Gravimetria

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. április 17-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 3 szerkesztést igényelnek .

Gravimetria (a latin gravis - „nehéz” és a görög μετρέω - „mérem” szóból); geodéziai gravimetria , gravitációs szondázás ) a Föld és más égitestek gravitációs terét jellemző mennyiségek mérésének tudománya .

Történelem

A gravitáció első mérését Galileo végezte , megmérve a zuhanó test által az esés első másodpercében megtett utat .

A korai mérések célja a gravitációs állandó (g) mint alapállandó meghatározása volt . Az a tény, hogy a Föld gravitációs ereje a hely szélességi fokától függően változik, a 17. század 30-as éveiben vált ismertté . A méréseket 1-2 méter hosszú menetes ingákkal végeztük . Az inga figyelemreméltó tulajdonsága, hogy hosszan tartó oszcillációt végez, amely lehetővé teszi a lengési periódus elfogadható pontosságú meghatározását, az inga módszerének dominanciáját a gravimetriában a 20. század közepéig.

Elméleti alapok

A gravitációs erő, vagyis a Földön egységnyi tömegre ható erő a Föld forgásából adódó nehézségi erők és a tehetetlenségi erők ( centrifugális erő ) összege:

{\vec {F}}=-G\mu \int \limits _{M}{{dm} \over {R^{2}}}{{\vec {R}} \over R}+ \mu ({\vec {\omega }}\times {\vec {r)))\times {\vec {\omega }}

, ahol a gravitációs állandó , az egységnyi tömeg, a Föld tömegének eleme, a mérési pont sugárvektorai és a tömegelem, a Föld forgásának szögsebessége ; az integrál minden tömeget átvesz.

G

\mu

dm

{\vec {R}}={\vec {r}}-({\vec {r}}'};{\vec {r}},({\vec {r}}'}

{\vec {\omega ))

A műholdak segítségével végzett gravimetriás megfigyelések során a mérés tárgya csak a Föld vagy egy másik bolygó gravitációs tere, vagyis az első tag.

A gravitációs tér potenciálját a következő összefüggés határozza meg: $\Omega$

\Omega =G\int \limits _{M}{{{dm} \over R}+{{\omega ^{2}r^{2}} \over 2}\cos ^{2}\varphi }

, hol van a mérési pont szélessége .

\varphi

Az állandó gravitáció feltétele határozza meg az ekvipotenciális felületek halmazát - az ún. sík felületek; geoidnak nevezzük azt a sík felületet, amelynél a gravitációs erő egybeesik a gravitációs erővel az átlagos hosszú távú (zavartalan) tengerszinten . $\Omega =const$

Az ábrázolás megkönnyítése érdekében, a tömegek helyi eloszlásától függetlenül, a gravitációt két komponensre osztjuk: a normál részre , amely egy homogén referenciaellipszoid (vagyis egy olyan forgásellipszoid, amelynek tömege és forgási sebessége megegyezik földi, és maximálisan megfelel a geoidnak), és egy anomális , amely egyenlő a megfigyelt és a normál gravitációs erők különbségével . $\gamma$ $\Delta g$ $g$ $\Delta g=g-\gamma$

Az IGSN 71 nemzetközi gravimetriai rendszerben a normál gravitációra egy képletet alkalmaznak az 1967-es gravimetriai adatok összességéből meghatározott korrekciós tényezőkkel:

\gamma =9.780318(1+0.005302\sin ^{2}\varphi -0.0000059\sin ^{2}2\varphi )

m / s² .

A gravimetria tárgya és alkalmazása

A gravimetria a gravitáció mérésére vonatkozó elméleteket és módszereket vizsgál a geodéziai , geofizikai és más geotudományok különböző problémáinak megoldására .

Gravimetria a geodéziában

A gravimetria fő tartalma a geodéziában a külső potenciáltér és a Föld gravitációjának (g) földfelszíni mérésekből, valamint csillagászati és geodéziai adatokból történő meghatározásának elmélete és módszerei. A gravimetria geodéziai kontextusban magában foglalja a szintezési magasságok elméletét és a csillagászati geodéziai hálózatok feldolgozását. A gravimetria egyik fő geodéziai alkalmazása a geoidmodellek készítése . A geoid pontos ismerete különösen szükséges a navigációban - a GPS-vevők által közvetlenül mért geodéziai (ellipszoid) magasságok tengerszint feletti magasságokká való konvertálásához , valamint a fizikai oceanológiában - a tengerfelszín magasságának meghatározásához .

Gravimetria a geofizikában

A geofizikában a gravimetriát a Föld, valamint más bolygók belső szerkezetének tanulmányozására használják. A kutatási geofizika összefüggésében a gravimetriát általában gravitációs feltárásnak nevezik .

Gravimetria más földtudományokban

A GRACE műhold-misszió 2002-es elindításával először vált lehetővé a Föld gravitációs mezőjének időbeli változásainak regionális léptékű mérése. Ezek a mérések különösen lehetővé teszik további információk megszerzését az éghajlatváltozással kapcsolatos folyamatokról .

Mértékegységek és szabványok

A gravimetria mértékegysége a gal (orosz jelölés: Gal; nemzetközi: Gal), egyenlő 1 cm / s². Nevét Galileo Galilei olasz tudósról kapta . A 20. század elején Potsdamban gravimetriás mérések alapján határozták meg a Föld gravitációjának abszolút mértékét ( potsdami gravitáció - 981 274 mGal ), azonban már a 20. század 30-as éveiben adatok születtek arról, hogy a A potsdami szabványt 13-14 mGal-al túlbecsülték. Az eredmény egy egységes világméretű referencia gravimetriás hálózat, az International Gravity Standardization Net (IGSN) létrehozása volt, amelyet 1971-ben a potsdami rendszer (IGSN 71 szabvány) helyett elfogadtak, amelyben a Föld gravitációjának abszolút mércéje nem kötött koordinátája 978 031,8 mGal .

Berendezés

A földi gravimetriás megfigyeléseket graviméterekkel vagy gyorsulásmérőkkel végezzük . A műhold segítségével végzett gravimetriás megfigyelések során rendszerint a pályájának nagy pontosságú mérését alkalmazzák .

Lásd még

Geofizikai felmérés
izosztázia
Gravitációs kutatás

Irodalom

Geodéziai gravimetria / L. V. Ogorodova // Nagy Orosz Enciklopédia : [35 kötetben] / ch. szerk. Yu. S. Osipov . - M . : Nagy orosz enciklopédia, 2004-2017.
Grushinsky N.P. Gravimetria // Fizikai enciklopédia / Ch. szerk. A. M. Prohorov . - M . : Szovjet Enciklopédia , 1990. - T. 2 Minőségi tényező - Magneto-optika. - 704 p. — 100.000 példány. — ISBN 5-85270-061-4 .
Grushinsky N.P. A gravimetria alapjai. - M . : "Nauka", 1983. - 351 p.
Hubbard W. B., Spatteri V. L. A Jupiter belső szerkezete a. A gravitációs hangzás elmélete // Jupiter. - M., 1978.
Sukach MK Talajok gravitációs szondázása. - Kijev : Naukova Dumka , 1998. - ISBN 966-00-0462-1 .
Zharkov VN A Föld és a bolygók belső szerkezete. — M .: Nauka, 1978. — 192 p.

Linkek

Szótárak és enciklopédiák	Nagy norvég Nagy orosz Universalis Modern Ukrajna
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 11971255c J9U : 987007538556905171 LCCN : sh85056564 NKC : ph120610

Geológia
elméleti	Geokémia Kristályográfia Litológia Ásványtan Kőzettan Szerkezeti Ökológiai
Dinamikus	Vulkanológia Geodinamika Geokriológia Geomechanika Geomorfológia Geotektonika Neotektonika Szeizmogeológia
történelmi	Geokronológia Ősföldrajz Paleoklimatológia Paleontológia paleotektonika Rétegtan negyedidőszak
Alkalmazott	Katonai Ásványgeológia hidrogeológia Mérnöki Regionális Földrajzi felmérés
Egyéb	Geofizika Geoökológia Tér Tengeri radiogeológia A geológia története
Kategória Geológia

Geodézia
Felső geodézia Geodéziai csillagászat Geodéziai gravimetria űrgeodézia Topográfia Térképészet Fotogrammetria Tengeri geodézia A mérnökgeodézia