Bakalářské práce

Anizotropie rychlosti šíření P-vln v závislosti na horninovém typu a na omezujícím tlaku: syntéza laboratorních experimentálních dat

Školitel: Mgr. Martin Staněk, Ph.D.

Anotace: Poznatky o stavbě litosféry země a o pochodech deskové tektoniky, které v ní probíhají, jsou z podstatné části založeny na interpretaci seismických dat, která je užitečné kalibrovat a interpretovat na základě laboratorních dat získaných na vzorcích hornin měřením s obdobným fyzikálním základem. Mezi taková data patří i výsledky měření rychlosti šíření a útlumu ultrazvukového pulzu v mnoha směrech na kulových vzorcích prováděná experimentálně v laboratoři ultrazvukového testování na Geofyzikálním ústavu AVČR. Toto zařízení dokáže měřit za různých úrovní omezujícího tlaku, až do 400 MPa, což odpovídá hloubce až cca 12 km.

Bakalářský projekt shrne dosavadní výsledky měření cca 100 vzorků vytvořením databáze obsahující spolu se syntetickým popisem geologických a petrofyzikálních vlastností hornin i jejich zasazení do kontextu odborné literatury. Kvalitní výsledek bude možné případně publikovat.

Přínosem práce pro studenta bude lepší pochopení vztahů mezi strukturními a fyzikálními vlastnostmi hornin, nabytí zkušenosti se související experimentální metodou a prohloubení znalostí o související literatuře. Přínosem práce pro odbornou komunitu bude zpřístupnění rozsáhlého souboru dat doprovozeného syntetickým popisem vlastností jednotlivých hornin a trendů pro základní horninové typy. Projekt je možné rozšířit na úrovni diplomové práce vývojem software pro automatizovanou analýzu dat, pro správu databáze a pro tvorbu standardizovaných tabulkových a grafických výstupů.

Sypané vulkanické kužele na Měsíci: jejich morfologie, rozmístění a mechanismus jejich vzniku

Školitel: Mgr. Petr Brož, Ph.D.

Cílem této bakalářské práce je shrnout současný stav poznání o malých sopečných tělesech vzniklých na povrchu Měsíce odplyňováním magmatu, tzv. sypaných kuželů. Práce se bude skládat ze tří hlavních částí: a) rešerše odborné literatury shrnující teoretické úvahy o průběhu strombolského typu sopečné erupce v podmínkách snížené měsíční gravitace a prostředí blízkého vakuu, b) mapování výskytu případných sypaných kuželů na povrchu Měsíce a c) výzkumu jejich tvarů na základě dostupných topografických dat ve snaze zjistit, zda se měsíční sypané kužele liší od svých pozemských a marsovských ekvivalentů a případně určit, do jaké míry.

Řešitel/řešitelka bude mít možnost se seznámit se základy vědecké práce, vyhledáváním v odborných vědeckých databázích, tvůrčím psaním a zdrojováním, i s rozhraním geoinformačního programu ArcGIS a přípravou mapových podkladů. V případě zájmu je možné úkol rozšít o numerické modelování balistických křivek vyvrhovaných částic během sopečné erupce s použitím již existujícího numerického modelu. Nutným předpokladem pro úspěšné řešení tohoto úkolu je znalost angličtiny.

Deformace svrchního pláště Centrální iberské zóny – mikrostrukturní a petrologická analýza

Školitel: Mgr. Vladimír Kusbach, Ph.D.

Postupné rozšiřování našeho poznání o litosférickém plášti je zásadní pro zdárný výzkum složitých mechanismů deskové tektoniky. Proběhnuvší plášťové procesy mohou být zachyceny ve vysoce deformovaných a/nebo částečně natavených horninách svrchního pláště exhumovaných ve vnitřních zónách orogenů. Detailní studium těchto hornin a jejich fyzikálních vlastností je proto zásadní pro (1) pochopení tektono-metamorfního vývoje svrchněplášťových hornin a (2) upřesnění vstupních dat pro moderní geofyzikální studium litosféry. Náplní navrhované stáže je studium deformace a vlastností svrchního pláště vnitřní zóny variského orogénu (Centrální iberské zóny v Portugalsku). Kvantifikace deformační stavby, mikrostrukturní a petrologická analýza přinese nové poznání o deformaci v litosférickém plášti, vývoji krystalové přednostní orientace a anizotropii fyzikálních vlastností.

Kusbach, V., Ulrich, S., and Schulmann, K. (2012). Ductile deformation and rheology of sub-continental mantle in a hot collisional orogeny: Example from the Bohemian Massif. Journal of Geodynamics 56–57 : 108–123, DOI:10.1016/j.jog.

Diplomové práce

 

Určování významných rozhraní v kůře a svrchním plášti v geodynamické oblasti západních Čech

Školitel: RNDr. Pavla Hrubcová, Ph.D.

blast západních Čech a přilehlého okraje Německa se z hlediska recentní geodynamiky a geologické stavby řadí mezi unikátní přírodní laboratoře v Evropě. Oblast se vyznačuje zemětřesnou aktivitou ve formě opakujících se zemětřesných rojů, vyvěrá zde množství proplyněných minerálních pramenů i volného oxidu uhličitého, vulkanickou činnost dokládají kvartérní sopky. Stavba kůry a svrchního v této oblasti je důležitým indikátorem geologicko-tektonického vývoje. Cílem diplomové práce bude pracovat s daty ze seismických stanic z oblasti západních Čech a Německa a zaměřit se na určení a detekci výrazných strukturního rozhraní v kůře a svrchním plášti. Diplomová práce bude zahrnovat analýzu digitálních vlnových obrazů lokálních zemětřesení ze seismických rojů zaznamenané seismickou sítí WEBNET Geofyzikálního ústavu AV ČR i německými stanicemi a bude doplněna numerickým modelováním daného prostředí.

  • Hrubcová , P., V. Vavryčuk, A. Boušková, and J. Horálek (2013), Moho depth determination from waveforms of microearthquakes in the West Bohemia/Vogtland swarm area, J. Geophys. Res., 118, doi: 10.1029/2012JB009360.

Deformace svrchního pláště Centrální iberské zóny – mikrostrukturní a petrologická analýza

Školitel: Mgr. Vladimír Kusbach, Ph.D.

Postupné rozšiřování našeho poznání o litosférickém plášti je zásadní pro zdárný výzkum složitých mechanismů deskové tektoniky. Proběhnuvší plášťové procesy mohou být zachyceny ve vysoce deformovaných a/nebo částečně natavených horninách svrchního pláště exhumovaných ve vnitřních zónách orogenů. Detailní studium těchto hornin a jejich fyzikálních vlastností je proto zásadní pro (1) pochopení tektono-metamorfního vývoje svrchněplášťových hornin a (2) upřesnění vstupních dat pro moderní geofyzikální studium litosféry. Náplní navrhované stáže je studium deformace a vlastností svrchního pláště vnitřní zóny variského orogénu (Centrální iberské zóny v Portugalsku). Kvantifikace deformační stavby, mikrostrukturní a petrologická analýza přinese nové poznání o deformaci v litosférickém plášti, vývoji krystalové přednostní orientace a anizotropii fyzikálních vlastností.

  • Kusbach, V., Ulrich, S., and Schulmann, K. (2012). Ductile deformation and rheology of sub-continental mantle in a hot collisional orogeny: Example from the Bohemian Massif. Journal of Geodynamics 56–57 : 108–123, DOI:10.1016/j.jog.2011.06.004.

Disertační práce

 

Detekce významných rozhraní v kůře a svrchním plášti

Školitel: RNDr. Pavla Hrubcová, Ph.D.

Cílem doktorského disertační práce bude využití vlnových obrazů zemětřesení z oblastí se shlukovou seismicitou a určení významných rychlostních rozhraní v kůře a svrchním plášti. Sumace jednotlivých fází detekovaných ve vlnových obrazech umožňuje identifikaci odražených a konvertovaných vln. Následná paprsková analýza a modelování kompletního vlnového pole umožňuje jejich inverzi do hloubek rozhraní. Výsledný tvar vlnových obrazů je kromě rychlostní struktury a pozice stanic vůči ohniskům ovlivněný také fokálními mechanismy, zdrojové parametry tudíž hrají významnou roli při zpracování vlnových obrazů lokálních seismických jevů. Metodika má široké uplatnění s použitím na shlukovou seismicitu, a to jak hlubokou v subdukčních zónách, tak mělkou seismicitu v geotermálních či vulkanických oblastech. Netradiční přístup v analýze vlnových obrazů zaměřený na propojení interpretace rychlostní struktur a zdrojových parametrů umožňuje určit topografii a 3D charakter jednotlivých rozhraní v kůře a svrchním plášti. Metodika je systematicky vyvíjena na Geofyzikálním ústavu AV ČR v  rámci grantových projektů.

  • Hrubcová, P., V. Vavryčuk, A. Boušková, and M. Bohnhoff (2016), Shallow crustal discontinuities inferred from waveforms of microearthquakes: Method and application to KTB Drill Site and West Bohemia Swarm Area, J. Geophys. Res. Solid Earth, 121, 881-902, doi: 10.1002/2015JB012548.

 

Relativní metoda určování parametrů bodových zdrojů s blízkými hypocentry inverzí seismogramů

Školitel: Jan Šílený

Metody inverze seismogramů vycházejí doposud výhradně z předpokladu znalosti odezvy prostředí, ve kterém se seismický zdroj nachází. V praxi však často zvláště při zpracovávání lokálních a regionálních seismogramů přesný model prostředí nebývá k dispozici, a použití zjednodušeného modelu může vést k velkým chybám určených parametrů zdroje. V případě jevů s dostatečně blízkými ohnisky pomáhá tento nedostatek odstranit jejich současné zpracovávání, kdy jsou hledány jen relativní hodnoty zdrojových parametrů. Zatím je tato metoda úspěšně používána v provedení pro zpracování amplitud vybraných seismických fází, kdy poskytuje mechanismy jevů vyšetřované skupiny s nejistotou v určeni znaménka tenzoru momentu zdroje. Záměrem je zobecnění metody na inverzi celých vlnových skupin, které by jednak umožnilo zjištění i časových funkcí skupiny zdrojů, jednak eliminovalo subjektivní vliv interpretátora při výběru amplitudy seismické fáze v současně využívané relativní metodě inverze amplitud.

  • Dahm, T., 1996: Relative moment tensor inversion based on ray theory: theory and synthetic tests, Geophys.J.Int., 124, 245-257.