Student se seznámí s teorií anelastické deformace a připraví vlastní program na výpočet slapového zatěžování ledové slupky s maxwellovskou reologií. Alternativou je použití již existujícího programu, který by však bylo třeba modifikovat pro případ náklonových slapů. Student bude problém deformace řešit použitím spektrální metody, kdy veličiny rozvine do zobecněných harmonických funkcí s neznámými koeficienty. Výslednou obyčejnou diferenciální rovnici pro určení hloubkové závislosti koeficientů pak bude řešit metodou konečných diferencí. Program aplikuje na specifický případ Neptunova měsíce Tritonu. Seznámí se s dostupnou literaturou o tomto měsíci, odhadne na základě jeho hmotnosti vnitřní strukturu a provede sérii výpočtů pro modely s různou tloušťkou ledové slupky a podpovrchovým oceánem. Výsledky pak porovná s řešením pro model bez oceánu. Při výpočtu disipace bude uvažovat 1d teplotně závislou viskozitu a to jednak pro konduktivní případ a jednak pro případ konvektivního přenosu tepla. Možným rozšířením úlohy je zahrnutí komplexnější anelastické reologie, např. Andradeovy, nebo propojení slapové disipace s rovnicí vedení tepla.
Seznam odborné literatury
C.D. Murray & S.F. Dermott, Solar System Dynamics, Cambridge Univ. Press, 2000.
O. Souček et al., Tidal dissipation in Enceladus' uneven fractured ice shell, Icarus 328, 218-231, 2019.
Další časopisecká literatura podle doporučení školitele.
Předběžná náplň práce
Triton je měsíc Neptunu, který svou velikostí i vzhledem připomíná trpasličí planetu Pluto. Jedná se zřejmě o objekt z Kuiperova pásu, který byl před dávnou dobou zachycen Neptunem. O tom svědčí nejen specifický vzhled jeho povrchu, ale především neobvyklá rotace Tritonu, která nemá ve sluneční soustavě obdoby. Poměrně detailní snímky povrchu pořídila již sonda Voyager 2 a v současnosti je v přípravě mise Trident (NASA), jejíž financování je však zatím nejisté. Snímky povrchu ukazují výraznou kryovulkanickou činnost a poskytují řadu svědectví o tom, že Triton je geologicky aktivní těleso obsahující globální podpovrchový oceán. Zdroje energie, které udržují nitro měsíce v kapalném stavu zatím nejsou zatím spolehlivě známy, ale lze předpokládat, že významnou roli v termální bilanci měsíce hraje slapové zahřívání v ledové slupce nebo v oceánu samotném. Cílem práce je vytvořit model slapově zahřívané ledové slupky a posoudit, nakolik slapová disipace v ledu může zpomalit chladnutí podpovrchového oceánu.
- zadáno a potvrzeno stud. odd.