Tidally induced deformation of icy moons

• Main Author: Pleiner Sládková, Kateřina
• Other Authors: Souček, Ondřej, Rhoden, Alyssa, Tosi, Nicola, Čadek, Ondřej, Běhounková, Marie, Hron, Jaroslav
• Format: Thesis
• Language: English
• Published: Univerzita Karlova, Matematicko-fyzikální fakulta 2024
• Subjects: Mohr-Coulomb friction on faults|tidally induced strike-slip motion|thermo-mechanical evolution of icy shell|frictional heating|rate and state friction model; Mohr-Coulombovské tření na zlomech|strike-slip pohyb vyvolaný slapy|tepelně-mechanický vývoj ledové slupky|třecí teplo|rate and state model tření; South pole
• Online Access: https://hdl.handle.net/20.500.11956/189001

Within this Ph.D. project, we have developed and validated a modeling methodol- ogy for the evaluation of the influence of friction in regional and global models of tidal deformation in icy bodies. We focus on the role of friction in two specific scenarios: (i) strike-slip faults within Europa's ice shell (expanding the model by Kalousová et al. (2016)), and (ii) the frictional behavior of fault system known as 'tiger stripes' at the south pole of Enceladus, building upon the 3D model of Enceladus' ice shell developed by Souček et al. (2019). Ad (i), we have developed a mathematical model predicting slip at the strike-slip fault, its neighboring bulk's deformation, and the region's thermal evolution driven by two dissipative processes. First, our investigation focuses on the mechanism of meltwa- ter generation, where results indicate a limited potential for generating near-subsurface meltwater and its confinement to the fault region. Second, we confirmed the physical validity of the 'tidal walking' concept, a theoretical model for generating lateral offsets on Europa's strike-slip faults. We show that fault penetration across the entire shell or reaching a sufficiently low-viscosity zone is necessary for producing observable offset, which is unlikely under current europan conditions. Also, our model's. V rámci této dizertace jsme vyvinuli a otestovali metodiku pro modelování vlivu tření v lokálních a globálních modelech slapové deformace ledových těles. Zaměřili jsme se na roli tření: (i) v modelu tzv. strike-slip zlomu v ledovém plášti Europy (rozšiřující práci Kalousová a kol. (2016)) a (ii) v 3D modelu ledového pláště Enceladu se zaměřením na chování systému zlomů známého jako tiger stripes (rozšiřující práci Souček a kol. (2019)). Ad (i), vyvinuli jsme matematický model předpovídající skluz na strike-slip zlomu, deformaci jeho okolí a tepelný vývoj oblasti s dvěma tepelnými zdroji. Nejdříve jsme se zaměřili na mechanismus produkce podpovrchové vody. Naše výsledky ukazují omezenou tvorbu vody na europských ...