Grawimetria

Report
Grawimetria
Grawimetria (łac.gravis 'ciężki', gr. metréō 'mierzę') - dział nauki zajmujący się
pomiarami przyspieszenia ziemskiego dla badań pola grawitacyjnego Ziemi.
Nauka ta pozwala na podstawie anomalii siły pola grawitacyjnego określić
różnice w budowie skorupy ziemskiej.
Różnice w natężeniu pola grawitacyjnego w
obszarze Oceanu południowego
WIKIPEDIA
Anomalia siły ciężkości – w geofizyce różnica między zmierzoną
(i zredukowaną do poziomu elipsoidy) w danym punkcie siłą ciężkości a normalną
siłą ciężkości na danej szerokości geograficznej. Zwyczajowo mierzona jest
w miligalach (mGal), rzadko stosuje się milimetry na sekundę do kwardratu
(mm/s2).
W celu określenia anomalii, należy dla
zmierzonej siły ciężkości zastosować
szereg poprawek:
•poprawka wolnopowietrzna (Faye'a) –
sprowadza punkt pomiarowy do poziomu
elipsoidy
•poprawka na płytę płaskorównoległą –
uwzględnia masy leżące między punktem
pomiaru a powierzchnią odniesienia
•poprawka topograficzna – uwzględnia
wpływ ukształtowania otaczającego terenu
•poprawka lunisolarna – uwzględnia wpływ
oddziaływania słońca i księżyca.
Anomalia w redukcji
Bouguera na terenie stanu
New Jersey
WIKIPEDIA
Na podstawie anomalii siły ciężkości można określić położenie i kształt
niektórych struktur geologicznych.
Obiekty o gęstości wyższej, niż otoczenie (np. rudy) oddziałują dodatnio na
siłę ciężkości, natomiast te o gęstości mniejszej (kawerny, wysady solne) –
ujemnie.
Należy przy tym zaznaczyć, że nad łańcuchami górskimi anomalie są
ujemne, a nad morzami dodatnie – spowodowane jest to
zjawiskiem izostazji.
W centralnych Alpach typowa wartość anomalii wynosi –150 mGal (–1,5
mm/s2).
Anomalie spowodowane dużymi i głęboko zalegającymi strukturami noszą
nazwę anomalii regionalnych i rzadko stanowią obiekt badań – geofizyka
stosowana wykorzystuje anomalie lokalne (należy je oddzielić od anomalii
regionalnych na drodze interpretacji jakościowej).
WIKIPEDIA
Izostazja – równowaga pomiędzy różnymi
wycinkami skorupy ziemskiej; dążenie do
równowagi mas skalnych w litosferze;
Bloki stosunkowo sztywnej i lekkiej litosfery
"pływają" po plastycznej astenosferze –
obciążone zanurzają się głębiej, odciążone
unoszą się wyżej (np. Skandynawia po
ustąpieniu lądolodu).
Unoszenie/zanurzanie się płyt litosfery
nazywamy pionowymi ruchami litosfery
(ruchy izostatyczne).
Mogą one np. doprowadzać do transgresji
(stopniowe zalewanie powierzchni lądu
przez morze) i regresji (wycofanie się morza
z poprzednio zalanych terenów) morskich.
Teoria izostazji została wprowadzona pod
koniec XIX
wieku przez amerykańskiegogeofizyka E.C.
Duttona.
Izostazja (liczby oznaczają
gęstość w g/cm3):
1. Góry
2. Wyżyny
3. Niziny
4. Dno oceanu
5. Poziom morza
6. Bloki skorupy ziemskiej
7. Astenosfera
WIKIPEDIA
Redukcja wolnopowietrzna, lub redukcja Faye'a - redukcja stosowana w grawimetrii w celu
zredukowania pomierzonej siły ciężkości w danym punkcie do powierzchni odniesienia
(elipsoidy), bez uwzględnienia mas znajdujących się między punktem pomiaru a powierzchnią
odniesienia.
Wyprowadzenie wzoru na redukcję dla Ziemi
Na podstawie prawa powszechnego ciążenia:
R - promień Ziemi
M - masa Ziemi
k - stała grawitacji
Po rozłożeniu
w dwumian Newtona i pominięciu wyrazów wyższych rzędów:
Przyjmując:
g0=9,81 m/s2
R=6371 000 m
otrzymujemy
gdzie δ1g jest wyrażone w metrach na sekundę kwadrat, a h w metrach.
WIKIPEDIA
Normalnym przyspieszeniem siły ciężkości nazywamy takie, dla którego przyjęto
założenie, że Ziemia jest zbudowana z jednorodnych koncentrycznie warstw o
zmieniającej się gęstości wzdłuż promienia.
Wartość normalnego przyspieszenia siły ciężkości zależna jest jedynie od szerokości
geograficznej.
Interpretacja ilościowa – polega na analizie wydzielonej anomalii w powiązaniu z
budową geologiczną rejonu badań. Zadaniem interpretacji ilościowej jest
określenie kształtów, rozmiarów, głębokości i innych parametrów interesujących
nas obiektów geologicznych.
Interpretacja jakościowa – pozwala uzyskać dane co do lokalizacji struktur
zaburzających, polega na opisie związków anomalii lokalnych i regionalnych z
przyczynami wywołującymi je w świetle geologicznych warunków ich
występowania.
Wyznaczona za pomocą grawimetrów wartość przyśpieszeni siły ciężkości jest
wynikiem nakładania się wielu struktur geologicznych – głębszych (regionalnych) i
płytszych (lokalnych).
W wyniku interpretacji jakościowej wyróżnia się z pomiarów anomalie lokalne od
regionalnych.
Przewodnik do ćw. z geofizyki geologicznej. Red. J. Stein
Geoida – bryła, której powierzchnia w każdym miejscu jest prostopadła do pionu
wyznaczonego przez siłę ciężkości.
Geoida jest teoretycznąpowierzchnią, na której potencjał siły ciężkości Ziemi jest stały,
równy potencjałowi siły ciężkości na średnim poziomie mórz otwartych i przedłużoną
umownie pod powierzchnią lądów.
Ponieważ zawiera ona lustro wody w morzach i oceanach dodatkowo określana jest jako
Geoida Zerowa. Jakopowierzchnia ekwipotencjalna, geoida w każdym swym punkcie
jest prostopadła do kierunku siły ciężkości (lokalnego pionu).
Trójwymiarowa wizualizacja różnic w
przyspieszeniu ziemskim wyrażone w galach.
1. Ocean
2. Elipsoida
3. Pion lokalny
4. Kontynent
5. Geoida
WIKIPEDIA

similar documents