3. Sekce věd o Zemi

 

 

Studie vedla k nalezení dobré shody orientace čínských císařských hrobek, „pyramid”, podél modelové paleodeklinační křivky modelu CALS7K.2 pro střední Čínu v období od roku 1000 př. n. l. do roku 1420 n. l., tedy pro období vlád dynastií Zhou, Han, Tang, Song a Ming. Číňané používali kompas různých konstrukcí odedávna, například pro severojižní orientaci objektů ve své zemi (nejen „pyramid”) v  souladu se svým duchovním principem feng shui. Magnetický pól Země se ale neustále pohybuje a výrazně se od rotačního pólu odchyluje, a to až o 12º (rotační pól přitom zůstává téměř nehybný). Řada čínských pyramid má rozměr jako největší pyramida egyptská, tedy kolem 240 m. Studie ukázala, že jednotlivé „pyramidy” byly orientovány do směru okamžité polohy magnetického pólu v době počátku jejich staveb. Výsledky studie také umožňují využití severojižní orientace dalších pyramid a  také ještě větších čínských historických (architektonických) objektů, jako městských hradeb, duchovních cest, paláců, kanálů atd., jako významného doplňku pro upřesnění výpočtu polohy magnetického pólu v historii Země. Data ze značné části Asie, včetně dat z Číny, nebyla zatím pro tyto výpočty k dispozici. Celosvětově jde o první studii na toto téma, ani sama Čína se tímto výzkumem dosud nezabývala. Studie má již nyní velký ohlas v paleomagnetickém i archeologickém výzkumu.

 

 

Modelové paleomagnetické deklinace pro oblast střední Číny v období od 4000 před Kristem do 1500 po Kristu.

 

 

Pyramidy ze dvou období a dynastií, střední Čína.

.

 

 

 

 

 

 

 

Obecná metoda stochastické inverze, založená na vzorkování pomocí adaptivní varianty metody Monte Carlo s markovskými řetězci, byla algoritmizována a aplikována na úlohy analýzy a inverze magnetotelurických a magnetovariačních dat pro hlubinný elektromagnetický výzkum Země. Metoda byla konkrétně použita na úlohu dekompozice magnetotelurického impedančního tenzoru, sloužící pro odhad směrů přednostní vodivosti v regionálních elektrických modelech zemské kůry, a rovněž na úlohu kvazitřírozměrné inverze souborů indukčních vektorů pro plošné regionální rozložení sumární elektrické vodivosti v dlouhoperiodickém přiblížení zemské kůry tenkou, laterálně nehomogenní vrstvou. Stochastickým vzorkováním jsou získávány soubory modelů, které přibližují hustotu rozložení pravděpodobnosti modelových parametrů podmíněnou naměřenými daty. Oproti běžným linearizačním přístupům dovoluje pravděpodobnostní popis výsledků inverzní úlohy určit jak průměrné hodnoty parametrů, jež vysvětlují experimentální data, tak i přesněji vyjádřit míru nejistoty a nejednoznačnosti interpretovaných modelových parametrů. Aplikace metody na soubor dlouhoperiodických indukčních vektorů ze stykové zóny Českého masivu a Západních Karpat naznačuje, že dříve odhalená anomální zóna indukce na východním okraji Českého masivu nemusí být efektem vodivé struktury podél východního svahu Českého masivu, ale může být interpretována jako souhrnný efekt vzdálených vodivých zón sudetské oblasti na severu a dosud strukturně nevyjasněné vodivé zóny na jihu Moravy.

Praus, O. – Pěčová, J. – Červ, V. – Kováčiková, S. – Pek, J. – Velímský, J.: Electrical conductivity at mid-mantle depths estimated from the data of Sq and long period geomagnetic variations. Stud. Geophys. Geod., Sv. 55 (2011), v tisku.

 

Model sumární elektrické vodivosti v přechodové zóně mezi Českým masivem a západními Karpatami.

Model sumární elektrické vodivosti v přechodové zóně mezi Českým masivem a západními Karpatami odvozený metodou Monte Carlo ze série 150 dlouhoperiodických indukčních vektorů naměřených v této oblasti. (a) Průměrné sumární elektrické vodivosti v buňkách modelové sítě 25 x 25 km2, získané ze vzorků markovského řetězce z metody Monte Carlo. V šedých buňkách je rozptyl hodnot vodivostí v řetězci větší než dvě třetiny řádu a vodivosti tak nejsou experimentálními daty dostatečně omezeny. (b) Vyhlazený model průměrných sumárních vodivostí s vyznačenými hlavními regionálními zlomy (čárkované linie). (c) Shoda mezi experimetálními reálnými indukčními vektory pro periodu 3840 s (bílé šipky) a vektory vypočtenými pro model tenké nehomogenní vrstvy (žluté šipky). (d) Jako (c), ale pro imaginární indukční vektory..

 

 

 

 

 

 

 

Seismologické agentury počítající momentové tenzory z dlouhoperiodických záznamů hlásí pro mnoho středních a velkých zemětřesení velké nesmykové (non-DC) složky. Protože většina z nich jsou tektonické jevy, kde předpokládáme jednoduchý střižný pohyb podél přibližně rovinného zlomu nemusejí mít tyto složky původ ve zdroji zemětřesení. Mohou vznikat jako vedlejší efekt použití aproximace momentů 1. řádu na data obsahující (i po nízkofrekvenční filtraci) informaci o konečnosti zdroje. Hypotéza byla ověřena v syntetickém experimentu simulací konečného zdroje a invertováním syntetických dat s použitím momentů druhého řádu. Tradiční momentový tenzor obsahuje více než 20% nesmykových složek. Po odečtení příspěvku vyšších momentů z dat se falešné nesmykové složky zmenší a rekonstruovaný mechanizmus je téměř čistý střih. Falešné non-DC složky mohou vznikat také přítomností šumu nebo užitím nepřesných Greenových funkcí, což může být důsledek mislokace hypocentra a/nebo špatného modelu kůry. V dodatečném syntetickém experimentu vědci demonstrovali, že tyto jevy nezakrývají efekt falešných nesmykových složek a korekcí dostali správný mechanismus.

 

 

Nestřižné složky zemětřesného ohniska jako artefakt bodové aproximace seismického zdroje konečné velikosti.

Mechanismus střižného zdroje rekonstruovaný v syntetickém experimentu invertováním přesných dat (vlevo nahoře), v experimentu simulujícím mislokaci hypocentra (vlevo dole), v nepřesném modelu kůry (vpravo nahoře) a v experimentu s daty kontaminovanými šumem (vpravo dole). Pro každý experiment zobrazujeme dvě řešení: tradiční agenturní mechanismus odpovídající momentu 1. stupně (vlevo) a mechanismus z dat korigovaných o příspěvek momentů druhého stupně (vpravo).

 

Kontaktní osoba: RNDr. Petra Adamová, 267103019, adamova@ig.cas.cz

 

 

 

 

Fluorit a látky s fluoritovým typem struktury bývaly v minulosti opakovaně označovány jako materiály vhodné pro využití při ukládání radioaktivního odpadu. K tomuto předpokladu vedly výzkumy experimentálně ozářených vzorků. Ačkoli takové výzkumy používaly různé dávky ozáření, nemohly zhodnotit vliv doby ozáření. Z toho důvodu byly zkoumání podrobeny vzorky fluoritu, které prodělaly přírodní ozáření po dobu miliónů let. Vzorek z lokality Kletno (Polsko) byl vystaven ozáření uraninitem, zatímco materiál z Vlastějovic (Česká republika) prodělal ozáření koexistujícím allanitem (silikát céru). Uraninitem ozářený vzorek byl považován za nejvíce radiačně postižený; je tmavě fialový s matným povrchem. Vzorek ozářený allanitem byl zasažen významně nižší dávkou radiace s ohledem na aktivitu allanitu. Jako srovnávací standardy byly zvoleny neozářený fluorit z lokality Jílové u Děčína (Česká republika) a syntetický fluorit (Suprapur, Merck). Vzorky byly studovány různými analytickými metodami včetně rentgenové difrakce, pozitronové anihilační spektroskopie, fotolumiscenční spektroskopie a transmisní elektronové mikroskopie. Rentgenová prášková difrakce ukázala, že difrakční maxima jsou rozšířena. Na tomto rozšíření se přitom podílí především mikropnutí, zatímco vliv velikosti domén je zanedbatelný. Stupeň rozšíření difrakcí koreluje s dávkou ozáření. Transmisní elektronová mikroskopie (TEM), podobně jako rentgenová difrakce, ukázala na zvyšující se koncentraci defektů se zvyšující se dávkou záření. Zatímco v neozářených standardech nebyly pomocí TEM zjištěny žádné defekty, nízkoozářený vzorek z Vlastějovic obsahuje dislokační smyčky a silně ozářený materiál z Kletna obsahuje takové množství defektů, že je téměř nemožné rozlišit jednotlivé dislokace a dislokační smyčky. Kromě dislokací a dislokačních smyček jsou ve vzorku, který prodělal nejvyšší ozáření, přítomny ještě inkluze vápníku, které chybí v méně ozářených a neozářených vzorcích. Spektroskopické metody a výpočty umožnily charakterizovat defekty v atomárním měřítku. V důsledku ozáření vznikají ve fluoritu vakance a jejich shluky. Výše uvedená zjištění zpochybňují případné použití fluoritu jako vhodného materiálu při ukládání radioaktivního odpadu.

 

Defekty ve struktuře fluoritu způsobené dlouhodobým přírodním ozářením: Je fluorit skutečně vhodným kandidátem pro použití při skladování jaderného odpadu?

Krystaly fluoritu (a) a snímek ozářeného vzorku s vysokým mikropnutím pořízený podél osy zóny [111] pomocí HRTEM; (b) (fotografie makrovzorku Jiří Sejkora)

 

Spolupracující subjekty: Přírodovědecká fakulta Univerzity Karlovy, Praha; Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth, Bayreuth, Německo; Matematicko-fyzikální fakulta Univerzity Karlovy, Praha; Fyzikální ústav AV ČR, Praha; Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská ČVUT, Praha
Kontaktní osoba: Roman Skála, 233087249, skala@gli.cas.cz

 

 

 

Bazální chotečský event patří mezi významné události v období devonu, tzv. eventy, v období zhruba před 397 miliony let. Na vybraných profilech v barrandienské oblasti byl tento interval poprvé studován pomocí petrofyzikálních metod s vysokým rozlišením, které umožnily několikanásobné zpřesnění korelací nejen na krátké vzdálenosti (např. v rámci jedné sedimentární pánve), ale i v měřítku inter-regionálním či globálním. Tyto nové a velmi efektivní metody zahrnují měření magnetické susceptibility (je sledována odezva horniny na vložení do magnetického pole, což je úměrné obsahu a charakteru nečistot v jinak primárně čistém vápenci) doplněné o gamaspektrometrická měření (stanovení koncentrace prvků K, U a Th, které opět napovídají o charakteru a množství nečistot v těchto vápencích), geochemické analýzy (sledovány byly obsahy stopových prvků a prvků vzácných zemin, které pomohly ukázat na možný zdroj těchto nečistot), mineralogické analýzy (sledovány byly asociace mineralů získaných z nerozpustných zbytků vápenců a jejich proměnlivé zastoupení bylo pozorováno nejen na různé vzdálenosti, ale i v čase).

 

Využití petrofyzikálních vlastností hornin pro zpřesnění korelací, stratigrafie a interpretace vývoje sedimentačních prostředí na příkladu bazálního chotečského eventu v blízkosti hranice spodní-střední devon

Nástup samotného eventu je charakterizován poklesem hodnot magnetické susceptibility (chybí v důsledku pravděpodobného hiátu na lokalitě Červený lom), převrácením poměru Th/U z hodnot ≥1 do hodnot <1 a následným zvýšením oscilací magnetické susceptibility. Upraveno z Koptíková (v tisku).

 

 

 

 

 

 

 

Objev symbolu ve tvaru šesticípé hvězdy uvnitř kmene částečně fosilizovaného kmene dubu je zřejmě nálezem dosud nejstarší rytiny provedené do živého stromu, rostoucího ve volné přírodě. K objevení došlo při kombinovaném geologickém, paleontologickém a archeologickém výzkumu semi-fosilních kmenů stromů (převážně dubů) vytažených z holocenních sedimentů Labe u Čelákovic (střední Čechy). Nález byl datován radiokarbonovou metodou do 6.-9. století našeho letopočtu. Vzhledem k ojedinělosti nálezu lze připustit četné interpretace. Bylo proto nutné zabývat se jak analogiemi popsanými v literatuře, tak i soudobým použitím rytí do stromů v etnograficky starobylých lidských společenstvech. Obdobné značky se používaly a nadále používají k vyznačení stezek, vlastnictví, a k celé plejádě votivních motivů. Kromě samotného nálezu je cenný příspěvek metodologický. Symbol byl totiž překryt plátem mladšího dřeva zakrývajícím někdejší (patrně umělé) poškození kůry, a odštěpování vnějšího dřeva za účelem pátrání po biogenních nebo lidmi vytvořených strukturách nebylo předtím dosud nikde provedeno.

 

Symbol vyrytý do kmene stromu z holocenních sedimentů Labe: dosud nejstarší nález tohoto typu.

Symbol ve tvaru hvězdy objevený v Čelákovicích na vnitřní straně plátu dřeva obrůstajícího někdejší „jizvu“ vzniklou plošným stržením kůry. Z toho důvodu byl nález zachován jako pozitivní „přírodní odlitek“, zatímco původní dřevitá hmota, do níž bylo ryto, byla již téměř ztrouchnivělá a nebylo ji možno odebrat. Vlevo: fotografie nálezu (R. Mikuláš), vpravo: nákres (H. Dočekalová).

 

Spolupracující subjekt: Archeologický ústav AV ČR.
Kontaktní osoba: RNDr. Radek Mikuláš, CSc., 233087219, mikulas@gli.cas.cz

 

 

 

 

Byla vyvinuta metoda klasifikace cirkulačních typů, která je založena na kvantitativním hodnocení výraznosti zonálních a meridionálních toků vlhkosti v prostorovém měřítku řádu 100 km. Metoda umožňuje porovnat cirkulační příčiny hydrometeorologicky extrémních událostí v různých oblastech. Vědečtí pracovníci aplikovali metodu na události se silnými srážkami, které se vyskytly v ČR a ve vybraných povodích ve střední Evropě během teplé poloviny roku v období 1958–2002. Ukázalo se, že události jsou doprovázeny velmi intenzivními toky vlhkosti v blízkosti vypadávání srážek. S využitím techniky divizivního fuzzy shlukování událostí v ČR vědečtí pracovníci odlišili čtyři varianty příčinných cirkulačních podmínek, pro něž jsou charakteristické opakované přechody frontálních vln od jihozápadu, případně přechody samostatné cyklóny východně nebo jižně od ČR. Ve střední Evropě byl prokázán těsný vztah mezi třídenními plošnými úhrny srážek na povodí a nárůsty průměrných denních průtoků. Vědci detekovali čtyři oblasti s různými cirkulačními typy odpovědnými za silné srážky a demonstrovali vzájemnou souvislost mezi dominantním cirkulačním typem a rozdělením silných srážek během roku v těchto oblastech.

 

Varianty cirkulačních podmínek silných srážek v ČR.

Průměrné pole teploty v hladině 850 hPa (barevná škála v jednotkách °C) a průměrná pole geopotenciálu v hladinách 850 hPa (bílé kontury v jednotkách m2s-2) a 500 hPa (černé kontury v jednotkách m2s-2) kombinovaná s průměrnou mírou intenzity zonální nebo meridionální složky toku vlhkosti (šipky) pro cyklonální (a, b) a frontální (c, d) variantu silných srážek v ČR. Tvar šipky reprezentuje nejnižší průměrnou pravděpodobnost nepřekročení velikosti složky toku vlhkosti dosaženou v hladinách 850, 700, 500 a 300 hPa. Orientace šipky naznačuje orientaci složky toku vlhkosti. Pro obě varianty jsou ukázána pole v den začátku srážek (a, c) a v den následující (b, d).

 

 

 

 

 

 

V průběhu aktivity zemětřesného roje na Chebsku na podzim r. 2008 se vědeckým pracovníkům podařilo při zemětřesení intenzity M=3.6 dne 28.10. změřit infrazvukové signály generované v epicentru zemětřesení, což se zatím ještě nikomu nepodařilo. Jak ukázaly vibrační testy, vědci měřili skutečně infrazvuk a ne efekty mechanického (seismického) třesení přístrojem. Pozorovaný infrazvukový signál (f~1-12 Hz) je buzen vertikální, nikoliv silnější horizontální složkou seismických oscilací nebo meteorologickými jevy, tj. vertikální kompresí a dekompresí atmosféry při vertikálních oscilacích zemského povrchu způsobených zemětřesením. Další měření ve vzdálenosti 155 km od epicentra ukázalo, že i tam je infrazvuk buzen v místě seismickou vlnou, nejedná se o infrazvukový signál šířící se z oblasti zemětřesení. V ionosféře infrazvukový signál seismického původu pozorován nebyl kvůli své příliš vysoké frekvenci, která do výšek ionosféry neproniká. Magnetická měření byla znehodnocena silnou reakcí měřící aparatury na mechanické vibrace, což podtrhuje nutnost testování přístrojů ve vibračních komorách, jak to udělali i vědečtí pracovníci, aby bylo možno jasně oddělit vlastní efekt zemětřesení v měřené veličině od vlivu otřesů přístrojů na měření.

Společná infrazvuková a seismická měření při zemětřesení.

Tlustá fialová čára – infrazvuk; červená – vertikální seismická složka; modrá a zelená – severojižní a východozápadní seismická složka. Fialová a červená čára dobře korelují, velké vzrůsty modré a zelené křivky nejsou doprovázeny změnami ve fialové křivce.

 

 

 

 

 

 

 

Na základě měření na Experimentálním ekologickém pracovišti Bílý Kříž byl zkoumán noční režim proudění vzduchu v hustém lesním porostu v blízkosti vrcholu horského hřebene. Typickým nočním jevem jsou dva navzájem oddělené vzdušné proudy. Zatímco nad porostem se nejčastěji vyskytuje proudění směřující po svahu vzhůru, proudění ve spodních vrstvách porostu směřuje po svahu dolů. Když však rychlost větru nad porostem přesáhne jistou mez, dochází k obrácení proudění v porostu také směrem po svahu vzhůru. Méně často se výzkumné stanoviště nachází na závětrné straně hřebene. V této situaci oba vzdušné proudy směřují obvykle po svahu dolů, ale byly zaznamenány i případy, kdy se v porostu vyskytl zpětný proud a nad porostem velký střih větru. Vědci odvodili jednoduchý diagnostický model, jehož výsledky ohledně směru a rychlosti proudění ve spodních vrstvách porostu dobře souhlasí s měřením. Obdobnou strukturu, která je v souladu s nedávno publikovanými teoretickými úvahami a numerickými simulacemi proudění a přenosu příměsi přes zalesněný kopec, byl experimentálně zjištěn na kopci Wetzstein v Německu. Složitým charakterem proudění ovlivněného terénem vědci vysvětlují některé případy, kdy z dat přímých měření větru, koncentrace CO₂ a turbulentních toků CO₂ (mezinárodní experiment ADVEX) byly vypočteny nerealistické hodnoty bilance CO₂.

 

 

Rychlost proudění vzduchu v různých výškách hustého lesního porostu na závětrné straně horského hřebene v noci.

Na závětrné straně hřebene směřuje ve většině případů proudění nad porostem i v porostu po svahu dolů (kladné znaménko rychlosti na svislé ose grafu). S nárůstem frikční rychlosti (na vodorovné ose) nad porostem, což je příznakem rostoucího střihu větru neboli rostoucí rychlosti proudění ve vyšších vrstvách úplavu za vrcholem hřebene, však rychlost v porostu klesá. Ve vzácnějších případech tendence ke vzniku zpětného proudu převáží nad zápornou vztlakovou silou radiačně ochlazeného vzduchu a obrátí směr proudění v porostu po svahu vzhůru (záporné znaménko rychlosti).

 

Spolupracující subjekty: Ústav systémové biologie a ekologie AV ČR, Université de Liege, Gembloux, Belgie a další účastníci projektu CarboEurope-IP
Kontaktní osoba: Pavel Sedlák, 272 016 020, sedlak@ufa.cas.cz

 

 

 

 

Vědečtí pracovníci ústavu se v rámci výzkumu zaměřeného na intenzifikaci účinků vysokorychlostních vodních paprsků orientovali především na řešení problematiky generování pulzujících vodních paprsků. Při studiu zákonitostí procesu buzení a šíření akustického vlnění (nebo také vysokofrekvenčních tlakových pulzací) v kapalině vysokotlakým systémem a jejich vlivu na formování a vlastnosti pulzujícího kapalinového paprsku byla využita analytická řešení i numerické metody simulace proudění, ověřované rovněž experimentálně. Bylo navrženo a realizováno patentované řešení generování tlakových pulzací ve vysokotlakém systému pro generování pulzujících vodních paprsků pomocí akustického generátoru, které v laboratorních podmínkách prokázalo výrazné zvýšení dezintegračních účinků pulzujících vodních paprsků na různé typy materiálů v porovnání s paprsky kontinuálními.

V současné době se dokončuje vývoj a výroba akustického generátoru tlakových pulzací pro pracovní tlaky až 150 MPa a frekvence buzení 20 a 40 kHz. S využitím metod CFD a FEM byl optimalizován vnitřní profil generátoru s ohledem na ma­ximální zesílení tlakových pulzací v kapalině před jejím výtokem z trysky a navržen nový tvar příruby ultrazvukové sonotrody, který redukuje nežádoucí přenos ultrazvukových vibrací do těla generátoru. Na základě dosažených výsledků byla s renomovaným německým výrobcem vysokotlakých zařízení podepsána exkluzivní licenční smlouva zaměřená na komerční využití pulzujících vodních paprsků.

 

Pulsující plochý vodní paprsek generovaný tlakem 20 MPa. Měřítko udává vzdálenost od trysky v mm.

 

 

 

 

 

 

 

Cílem výzkumu bylo ověřit možnosti identifikace a kvantifikace jílových minerálů v reálných sedimentárních horninách metodou infračervené spektroskopie a multivariačních statistických metod. Na základě měření IR spekter byla vypracována ucelená databáze vzorků standardů minerálů (cca 90 spekter) a hornin (cca 140 spekter). Za účelem získání komplexních informací byly vzorky podrobeny XRD analýze a termální analýze.Diskriminační analýza databáze IR spekter minerálů byla provedena s cílem využít multikomponentní analýzu IR spekter pro jejich identifikaci. K identifikaci neznámého minerálu bylo vytvořeno několik kalibračních modelů. Úvodní model slouží k rozdělení identifikovaného minerálu mezi jílové minerály, živce a doprovodné minerály; další model umožňuje začlenění neznámého jílového minerálu do příslušných skupin jílových minerálů. Zbývají modely lze použít pro přesnou identifikaci jílového minerálu ve skupině. Diskriminační analýza byla provedena na základě analýzy hlavních komponent.

Co se týče kvantitativní analýzy minerálů, výsledky predikce obsahu minerálů pro všechny vypracované chemometrické modely byly porovnány s výsledky obsahu minerálů získanými metodou XRD. Pouze u kontrolních vzorků s extremně nízkým či naopak extremně vysokým obsahem analyzovaných minerálů byly zjištěny relativně větší hodnoty odchylky mezi predikovanou a naměřenou hodnotou.

Z výsledků vyplývá, že IR spektroskopie ve spolupráci s chemometrickými metodami poskytuje statisticky shodné výsledky jako nejuznávanější metoda kvantitativní fázové analýzy – Rietveldova metoda XRD analýzy. Po vypracování chemometrických modelů je následující predikce již velmi jednoduchá a časově relativně málo náročná. Rovněž bylo prokázáno, že lze získat z IR spekter naměřených technikou difúzní reflexe stejně validní výsledky predikce, jako ze spekter bromidových pelet.

 

Spolupracující subjekty: katedra analytické chemie, FMMI, VŠB – TU Ostrava a Centrum nanotechnologií VŠB – TU Ostrava.

Kontaktní osoba: Lenka Vaculíková, Eva Plevová, 596979332, vaculikova, plevova@ugn.cas.cz

 

 

 

 

Analýza dlouhé trubice vyrobené ze speciální syntetické tkaniny je založena na hypotéze, že tato tkanina je dokonale ohebná a absolutně neroztažná. Tyto trubice mají řadu aplikací ve stavebnictví, ochraně říčních břehů proti korozi a v ochraně životního prostředí. Tato práce navazuje na článek [1], který byl věnován především matematickým aspektům spojeným s určením tvaru trubice naplněné jedinou kapalinou. Úloha je formulována jako 2D, kdy předpokládáme, že trubice má neohraničenou délku. Při plnění trubic směsí vody a pevné složky, což je nejčastěji se vyskytující aplikace, můžeme aproximovat pouze počáteční stav jako trubici plněnou jedinou kapalinou. Po uplynutí určitého času dochází ke konsolidaci směsi, která může být s větší přesností aproximovaná soustavou více kapalin s různými hustotami. V článku [2]. jsou navrženy rovnice rovnováhy syntetické trubice na rovném nedeformovaném podloží plněné několika kapalinami s různými hustotami. Takto formulovaná úloha je silně nelineární a jejich přímé řešení je obtížné. Původní diferenciální rovnice jsou transformovány na systém integrálních rovnic, pro který byl navržen numerický algoritmu na bázi Newtonovy metody. Tento algoritmus byl implementován v jazyce MATLAB a byla řešena řada modelových příkladů. Analýza provedená v práci [2] ukazuje, že při konsolidaci se rozšiřuje kontaktní zóna mezi tkaninou a podložím a výška trubice se zvětšuje při zachování obvodu trubice. Nejdůležitějším výsledkem je fakt, že v průběhu konsolidace dochází k redukci tahové síly v syntetické tkanině, tedy jestliže tkanina je dostatečné silná aby vydržela plnění směsí, potom v důsledku konsolidace by nemělo docházet k jejímu poškození.

Kontaktní osoba: Josef Malík, 596976111, malik@ugn.cas.cz

 

 

 

 

 

Studie hodnotí posuny na tektonických strukturách registrovaných v obecně aseismické zóně Sudetského okrajového zlomu v Českém masivu v období 2003–2007. Výsledky byly porovnány s posuny registrovanými ve stejném období v Hornorýnském příkopu (Německo), Centrálních Apeninách (Itálie) a Korintském zálivu (Řecko). Z dat je zcela zřejmé, že v hodnoceném období byl identifikován tektonický impulz, který zahájil období zvýšené geodynamické aktivity ve střední a jižní Evropě. V Českém masivu byl tlakový impulz registrován v polovině roku 2003 a následující období zvýšené geodynamické aktivity trvalo asi tři roky. Toto období bylo spojeno s kompresí v zóně Sudetského okrajového zlomu.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Při výběru vhodných netěžitelných uhelných slojí pro geologické ukládání oxidu uhličitého je nezbytné určit jako jeden ze základních parametrů jejich sorpční kapacitu, která se zjistí laboratorním stanovením množství oxidu uhličitého pohlceného ve vzorku uhlí při tlaku a teplotě odpovídající poměrům in situ. Pro studium interakce oxidu uhličitého s uhelnou hmotou za těchto podmínek byla navržena a zkonstruována vysokotlaká sorpční aparatura pracující na manometrickém principu, jež umožňuje sorpční měření do tlaku 17,5 MPa a teploty 80^oC. Funkce aparatury byla ověřena na vzorku bitumenního uhlí. Sorpční data byla vyhodnocena podle Gibbsova vztahu. Pro použité bitumenní uhlí byla maximální Gibbsova sorpce 0,95 mmol.g^-1 s maximem přibližně u 7 MPa.

 

 

 

Kontaktní osoba: Zuzana Weishauptová, 266009305, weishauptova@irsm.cas.cz

 

 

 

 

Bylo předloženo nové kvantitativní určení rychlostí střižných vln pro různé geologické jednotky Českého masivu. Byly změřeny fázové rychlosti základního modu Loveových vln, a to podél dvou profilů (~200 km), které procházejí třemi geologickými jednotkami a jednou riftovou strukturou v zájmovém území, vyvinuta pozměněná verze klasické mnohokanálové filtrace časově frekvenční analýzy a použita pro stanovení fázových rychlostí metodou dvou stanic. Byly předloženy jak testy a analýzy, tak inverze a zpracovány záznamy tří zemětřesení z Egejského moře. Jeden ze dvou profilů byl dále rozdělen na kratší podprofily. Dlouhé profily vykazují hladké disperzní křivky, zatímco křivky naměřené na podprofilech mají komplikovaný tvar. Zvlnění disperzních křivek bylo interpretováno jako frekvenčně závislá anomálie zdánlivé rychlosti způsobená rozdílnými zpětnými azimuty šíření a také vzájemným ovlivňováním modů povrchových vln. Byl nalezen odpovídající zpětný azimut šíření pro každou periodu, disperzní křivky jsou na skutečný směr šíření opraveny. Jak křivky pro dlouhé profily tak křivky pro kratší podprofily jsou invertovány na 1D rychlostní model střižných vln v kůře. Podpovrchové rychlosti střižných vln mají velikost okolo 2,9 km/s pro všechny čtyři studované podprofily. Dva z podprofilů, které procházejí Moldanubikem a Teplá-Barrandienem, jsou ve svrchní kůře charakterizovány vyššími rychlostmi okolo 3,8 km/s, zatímco pro profil procházející Saxothuringikem jsou ve shodných hloubkách nalezeny rychlosti poněkud nižší, okolo 3,6 km/s. Byl získán náznak nízkorychlostní vrstvy nad Mohorovičičovou diskontinuitou v Moldanubiku a Teplá-Barrandienu. Oblast Oherského riftu (kontakt Teplá-Barrandienu a Saxothuringika) se výrazně odlišuje od ostatních tří jednotek. Nízké rychlosti ve svrchní kůře odpovídají sedimentárním a vulkanickým výplním riftu a také aktivitě fluid, která způsobují zemětřesné roje. Vyšší rychlosti ve spodní kůře spolu se slabou nebo dokonce nepřítomnou Mohorovičičovou diskontinuitou naznačují vyklenutí svrchního pláště.

 

 

Model střižných vln kůry západního Českého masivu z fázové disperze Loveových vln.

Bylo předloženo nové kvantitativní určení rychlostí střižných vln pro různé geologické jednotky Českého masivu. Byly změřeny fázové rychlosti základního modu Loveových vln, a to podél dvou profilů (~200 km), které procházejí třemi geologickými jednotkami a jednou riftovou strukturou v zájmovém území, vyvinuta pozměněná verze klasické mnohokanálové filtrace časově frekvenční analýzy a použita pro stanovení fázových rychlostí metodou dvou stanic. Byl získán náznak nízkorychlostní vrstvy nad Mohorovičičovou diskontinuitou v Moldanubiku a Teplá-Barrandienu. Oblast Oherského riftu (kontakt Teplá-Barrandienu a Saxothuringika) se výrazně odlišuje od ostatních tří jednotek. Nízké rychlosti ve svrchní kůře odpovídají sedimentárním a vulkanickým výplním riftu a také aktivitě fluid, která způsobují zemětřesné roje. Vyšší rychlosti ve spodní kůře spolu se slabou nebo dokonce nepřítomnou Mohorovičičovou diskontinuitou naznačují vyklenutí svrchního pláště

 

Kontaktní osoba: Petr Kolínský, 777213954, kolinsky@irsm.cas.cz