Modeling tidal deformation of planetary bodies with subsurface oceans

Abstract

Plynní obři Jupiter a Saturn jsou domovem fascinujících měsíců - od vulkanicky ak- tivního Io po ledové měsíce s podpovrchovými oceány, jako jsou Enceladus, Titan, Europa a Ganymedes. Od konce 60. let se naše znalosti výrazně posunuly díky datům z ves- mírných misí, např. Voyager, Galileo, Cassini-Huygens nebo Juno. Díky těmto misím je dnes známo, že měsíce vykazují složité povrchové útvary i vnitřní dynamiku. Něk- teré z ledových měsíců dokonce naznačují možnost dlouhodobě obyvatelného prostředí. Klíčovým nástrojem pro zkoumání vnitřní struktury měsíců je modelování slapové odezvy. Existující modely však často spoléhají na teorii slapových jevů pro pevná tělesa (tj. zanedbávají oceánské proudění), na dvourozměrnou geometrii slapového proudění nebo na zjednodušenou trojrozměrnou geometrii s nestlačitelným přiblížením. V této práci představujeme nový přístup, který za předpokladu stlačitelného, několikavrstvého plan- etárního tělesa spojuje v časové oblasti deformaci pevných vrstev s prouděním v oceánu. Naše výsledky poukazují na omezení dvourozměrných modelů používajících přiblížení mělké vody, které jsou platné pouze pro tenké oceány. Aplikací našeho modelu na Ence- ladus a Io ukazujeme, jakým způsobem jsou slapové jevy ovlivněny tloušťkou oceánu, viskozitou a vazbou mezi pevnými a kapalnými vrstvami. V...