Závěrečná zpráva grantu 238/2001/B-GEO/MFF

Název projektu:Modelování globálních fyzikálních polí zemského pláště a litosféry
Hlavní řešitel:Doc. RNDr. Ctirad Matyska, DrSc.
Spoluřešitelé: RNDr. Ladislav Hanyk, Ph.D.; Mgr. Jakub Velímský, Ph.D.; Mgr. Martin Kukačka; Libor Inovecký; Tomáš Pergler
Období řešení:2001-2003
Celková dotace:470 tis. Kč

Souhrn výsledků

Byly získány odhady Bullenova parametru v plášti odvozením vzorce pro lokální Bullenův parametr  teplotního pole a numericky byly pak počítány  pomocí simulací termální konvekce pro širokou třídu modelů. Nelineární charakteristiky termální konvekce, zejména její chaotické chování bylo studováno aplikací waveletů. Modelovali jsme též subdukci litosférické desky pomocí originálního přístupu umožňujícího selfkonsistentním způsobem zahrnout zónu snížené viskozity, porovnávali jsme též charakter subdukujících hmot v modelech vrstevnaté a celoplášťové konvekce a stabilitu hypotetického hustotního rozhraní v hloubce 1000 km. Získali jsme první odhady disipačního tepla uvolněného v plášti Země v průběhu glaciálního cyklu a rozpracovali jsme novou metodiku výpočtu viskoelastické relaxace Země vycházející ze slabé formulace příslušných pohybových rovnic. Uveřejnili jsme též nový způsob výpočtu koseismické deformce, který se vyhýbá použití standardních Greenových funkcí. Slabě jsme též formulovali problém elmg. indukce v zemském plášti a této formulace jsme využili pro konstrukci 3-D modelů elektrické vodivosti pomocí 3-D konečných prvků. Výsledky jsou obsaženy v následujících publikacích:

Čížková, H. and Matyska, C., Layered convection with an interface at a depth of 1000 km: stability and generation of slab-like downwellings. Phys. Earth Planet. Inter., 2004, in press.
Inovecký, L., Postglacial relaxation of the Earth's models in a cylindrical geometry. MSc. Thesis, MFF UK 2003,
(supervisor: C. Matyska).
Kukačka, M. and Matyska, C., Influence of the zone of weakness on dip angle and shear heating of subducted slabs.
Phys. Earth Planet. Inter., 2004, in press.
Kukačka, M. and Matyska, C., Modelling the subducting lithosphere using FEM, In:  WDS'02, MFF UK, 2002, 600-604.
Martinec, Z., Everett, M.E. and Velímský, J., Time-domain, spectral-finite element approach to transient two-dimensional geomagnetic induction in a spherical heterogeneous earth.  Geophys. J. Int., 155, 2003, 33-43.
Matyska, C., Wavefield and static deformation in depth-dependent elastic models with seismic sources of finite dimensions: spectral approach. Geophys. J. Int., 155, 2003, 1105-1113.
Matyska, C. Má Země opravdu železné jádro? Vesmír,  81, 2002, 9-10.
Matyska, C. and Yuen, D.A., Are mantle plumes adiabatic? Earth Planet. Sci. Lett., 189, 2001,  165-176.
Matyska, C. and Yuen, D.A., Bullen's parameter eta: a link between seismology and geodynamical modelling.
Earth Planet. Sci. Lett., 198, 2002,  471-483.
Matyska, C., Zahradník, J. and Hanyk, L., Dynamika Země. Pokroky Matematiky, Fyziky a Astronomie,  47, 2002, 221-229.
Mistr, Z., Matyska, C. and Yuen, D.A., Modeling of rapidly rotating thermal convection at finite Prandtl number with vorticity, vector potential and temperature. Studia Geophys. et Geod., 46, 2002, 59-81.
Pergler, T., Postseismická relaxace modelů Země s maxwellovskou reologií. MSc. Thesis, MFF UK, in preparation,
(supervisor: C. Matyska).
Vecsey, L., Chaos in Thermal Convection and the Wavelet Analysis of Geophysical Fields. PhD Thesis, MFF UK 2002,
(supervisor: C. Matyska).
Vecsey, L. and Matyska, C., Wavelet spectra and chaos in thermal convection modelling. Geophys. Res. Lett., 28, 2001,
395-398.
Velímský, J., Electromagnetic induction in a heterogeneous Earth's mantle: Time-domain modelling. PhD Thesis, MFF UK 2003,
(supervisor: Z. Martinec).
Velímský, J., Everett, M.E. and Martinec, Z., The transient Dst electromagnetic induction signal at satellite altitudes for a realistic 3-D electrical conductivity in the crust and mantle. Geophys. Res. Lett., 30, 2003, Art. No. 1355.