Предмет и задачи ГМИ. История развития ГМИ. Гравитационный метод. Физические основы гравиразведки, страница 3

Сила тяжести в данной точке земной поверхности меняется во времени. Эти измерения делят на приливные и неприливные.

Приливные обуславливаются притяжением Луны и Солнца, и других небесных тел.

Неприливные связаны с перераспределением масс внутри Земли, измением физических свойств Земли, колебанием УГВ и др.

Изменение гравитационной постоянной может вызывать изменение силы тяжести.

Нормальное значение силы тяжести Земли

Гравитационное поле принято делить на 2 части:

1) нормальное гравитационное поле;

2) остаточное аномальное гравитационное поле.

Нормальное гравитационное поле – значение силы тяжести, определенное на уровенной поверхности теоретической Земли. За теоретическую Землю принят эллипсоид вращения, поверхность которого называется геоидом. Земные изменения силы тяжести на поверхности эллипсоида вращения описываются формулой ф10

Формула называется формулой нормального значения силы тяжести – формула Клеро. В зависимости от того, какие берутся экваториальный и полярный радиусы Земли и получаемые коэффициенты, можно написать несколько вариантов этой формулы:

1) Формула Гельмерта получена по данным измерений в 1603г. на гравиметрических пунктах. Относительное изменение силы тяжести от полюса к экватору при 1/282,2 формула имеет вид ф11

2) Формула Кассиниса при 1/287

ф12

3) В 1967г. на четырнадцатой генеральной ассамблее Международного геофизического и геодезического союза была принята формула геодезической референц-системы, которая считается международной при 1/298,279

ф13

Редукции силы тяжести

Обычно силу тяжести измеряют на физической поверхности Земли, а нормальные значения силы тяжести определены для уровенной поверхности, поэтому наблюденные и нормальные значения силы тяжести необходимо приводить к одной и той же поверхности. Такое приведение называется редуцированием силы тяжести и его вычисляют введением поправок за высоту, за притяжение промежуточного слоя, за рельеф, за изостазию.

Поправка за высоту. При ее вычислении предполагают, что притяжение масс, расположенных между физической поверхностью и уровнем моря отсутствуют. Величина нормального значения силы тяжести ф14

Значение силы тяжести на поверхности Земли ф15

Величина поправки будет равна ф16

Поправка в свободном воздухе (поправка Фая)

ф17

Поправка за промежуточный слой. Эта поправка учитывает притяжение масс, расположенных между физической поверхностью и уровнем моря.

Ее вычисляют в предположении, что притяжение масс, располагающихся между точками наблюдения и уровнем моря, эквивалентно притяжению горизонтального слоя бесконечного простирания с мощностью, равной превышению точки наблюдения над уровнем моря. Величина поправки рассчитывается по формуле ф18

Суммарная поправка за высоту и промежуточный слой называется поправкой Буге.

ф19

Поправка за окружающий рельеф. В пересеченной местности требуется поправка за окружающий рельеф, чтобы наблюденные значения силы тяжести привести к таким значениям, как если бы измерения были выполнены на горизонтальной поверхности. Эту поправку на практике вычисляют с помощью оценочных таблиц или вычислительной техники.

Поправка за притяжение Луны и Солнца. Ее вводят в результате высокоточных гравиметрических измерений. Ее учет определяется по специальным графикам.

Изостатическая поправка вводится в результате высокоточных гравиметрических наблюдений гористой местности.

Аномалии силы тяжести

Аномальное значение силы тяжести – разница между наблюденным и нормальным значением. В зависимости от того, как поправки вводятся в измеренные значения силы тяжести, различают следующие аномалии:

1) Аномалия Фая. Эта аномалия получается вычитанием из наблюденного значения силы тяжести нормального значения силы тяжести, приведенного к высоте точки наблюдения ф20

Эта аномалия не учитывает распределение масс между физической точкой и уровенной поверхностью.