Introduction to Planetary Sciences - NGEO096

• Title: Úvod do planetologie
• Guaranteed by: Department of Geophysics (32-KG)
• Faculty: Faculty of Mathematics and Physics
• Actual: from 2017
• Semester: summer
• E-Credits: 3
• Hours per week, examination: summer s.:2/0, Ex [HT]
• Capacity: unlimited
• Min. number of students: unlimited
• 4EU+: no
• Virtual mobility / capacity: no
• State of the course: taught
• Language: Czech, English
• Teaching methods: full-time
• Teaching methods: full-time
• Guarantor: prof. RNDr. Ondřej Čadek, CSc.

Annotation

English

Last update: T_KG (09.05.2013)

Investigation of planets and moons of the solar system and recently also exo-planets is one of challenges of contemporary physics. The lecture give overview of basic methods in planetology research with special emphasis on solid interiors of moons and planets.

Czech

Last update: T_KG (09.05.2013)

Studium měsíců a planet sluneční soustavy a v poslední době také exoplanet patří mezi významné úkoly současného fyzikálního výzkumu. Přednáška seznamuje se základními postupy planetologického výzkumu, a to zejména s důrazem na fyzikální studium vnitřní stavby a termálního vývoje planet a jejich měsíců (určování stáří povrchu, rotace a deformace těles, jejich vnitřní struktura a tepelná bilance, vlastnosti základních fyzikálních polí apod.). Pozornost je věnována také možné existenci podpovrchových oceánů na ledových tělesech (např. Europa) a atmosférickým jevům (Venuše, Mars, Titan).

Aim of the course

English

Last update: T_KG (09.05.2013)

To provide an overview of basic methods in planetology.

Czech

Last update: T_KG (09.05.2013)

Přednáška seznamuje studenty s nejnovějšími fyzikálními poznatky o planetách a jejich měsících a vysvětluje základními postupy planetologického výzkumu.

Course completion requirements

Last update: prof. RNDr. Ondřej Čadek, CSc. (06.10.2017)

Zkouška probíhá formou testu. Studenti dostanou v průběhu přednášky zhruba stovku otázek pokrývajících probíranou látku. Zkoušející z nich vybere deset, které studenti písemně vypracují. V případě nejasností může být student zkoušen také ústně.

Literature

English

Last update: T_KG (09.05.2013)

The students will receive the full text of the lecture.

Czech

Last update: T_KG (09.05.2013)

Studenti budou mít k dispozici text přednášek, obsahující všechny základní informace potřebné ke zkoušce. Na začátku kursu dostanou seznam specializované literatury pro případ, že by se s některými partiemi chtěli seznámit podrobněji.

Teaching methods

English

Last update: T_KG (09.05.2013)

Lecture

Czech

Last update: T_KG (09.05.2013)

Přednáška

Syllabus

English

Last update: T_KG (09.05.2013)

1. Origin of the solar system. Basic facts on planets and moon. Available data and open questions.

2. Surface as an integrated record of body’s history. Age of the surface. Crater counting. Topography and its relationship to internal structure and processes.

3. Gravitational field and internal density structure. Inertia tensor. Darwin-Radau equation.

4. Deformation of bodies. Relationship between surface topography and deformation processes.

5. Thermal state. Sources of heat, mechanisms of heat release. Thermal convection.

6. Rotation and tides. Hydrostatic shape. The Liouville equations and true polar wander. Tidal dissipation. Maxwell, Kelvin, Burgers and Andrade anelasticity.

7. Terrestrial bodies in the solar system.

8. Jupiter, Saturn, Uran and Neptun.

9. Life in solar system and on exoplanets?

10. Icy moons of the giant planets and their underground oceans.

11. Exoplanets.

Czech

Last update: T_KG (09.05.2013)

1. Vznik sluneční soustavy. Základní fakta o tělesech sluneční soustavy. Exoplanety. Některé důležité otázky současného planetologického výzkumu. Informace, ze kterých při studiu vycházíme.

2. Povrch jako integrovaný záznam vývoje tělesa. Určování stáří povrchu. Statistiky kráterů. Topografické anomálie a jeho vztah k dějům v nitru tělesa. Dynamická topografie, elastická flexe, izostaze.

3. Gravitační pole. Rozvoj gravitačního pole do řady sférických funkcí. Gravitační momenty a složky tenzoru setrvačnosti. Odhad vnitřní struktury tělesa, Darwin-Radauova rovnice.

4. Deformace těles. Základní vztahy mechaniky kontinua, reologický popis materiálů. Vztah deformace, topografie a gravitačních anomálií, admitance.

5. Tepelná bilance planet a měsíců. Rovnice přenosu tepla, kondukce a konvekce. Boussinesquova a další aproximace. Radioaktivní teplo, despinning a teplo získané akrecí a diferenciací. Další zdroje tepla. Simulace termálního vývoje tělesa.

6. Rotace těles. Hydrostatický tvar. Pohyby rotační osy - Liouvillovy rovnice. Vázaná rotace. Slapy. Slapové brzdění a teplo uvolněné slapovou deformací. Aproximace anelastického chování - Maxwellův, Kelvinův, Bourgersův a Andradeův model. Q-faktor.

7. Terestrická tělesa ve sluneční soustavě - co o nich víme a jak je studujeme. Základní otázky. Scénáře tepelného vývoje. Možná existence vody na Marsu.

8. Planety vnější sluneční soustavy a jejich měsíce. Přehled posledních poznatků a základních otázek.

9. Otázka existence života ve sluneční soustavě a na exoplanetách. Možné formy života a jejich transfer ve vesmíru. Podmínky existence života. Mars, Europa, Enceladu a Titan a jejich astrobiologický potenciál.

10. Ledové měsíce a jejich podzemní oceány. Teplo potřebné k udržení kapalné vody - stabilita oceánů. Matematický popis systému voda-led. Kryovulkanismus na Evropě a Enceladu. Metanový cyklus na Titanu a další otázky spojené s jeho atmosférou.

11. Exoplanety.