Dynamics of icy satelites with a liquid phase

Abstract

Title: Dynamics of icy satellites with a liquid phase Author: Klára Kalousová Department: Department of Geophysics Department: Laboratoire de Planétologie et Géodynamique de Nantes Supervisors: Doc. RNDr. Ondřej Čadek, CSc. upervis ors: Dr. Gaël Choblet Abstract: Jupiter's moon Europa has a young surface with a plethora of unique terrains that indicate recent endogenic activity. Morphological models and spectral observations suggest that it possesses an internal ocean as well as shallow pockets of liquid water within its outer ice shell. Presence of water in a chemically rich environment and a longterm energy source ensured by tidal heating, make Europa one of the best candidates for habitability, for which the material exchange between the surface and the ocean is critical. In this thesis, we investigate internal melting and subsequent meltwater evolution within Europa's ice shell by using a two-phase formalism developed for this context. Results of a parametric study for a temperate ice shell indicate that the time scale of water transport by porous flow is governed by the ice permeability, while the ice viscosity affects the solution wavelength. We then consider a polythermal ice shell with two melting scenarios: (i) In a tidally-heated convecting ice shell, melting occurs mainly in its lower half and...

Název práce: Modelování dynamiky ledových měsíců s kapalnou fází Autor: Klára Kalousová Katedra: Katedra geofyziky Katedra Laboratoire de Planétologie et Géodynamique de Nantes Vedoucí disertační práce: Doc. RNDr. Ondřej Čadek, CSc. Vedoucí disertační prác e: Dr. Gaël Choblet Abstrakt: Povrch Jupiterova měsíce Europa vykazuje velmi nízký věk, který spolu s množstvím unikátních terénů svědčí o nedávné vnitřní aktivitě. Morfologické studie a spektrální pozorování naznačují existenci podpovrchového oceánu a mělkých vodních kapes ve vnější ledové slupce. Přítomnost kapalné vody v chemicky bohatém prostředí a dlouhodobý zdroj energie zajištěný slapovým zahříváním činí z Europy jednoho z hlavních kandidátů na možnou existenci života, pro nějž je nezbytná materiálová výměna mezi povrchem a vnitřním oceánem. V této práci se zabýváme táním uvnitř ledové slupky Europy a následnou evolucí natáté vody za použití rovnic pro dvoufázovou směs odvozených pro tento účel. Výsledky parametrické studie pro případ slupky tvořené temperovaným ledem naznačují, že rychlost průtoku vody porézním prostředím je řízena permeabilitou ledu, zatímco viskozita ledu ovlivňuje vlnovou délku řešení. Následně uvažujeme polytermální ledovou slupku ve dvou scénářích umožňujících tání: (i) V případě slapově zahřívané konvektující ledové slupky...