Analogue and numerical simulations of the geodynamical systems - insights from the models of the Earth collision tectonics and Martian mudflows

• Název práce v češtině: Analogové a numerické simulace geodynamických systémů - poznatky z modelů kolizní tektoniky na Zemi a bahenních proudů na Marsu
• Název v anglickém jazyce: Analogue and numerical simulations of the geodynamical systems - insights from the models of the Earth collision tectonics and Martian mudflows
• Klíčová slova: Analogové modelování, numerické modelování, oroklina, vrásy odlepení, PIV analýza, DEM modely, diapirismus, bahenní proudy, Mars
• Klíčová slova anglicky: Analogue modelling, Numerical modelling, Orocline, Detachment folding, PIV analysis, DEM models, Diapirism, Mudflows, Mars
• Akademický rok vypsání: 2019/2020
• Typ práce: rigorózní práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Ústav petrologie a strukturní geologie (31-440)
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 17.06.2020
• Datum zadání: 17.06.2020
• Datum potvrzení stud. oddělením: 02.07.2020
• Datum odevzdání elektronické podoby: 17.06.2020
• Datum proběhlé obhajoby: 27.07.2020

Předběžná náplň práce

Matematické modelování v geologii a tektonice makro-krustálních měřítek je v současné době považováno za velmi vhodný nástroj kvantifikace přírodních podmínek při vzniku celé škály regionálních, ale i lokálních, struktur Zemského tělesa (např. Maierová et al., 2012; Beaumont et al., 2010; Duretz et al., 2010; Jamieson et al., 2010; Gerya a Burg, 2007; Gerya et al., 2002). Významným nástrojem jsou zejména numerické metody jejichž jádro tvoří metoda konečných prvků, a které lze snadno adaptovat pro výpočty složitě strukturovaných modelových domén. Na druhé straně, velmi významný prvek při interpreaci tektonických procesů tvoří analýza analogových modelů (např. Godin et al., 2011; Adam et al., 2005; Brun, 2002; Schellart, 2002; Hubert, 1937). Analogové modely taktéž představují velmi názorné a značně přesné přiblížení vývoje velkorozměrných korových struktur. Výhodou tohoto přístupu je zejména eliminace numerické difůze a dosažení vyšší přesnosti v lokálním měřítku oproti numerickému přístupu a zároveň potlačení problémů s obtížně implementovatelnou křehkou reologií.
Předmětem disertační práce bude studium procesů spjatých se spodnokorovým termálně-materiálovým tokem, iniciovaného počínající kontinentální kolizí. Při závěrečném stádiu kontinentální subdukce může docházet k relaminaci svrchnokorového materiálu subdukované desky při bázi desky nadložní.Tento proces bývá naznačován v některých soudobých pracech, zabývajících se formováním variského orogenního kořene (Maierová et al., 2012/2013; Hacker et al., 2011; Lexa et al., 2011; Schulmann et al., 2008/2009). Samotný princip relaminace však není zcela pochopen. Cílem disertační práce bude simulovat a pochopit relaminaci materiálu během pozdní konvergentní fáze a to zejména během kompresních procesů doprovázejících kontinentální kolizi. Jednotlivé dílčí části se budou věnovat studiu materiálového toku pod vlivem variace reologických, geometrických a termálních parametrů a budou zahrnovat analogový i numerický přístup se vzájemnou konfrontací výsledků.
Druhá část práce se bude věnovat laboratornímu modelování bahenních proudů (na bázi kryovulkanismu) v atmosférickém prostředí na povrchu Marsu.