Fázové přechody v termodynamicky konzistentním modelu pláště Země
| Název práce v češtině: | Fázové přechody v termodynamicky konzistentním modelu pláště Země |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Phase transitions in thermodynamically consistent model of the Earth mantle |
| Klíčová slova: | fázové přechody, složení pláště Země |
| Klíčová slova anglicky: | phase transitions, Earth mantle composition |
| Akademický rok vypsání: | 2022/2023 |
| Typ práce: | diplomová práce |
| Jazyk práce: | |
| Ústav: | Katedra geofyziky (32-KG) |
| Vedoucí / školitel: | doc. RNDr. Hana Čížková, Ph.D. |
| Řešitel: |
| Zásady pro vypracování |
| 1. Seznámit se s modelem termodynamických parametrů zemského pláště zkonstruovaným na základě Einsteinovy multivibrační metody.
2. Navrhnout metodu pro výpočet latentního tepla spotřebovaného/uvolněného při fázové přeměně plášťového materiálu diferenciací entalpie spočítané na základě tohoto modelu. 3. Implementovat výpočet latentního tepla do již existujícího modelu termální konvekce v plášti. 4. Otestovat vliv latentního tepla na dynamiku sestupných a vzestupných konvektivních útvarů. |
| Seznam odborné literatury |
| Literatura:
Ismail-Zadeh, A., Tackley, P., Computational methods for geodynamics, Cambridge University Press, 2010 Časopisecká literatura dle doporučení školitelky |
| Předběžná náplň práce |
| V zemském plášti dochází k velmi pomalému tečení, konvekci, kdy se studené litosférické desky zanořují rychlostmi řádově jednotek cm/rok a naopak horký materiál z hlubších partií pláště stoupá k povrchu. Toto proudění ovlivňuje tepelnou bilanci Země a vytváří podmínky pro vznik zemětřesení a vulkanické činnosti. Počítačové modelování termální konvekce v zemském plášti se zahrnutím realistických materiálových parametrů je proto důležitým nástrojem k pochopení mechanismu vzniku těchto fenoménů. Plášť Země je tvořen směsí silikátových hornin. Termodynamické vlastnosti této směsi (hustota, tepelná roztažnost, specifické teplo) jsou komplikovanou funkcí tlaku a teploty. V hlubších partiích pláště dochází s rostoucím tlakem k fázovým přechodům v jednotlivých komponentách této směsi. Fázové přeměny jsou provázeny změnou krystalové struktury materiálu a mění se tedy při nich hustota a dále se uvolňuje nebo spotřebovává latentní teplo. Hustotní změny i latentní teplo mají zřejmě velmi významný vliv na charakter plášťové cirkulace. Cílem práce je zahrnout vliv těchto fázových přechodů (změn hustoty i latentního tepla) do již existujícího software pro modelování proudění v zemském plášti a otestovat efekt na dynamiku zejména chladných zanořujících se litosférických desek. |