Ledové měsíce velkých planet

• Název práce v češtině: Ledové měsíce velkých planet
• Název v anglickém jazyce: Icy satellites of giant planets
• Akademický rok vypsání: 2009/2010
• Typ práce: bakalářská práce
• Jazyk práce: čeština
• Ústav: Katedra geofyziky (32-KG)
• Vedoucí / školitel: prof. RNDr. Ondřej Čadek, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 02.11.2009
• Datum zadání: 02.11.2009
• Datum a čas obhajoby: 22.06.2010 00:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 22.06.2010
• Datum proběhlé obhajoby: 22.06.2010
• Oponenti: doc. RNDr. Ctirad Matyska, DrSc.

Zásady pro vypracování

Vesmírné mise Gallileo a Cassini-Huygens odhalily překvapivě rozmanitý svět ledových měsíců Jupiteru a Saturnu. Podstatnou část objemu těchto měsíců tvoří voda v pevném skupenství. V případech některých měsíců (Europa, Enceladus) máme dnes k dispozici měření, které svědčí o existenci rozsáhlých podpovrchových oceánů, v nichž by mohly existovat podmínky vhodné pro vznik života. Ledové měsíce se navzájem velmi liší: Některé jsou diferencované a geologicky stále aktivní, povrch jiných jakoby zamrzl již před několika miliardami let a od té doby se nemění. Na Enceladu pozorujeme analogii zemské deskové tektoniky a obří gejzíry tvořené ledovými krystaly, jiné měsíce (Hyperion, Iapetus) mají bizarní tvar, jehož původ si zatím neumíme vysvětlit(viz např. http://www.esa.int a další podobné stránky). Student se seznámí se základními fakty o ledových měsících a osvojí si fyzikální teorii, která je nezbytná pro jejich studium (slapy tělesa s vázanou rotací, slapové zahřívání, konvekční přenos tepla, reologické vlastnosti ledu, tíhové pole a zploštění rotujcího tělesa, pohyby rotační osy při přerozdělení hmoty v tělese apod.). Již tato rešerše by byla cenná a mohla by sloužit jako východisko pro další studium ledových měsíců, ať už v rámci této práce nebo práce diplomové. Pokud se student dostane k samostatné vědecké práci již v rámci práce bakalářské, pak by se v prvním kroku mohl pokusit o odhad výkonu tepelných zdrojů potřebných k udržení podpovrchových oceánů na Enceladu a Europě. V dalším kroku by pak zkusil zodpovědět otázku, jakým způsobem může být teplo potřebné k udržení vody v kapalném skupenství generováno, tj. zda postačí radioaktivní zdoje, nebo zda je třeba hledat jiný mechanismus generace tepla (gravitační diferenciace, slapové zahřívání apod.).

Seznam odborné literatury

Hussmann, H., Sotin, Ch., Lunine, J.I., 2007. Interiors and evolution of icy satellites, in: Treatise on Geophysics, vol. 10 (Planets and Moons), 509-540.
Maierová, P., 2006. Vliv slapového zahřívání na děje v nitrech ledových měsíců, bakalářská práce, MFF UK.
Tobie, G., 2003. Impact du chauffage de marée sur l'évolution géodynamique d'Europe et de Titan. These de doctorat, Université Paris 7, France.
Časopisecké články podle doporučení školitele.

Předběžná náplň práce

Vesmírné mise Gallileo a Cassini-Huygens odhalily překvapivě rozmanitý svět ledových měsíců Jupiteru a Saturnu. Podstatnou část objemu těchto měsíců tvoří voda v pevném skupenství. V případech některých měsíců (Europa, Enceladus) máme dnes k dispozici měření, které svědčí o existenci rozsáhlých podpovrchových oceánů, v nichž by mohly existovat podmínky vhodné pro vznik života. Ledové měsíce se navzájem velmi liší: Některé jsou diferencované a geologicky stále aktivní, povrch jiných jakoby zamrzl již před několika miliardami let a od té doby se nemění. Na Enceladu pozorujeme analogii zemské deskové tektoniky a obří gejzíry tvořené ledovými krystaly, jiné měsíce (Hyperion, Iapetus) mají bizarní tvar, jehož původ si zatím neumíme vysvětlit. Nové informace o ledových měsících zprostředkované misí Cassini přicházejí prakticky každý den (viz např. http://www.esa.int a další podobné stránky). Student se seznámí se základními fakty o ledových měsících a osvojí si fyzikální teorii, která je nezbytná pro jejich studium (slapy tělesa s vázanou rotací, slapové zahřívání, konvekční přenos tepla, reologické vlastnosti ledu, tíhové pole a zploštění rotujcího tělesa, pohyby rotační osy při přerozdělení hmoty v tělese apod.). Již tato rešerše by byla cenná a mohla by sloužit jako východisko pro další studium ledových měsíců, ať už v rámci této práce nebo práce diplomové. Pokud se student dostane k samostatné vědecké práci již v rámci práce bakalářské, pak by se v prvním kroku mohl pokusit o odhad výkonu tepelných zdrojů potřebných k udržení podpovrchových oceánů na Enceladu a Europě. V dalším kroku by pak zkusil zodpovědět otázku, jakým způsobem může být teplo potřebné k udržení vody v kapalném skupenství generováno, tj. zda postačí radioaktivní zdoje, nebo zda je třeba hledat jiný mechanismus generace tepla (gravitační diferenciace, slapové zahřívání apod.).