Transcript Grawimetria
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