Cílem přednášky je představit posluchačům základní témata současné geofyziky (stavba Země, seismologie, dynamika pláště a jádra, magnetické pole Země, gravitační pole Země).

The course should provide an insight into the main topics of temporary geophysics (seismology, dynamics of the mantle and core, mineral physics, magnetic field, gravity field).

Zápočet bude udělen na základě přednesení referátu nebo předložení písemné zprávy o řešení zápočtových úloh.

• C.M.R. Fowler: The Solid Earth. Introduction to Global Geophysics. Cambridge University Press, Cambridge 1990.

• J.-P. Poirier: Introduction to the Physics of the Earth's Interior. Cambridge University Press, Cambridge 2000.

• W. Lowrie: Fundamentals of geophysics, Cambridge University Press, 2007.

Přednáška + cvičení

Lecture + exercises

Zkouška je ústní, požadavky odpovídají sylabu v rozsahu prezentovaném na přednášce.

Seismický sféricky symetrický model Země. Složení a fyzikální vlastnosti kůry, pláště a jádra. Povaha rozhraní v zemském nitru, fázové přechody a jejich vliv na děje v plášti.

Historické představy, Wegenerova teorie a teorie rozpínání oceánského dna. Teorie deskové tektoniky. Jednotlivé typy rozhraní, rifty, subdukce, transformní zlomy, kolizní oblasti. Seismická aktivita, tepelný tok a další geofyzikální pole ve vazbě na deskovou tektoniku. Určování a popis deskových rychlostí. Toroidální a sferoidální rychlosti. Horké skvrny a vnitrodeskové deformace. Síly působící na litosférické desky. Desková tektonika v minulosti. Tektonický obraz ostatních terestrických těles.

Co je to litosféra. Vztah litosféry a kůry. Mocnost litosféry. Litosféra pod oceány. Model chladnutí oceánské litosféry, vztah k hloubkám oceánského dna a tepelnému toku. Kontinentální litosféra, kratony. Astenosféra. Přenos tepla v plášti. Konvekce, kondukce, zdroje tepla. Energetická bilance Země. Subdukce litosféry. Plášťové plumy.

Zemětřesení, seimicita, ohniskové oblasti. Seismické vlny. Pohybová rovnice. Paprsky a hodochrony. Lokace zemětřesení. Magnitudo. Seismická tomografie a třírozměrné modely Země. Vztah anomálií seismických rychlostí a teploty. Vrstva D".

Základní vlastnosti zemského magnetického pole. Maxwellovy rovnice. Magnetovariační a magnetotelurická metoda. Modely elektrické vodivosti. Zemské jádro - složení a vlastnosti. Generace magnetického pole v jádře. Vnitřní jádro a co o něm víme.

Rozvoj gravitačního potenciálu. Vztah hustot a gravitačního potenciálu. Geoid. Inverzní úloha pro viskozitu a hustotu v dynamické Zemi. Role seismické tomografie.

Sférická harmonická analýza geofyzikálních polí. Přímá a obrácená úloha v geofyzice. Základní myšlenka teorie obrácených úloh. Rozlišení, stabilita, robustnost. Modely a simulace.

Určování stáří Země. Zalednění a postglaciální výzdvih. Vlastní kmity Země. Pohyby Země. Původ slapů. Slapové tření. Systém Země-Měsíc.

Spherically symmetric model of the Earth. Composition and physical properties of the crust, the mantle and the core. Nature of interfaces in the Earth's interior. Phase transition and their impact of the processes in the mantle.

History. Wegener's theory, continental drift. Sea floor spreading. Plate tectonics. Classification of plate boundaries. Physical characteristics of plate boundaries: seismic activity, heat flux, gravity etc. Determination and description of plate motions. Toroidal vs. spheroidal energy. Intraplate deformations. Hotspots. Forces acting at the lithosphere. Plate tectonics in the past. Tectonic pattern of other terrestrial bodies.

Crust and lithosphere: definitions. Oceanic and continental lithosphere. Cooling of the oceanic lithosphere. Asthenosphere. Heat transfer in the mantle. Convection, conduction, heat sources. Subduction of the lithosphere. Mantle plumes.

Earthquake, seismicity. Seismic waves. Equation of motion. Rays, travel-time curves. Earthquake location. Magnitudo. Seismic tomography and three-dimensional structure of the Earth mantle. Relation between thermal and seismic velocity anomalies.

Basic characteristics. Maxwell equations. Magnetovariational and magnetotelluric methods. Models of electrical conductivity in the Earth mantle. Core: composition and physical properties. Generation of the magnetic field in the core. Inner core.

Spectral representation of the gravity potential. Density anomalies in the Earth and the gravitational potential. Inferences of viscosity and density from the geoid. Estimate of the density anomalies based on seismic tomography.

Spherical harmonic analysis. Correlation analysis. Data interpretation. Forward and inverse problem. Models and simulations.

Radioctive dating. Postglacial uplift. Free oscillations of the Earth. Earth tides. Tidal friction. Earth-Moon system. Geochemical constraints on mantle convection.