Sylabus
1. Úvod: Modelování v přírodních vědách; numerické simulace a analogové modely v geodynamice (filozofie modelování v geovědách, krátká historie, příklady současných studií)
2. Trocha teorie: matematicko-fyzikální definice modelu, zjednodušení problému (zákony zachování, přenos tepla, finální definice modelu, vymezení platnosti, okrajové a počáteční podmínky, škálování)
3. Jde se na to: Příprava a provedení modelů, vyhodnocení a kvantifikace (fotogrammetrie, velocimetrie, výpočet parametrů odvozených z pole přemístění, deformace a tok materiálu)
4. Modely velkého měřítka: Konvektivní modely pláště (Rayleighovo a Nusseltovo číslo, termální zdroje), konvergentní rozhraní (subdukce, kolize, vrásnění, zlomová tektonika, magmatismus a hustotní Rayleigh-Taylorovy nestability v kůře a plášti), divergentní rozhraní (modely extenze na středoocenáských hřbetech, magmatismus); strike-slip tektonika (horizontální posuny, transformní a transkurentní zlomy)
5. Modely středního měřítka: deformace hornin během kontinentální kolize (vliv plochy odlepení tvořené horninami nízké viskozity nebo koheze). Dva typy modelů - akreční klín z granulárního materiálu a s viskózní vrstvou „odlepení“ a deformace svrchní kůry s natavenou spodní vrstvou.
6. Modely středního-menšího měřítka: Solná tektonika a magmatické intruze (vznik lakolitu, batholitu, žilných těles), modely vzniku výlevných vulkanických těles.
7. Experimenty v nízkotlakém prostředí: sedimentární vulkanismus a kryovulkanismus na tělesech Sluneční soustavy
8. Shrnutí a perspektiva modelování Přednáška bude doplněna cvičením, které bude probíhat ve spolupráci s Laboratoří Tektonického Modelování na Geofyzikálním Ústavu AVČR (https://www.ig.cas.cz/en/observatories/tect-mod-lab/) a Laboratoří Experimentální Tektoniky na Ústavu Geologie a Paleontologie (https://www.natur.cuni.cz/geology/paleontology/laboratories). Studenti si vyzkoušejí přípravu, provedení a vyhodnocení modelu a data mohou použít pro závěrečný miniprojekt. Absolventi kurzu si nejen rozšíří znalosti v oblasti geodynamiky a osvojí principy modelování, ale budou mít fyzickou zkušenost s přípravou jednodušších modelů i jejich zpracováním a intepretací pomocí obrazových metod.
Anotace
Analogové modelování je tradiční technikou v geovědních oborech, která umožňuje napodobit a pochopit vývoj geologických struktur a jejich vnitřní deformaci v různých časo-prostorových měřítkách v laboratoři. Společně s numerickými simulacemi nám v současnosti umožňuje nahlédnout chování komplexních geodynamických systémů jako například strukturní vývoj litosféry, magmatismus a metamorfní procesy či plášťovou dynamiku nebo vztah k elektromagnetismu. Oproti numerickému modelování využívá analogové modelování různých, vhodně škálovatelných materiálů, jejichž mechanický a termální vývoj při řízené deformaci napodobuje chování „skutečných“ hornin, v pevném, plastickém nebo tekutém stavu.
Kurz je určen magisterským studentům a zájemcům o analogové modelování z různých geovědních oborů. Těžištěm kurzu je modelování v oblasti tektonických procesů spojených s dynamikou litosféry