Forward and Inverse Modeling of Planetary Gravity and Topography

Abstract

Title: Forward and Inverse Modeling of Planetary Gravity and Topography Author: Martin Pauer Department/Institute: Department of Geophysics MFF UK Supervisor of the doctoral thesis: Doc. RNDr. Ondřej Čadek, CSc., Department of Geophysics MFF UK Abstract: The aim of this work was to investigate various mechanisms compensating the observed planetary topography - crustal isostasy, elastic support and dynamic support caused by mantle flow. The investigated models were applied to three different planetary problems. Firstly we applied dynamic compensation model to explain today large-scale gravity and topography fields of Venus and investigate its mantle viscosity structure. The results seem to support not only models with constant viscosity structure but also a model with a stiff lithosphere and a gradual increase of viscosity toward a core. In the second paper several crust compensation models were employed to estimate the density of the Martian southern highlands crust. Since the used methods depends differently on crustal density changes, we were able to provide some constraints on the maximum density of the studied region. In the third application, the strength of a possible ocean floor gravity signal of Jupiter's moon Europa was studied. It turned out that if the long wavelength topography reaches height at...

Název práce: Přímé a inverzní modelování topografie a gravitačního pole planet Autor: Martin Pauer Katedra/ Ústav: Katedra geofyziky MFF UK Vedoucí doktorské práce: Doc. RNDr. Ondřej Čadek, CSc., Katedra geofyziky MFF UK Abstrakt: Cílem této práce bylo prozkoumat různé mechanismy kompenzace pozorované planetární topografie - izostázi v kůře, elastickou podporu v litosféře a dynamickou pod- poru působenou tečením v plášti. Tyto zkoumané modely byly následně použity na tři různé planetární problémy. Nejprve jsme aplikovali model dynamické podpory k vysvětlení velkoškálových gravitačních a topografických útvarů na Venuši a zjistili možná rozložení viskozity v jejím plášti. Výsledky modelování ukazují, že k vysvětlení pozorovaných dat lze použít nejen isoviskózní model pláště, ale i model s tuhou litosférou a pozvolným nárůstem viskozity směrem k jádru. V druhém článku jsme se pomocí kombinace různých modelů kom- penzace kůry pokusili odhadnout hustotu kůry v oblasti marťanských jižních vysočin. Díky tomu, že různé metody modelování mají na vstupní hustotě odlišnou závislost, podařilo se nám získat maximální odhad hustoty kůry ve studované oblasti. Ve třetí práci jsme studovali intenzitu...