodům v materiálu pláště. Fázové přeměny jsou provázeny změnou krystalové struktury a mění se při nich hustota a dále se uvolňuje nebo spotřebovává latentní teplo. Klíčovým nástrojem studia těchto procesů jsou numerické simulace proudění v zemském plášti. V řadě modelů bylo v minulosti demonstrováno, že hustotní změny spojené s fázovými přeměnami mají značný vliv na charakter plášťové cirkulace. I uvolněné latentní zřejmě má vliv na deformaci subdukované litosféry a to jak prostřednictvím příspěvku ke vztlakové síle, tak vlivem na reologii. Cílem bakalářského projektu je ocenění vlivu latentního tepla v modelu plášťové cirkulace se zjednodušenou parametrizovanou implementací fázových přechodů.