Student se seznámí s parametrizovanými modely termální konvekce a s dynamikou inerciálních částic v kapalině. Poté naprogramuje vlastní parametrizovaný model chladnoucího magmatického tělesa, ve kterém se použijí nedávné poznatky ohledně usazování částic v konvektujících suspenzích [4]. Velikost částic bude řízena zjednodušeným zákonem pro nukleaci a růst krystalových zrn minerálů zemské kůry, pro něž existují v tomto ohledu laboratorní měření. Cílem práce je provést numerické simulace, jejichž výsledkem bude rozdělení velikosti krystalů formujících sediment v různých fázích solidifikace tělesa.
Seznam odborné literatury
Holness, M.B., Farr, R., Neufeld, J.A., 2017. Crystal settling and convection in the Shiant Isles Main Sill. Contrib. Mineral. Petrol. 172, 7.
Jarvis, R.A., Woods, A.W., 1994. The nucleation, growth and settling of crystals from a turbulently convecting fluid. J. Fluid Mech. 273, 83–107
Martin, D., Nokes, R., 1989. A fluid-dynamic study of crystal settling in convecting magmas. J. Petrol. 30, 1471–1500
Patočka, V., Tosi, N., Calzavarini E., 2022. Residence time of inertial particles in 3D thermal convection: implications for magma reservoirs, Earth. Planet. Sci. Lett., Vol. 591, 117622
Předběžná náplň práce
O procesech uvnitř chladnoucích magmatických intruzí se dozvídáme až studiem exponované horniny v terénu. Chování těchto složitých fyzikálních systémů je proto zahaleno nejasnostmi, a to i ve věcech základního charakteru – není zřejmé, zda magma krystalizuje primárně podél stěn intruze (in-situ), či zda jsou krystaly před usazením unášeny proudy v kapalném magmatu (suspenzi). Cílem této práce je spočítat, jak rozdělení velikosti krystalů vypadá v různých fázích tuhnutí tělesa za předpokladu, že krystaly vznikají a rostou uvnitř konvektující suspenze. Výsledky projektu mohou petrologům, kteří zkoumají mikrostrukturu intruzí, pomoci rozlišit mezi dvěma výše zmíněnými variantami solidifikace.
Předběžná náplň práce v anglickém jazyce
The complex physical processes that take place inside a cooling magma chamber can only be unravelled through exploration of outcrop rock samples. The behaviour of intruded magma thus remains poorly understood. In particular, it is not clear whether crystallization proceeds mainly along the walls of the intrusion (in-situ), or whether newly forming crystals are stirred by the convecting magma before they settle. The aim of this project is to build a numerical model that predicts how the distribution of crystal sizes varies with depth of the cumulate layer, under the assumption that all crystals nucleate and grow inside the convecting magma. The obtained results may help petrologists who study the microstructure of igneous intrusions to distinguish between the two above mentioned scenarios of magma reservoir solidification.
- zadáno a potvrzeno stud. odd.