Slapové zahřívání a přenos tepla v ledové slupce Jupiterova měsíce Europy

Abstract

This thesis investigates the thermal behavior of Europa's ice shell under tidal deformation. We develop a global model that couples viscoelastic deformation with heat conduction, using Maxwell rheology and temperature-dependent viscosity. Our main focus is on the stationary solution of the model, used to analyze temperature pro fi les, tidal dissipation, and heat fl uxes. We examine how these fi elds vary with respect to two key parameters: ice shell thickness and basal viscosity. The results show that tidal dissipation can strongly localize near the base of the shell and signi fi cantly alter internal temperature distributions and inner boundary heat fl ux. However, the outer boundary heat fl ux is largely unaffected by tidal heating and is mainly determined by the imposed boundary condition. We identify critical combinations of parameters that lead to the onset of melting.

Tato práce se zabývá tepelným chováním ledové slupky Europy při slapových deformacích. Vyvinuli jsme globální model, který spojuje viskoelastickou deformaci s vedením tepla, přičemž využíváme Maxwellovu reologii a viskozitu závislou na teplotě. Zaměřujeme se především na stacionární řešení rovnic, u kterého zkoumáme teplotní pro fi ly, slapovou disipaci a tepelné toky na hranicích. Zkoumáme, jak se tato pole mění s ohledem na dva klíčové parametry: tloušťku ledové slupky a viskozitu na spodním rozhraní voda/led. Výsledky ukazují, že slapová disipace se může silně lokalizovat na spodní hranici slupky a významně měnit rozložení vnitřní teploty a tepelný tok na vnitřní hranici. Tepelný tok na vnější hranici však není slapovým zahříváním do značné míry ovlivněn a je určen především okrajovou podmínkou. Identi fi kujeme kritické kombinace parametrů, které vedou k tavení slupky.