PředmětyPředměty(verze: 806)
Předmět, akademický rok 2017/2018
   Přihlásit přes CAS
Dynamika pláště a litosféry - NGEO035
Anglický název: Dynamics of Mantle and Lithosphere
Zajišťuje: Katedra geofyziky (32-KG)
Fakulta: Matematicko-fyzikální fakulta
Platnost: od 2016
Semestr: zimní
E-Kredity: 6
Rozsah, examinace: zimní s.:2/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: neomezen
Minimální obsazenost: neomezen
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština, angličtina
Způsob výuky: prezenční
Garant: doc. RNDr. Hana Čížková, Ph.D.
Kategorizace předmětu: Fyzika > Geofyzika
Anotace -
Poslední úprava: T_KG (09.05.2013)

Vnější a vnitřní zdroje tepla v Zemi. Základní rovnice termální konvekce. Termální konvekce jako nelineární dynamický systém. Termální modely Země. Radioaktivita hornin, určování stáří hornin.
Cíl předmětu -
Poslední úprava: doc. RNDr. Hana Čížková, Ph.D. (20.11.2013)

Přednáška slouží pochopení obecných principů přenosu tepla v termomechanice kontinua a jejich aplikací při vytváření termálních modelů Země. Posluchači se seznámí s rovnicemi popisujícími proudění v plášti a metodami jejich řešení.

Literatura
Poslední úprava: T_KG (09.05.2013)

  • C. Matyska, Mathematical Introduction to Geothermics and Geodynamics, předběžná verze učebního textu.
  • G.F. Davies, Dynamic Earth, Cambridge University Press, Cambridge 1999.
  • G. Schubert, D.L. Turcotte, P. Olson, Mantle convection in the Earth and planets, Cambridge University Press, 2001.

Metody výuky -
Poslední úprava: T_KG (09.05.2013)

Přednáška + cvičení

Sylabus -
Poslední úprava: T_KG (09.05.2013)

Přenos tepla v pohybujícím se kontinuu

Základní rovnice - zákony zachování hmoty, hybnosti a energie, reologie, stavová rovnice, hraniční podmínky. Rozbor jednotlivých členů tepelné rovnice (lokální změny teploty, vedení a advekce tepla, adiabatické zahřívání a ochlazování, disipace, zdroje tepla).

Termální konvekce v zemském plášti

Boussinesqova aproximace základních rovnic. Bezrozměrné rovnice; Prandtlovo, Rayleighovo a disipační číslo. Hraniční podmínky. Statické řešení. Dvourozměrné modelování - proudová funkce.

Základní charakteristika termální konvekce

Linearizovaná teorie - počátek konvekce. Závislost stylu konvekce na velikosti Rayleighova čísla. Vliv vnitřního zahřívání, stlačitelnost, tlaková a teplotní závislost reologie a fázové přechody. Chaos.

Koeficienty v rovnici přenosu tepla

Tepelná vodivost a kapacita, hustota, tepelné zdroje, měření tepelného toku, vyzařování tepla ze zemského povrchu.

Teplota zemského pláště a jádra

Adiabatický gradient; odhady teploty v plášti pomocí adiabatického gradientu; teplota tání železa v souvislosti s teplotou rozhraní mezi vnitřním a vnějším jádrem a odhady teploty ve vnějším jádře; teplotní skok přes vrstvu D".

Horké skvrny

Rozložení; původ; interakce s litosférou; referenční vztažná soustava - putování pólů.

Termální modely oceánské litosféry

Poloprostorový model - analytické řešení, povrchový tepelný tok, hloubka oceánského dna, změny hladiny oceánů v geologické minulosti; uvolňování tepla v subdukčních zónách.

Radioaktivita Země a geochronologie

Alfa-, beta- a k-rozpady; metoda izochron; metody olova, rubidia a argonu; radiouhlíkové datování; stáří Země.

Modely chladnutí Země

Škálovací vztahy mezi parametry konvekčních modelů. Řešení termální rovnice s radiogenními zdroji tepla ubývajícími s časem.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK