Impact crater relaxation throughout the Solar System

Abstract

Název práce: Relaxace impaktních kráterů ve sluneční soustavě Autor: Martin Kihoulou Katedra: Katedra geofyziky Vedoucí práce: RNDr. Klára Kalousová, Ph.D., Katedra geofyziky Abstrakt: V této práci studujeme viskózní relaxaci impaktem deformované ledové slupky trpasličí planety Pluto. Motivací je poloha eliptické, 1000 km široké pánve Sputnik Planitia, která se nachází v těsné blízkosti slapové osy. Vzhledem k její neobvyklé poloze se usuzuje, že pánev vznikla jinde a k přiblížení ke slapové ose došlo reorientací celého tělesa. Aby k reorientaci tímto směrem mohlo dojít, musí mít gravitační anomálie oblasti pánve kladné znaménko. Jedná-li se o im- paktní pánev, lze jej docílit izostatickým výzdvihem podpovrchového oceánu, impaktními ejekty a naakumulovaným volatilním dusíkem. Aby si pánev novou polohu ve směru nejmenšího hlavního momentu setrvačnosti zachovala dodnes, výzdvih oceánu musí být přítomen řádově miliardy let. Tomu by mohla pomoci izolační vrstva vysokoviskózních klatrátů na rozhraní oceánu a ledu. Deformaci ledové slupky řešíme metodou konečných prvků ve 2D sférické axisymetrické ge- ometrii s volným povrchem a viskózní reologií. Naše výsledky ukazují, že termální účinek impaktu a...

Title: Impact crater relaxation throughout the Solar System Author: Martin Kihoulou Department: Department of Geophysics Supervisor: RNDr. Klára Kalousová, Ph.D., Department of Geophysics Abstract: In this thesis, we study the viscous relaxation of an impact-deformed icy shell of a dwarf planet Pluto. Motivation for this work is the position of Sputnik Planitia, a 1000 km wide, nitrogen-filled elliptic basin, which is located very close to Pluto-Charon tidal axis. Given this unlikely position on Pluto's sur- face, it was suggested that the basin was formed elsewhere and the whole body reoriented afterwards. For the reorientation to occur, the basin has to generate a positive gravity anomaly for which a combination of impact-related subsurface ocean uplift, ejecta blanket and accumulation of nitrogen ice was suggested. How- ever, to maintain the orientation towards the minimum principal axis of inertia until today, the ocean uplift must be present on timescales of billions of years, which may be achieved due to an insulating layer of high viscosity clathrates at the ice/ocean interface. We solve Pluto's ice shell evolution by the finite element method in 2D spherical axisymmetric geometry with an evolving free surface and assuming a viscous rheology. Our results show that the thermal effect of the im- pact...