Gravitéitsanomalie

Eng Gravitéitsanomalie (och als Gravitatiounsanomalie bezeechent) ass déi lokal Ofwäichung vun der Gravitatiounsvitess vum theoreeteschen Normalwäert op enger Referenzfläch déi am Fall vun der Äerd meeschtens de Referenzellipsoid ass.

Ursaachen

Op der Äerd kënnen d'Gravitéitsanomalië bis zu ±200 Milligal = ±0,2 Gal = ±0,002 m/s² erreechen, wat 0,02 Prozent vun der Moyenne vun der Schwéierkraaft sinn. Si ginn Opschloss iwwer Onreegelméissegkeete vun der Masseverdeelung ënner der Äerduewerfläch, déi verschidden Ursaache kënnen hunn:

verschidden Déckte vun der Äerdkuuscht (kuckt och Isostasie)
verännerlechen Dichtekontrast tëscht Äerdkuuscht an Äerdmantel
ënnerschiddlecht Gestengs, oder Gestengs dat schréi an der Äerdkuuscht läit
Ofstufung vun den Dichte vun hirem Duerchschnëttswäert
Porewaasser an Alagerung vu Réistoffer (Äerzer, Kuelewaasserstoffer).

Déi béid éischtgenannt Phenomeener bewierke laangwelleg (regional) Anomalien, wärend d'Aspekter 3–5 virun allem eng lokal Charakteristik hunn.

Ziler vun der Schwéiermiessung

D'Miessung vu Gravitéitsanomalië gëtt dacks fir d'Ortung vu Minerallagere benotzt. Si ass och e Mëttel, fir d'Déiftestruktur vun der Äerdkuuscht z'erfuerschen, woubäei si d'Methode vun der Geoseismik ënnerstëtzt.

Eng aner Uwendung ass d'Geoidbestëmmung – d'Ermëttlung vun der Niveaufläche vum Äerdschwéierfeld. De Geoid réckelt global ëm ±50 Meter (maximal 110 m) vum Äerdellipsoid of a ka mat gutt verdeelte Gravitatiounsmiessunge mat cm- bis dm-Genauegkeet bestëmmt ginn.

Heifir an och bei anere Planéite kënnt besonnesch d'Satellittengeodesie an d'Spill, bei där d'Bunnen vu kënschtleche Satellitten verfollegt ginn, an deene sech d'Gravitéitsanomalien ofgeschwächt zeréckspigelen. Déi dobäi erfuerderlech Feldfortsetzung no ënnen gëtt allerdéngs vum Ëmkéierproblem vun der Potentialtheorie ageschränkt.

A flaache Länner ass d'Method vun der Lagerstättefuerschung mat Gravitatiounsmiessunge mat Gravimeter besonnesch wirtschaftlech. An de Bierger awer sinn d'Aflëss vun den Arealer op d'Schwéierkraaft nëmme schwiereg unzerechnen. Dofir sinn do seismesch Methode fir d'Opspieren ënner ierdescher Dichtvariatioun méi gënschteg.

Korrekturen a Reduktioune vun de Moosswäerter

Bei Gravimetriemiessunge gëtt d'Gravitatiounsvitess gemooss. Der Moosswäert setzt sech aus follgende Komponenten zesummen:

Normalgravitatioun: Berechent aus Breedegrad an ellipsoidescher Héicht mat globalugepasste Parameter.
Gangkorrektur: Korrektur vun der zäitlech variabelen Aflëss op gravimetresch Miessunge, virun allem Instrumentendrift und Erdgezeiten.
Breetkorrektur: Korrektur vun der Ofwäichung am Normalfeld, déi wéinst der geographescher Breet entsteet. Kuckt International Gravitatiounsformel.
Héichten- oder Fräiloftreduktioun: Korrektur vun den Ofwäichungen, déi duerch ënnerschiddlech Héicht iwwer dem Mieresspigel vun de Miessunge verursaacht ginn.
Bouguerplack: Korrektur vun der Gravitatiounswirkung vun enger onendlech ausgedeenter décker Plack h.
Topografesch Reduktioun: Korrektur vun der lokaler Massenunzéiung vum Areal (Bierger oder Däller); erfollegt mat engem digitale Gelännmodell.
Deel vun Dichteinhomogeenitéiten am Ënnergrond.

An der Literatur gëtt et ënnerschiddlech Bezeechnunge fir d'Korrekturen: sou gëtt amplaz vun der Korrektur och dacks vun enger Reduktioun geschwat (Gangreduktioun, Bouguer-Reduktioun / Bouguer'sch Plackereduktioun).

Gewéinlech Gravitéitsanomalien

Bougueranomalie

D'Bougueranomalie gëtt ëm all Deeler vun der Gravitéitsvitess reduzéiert. Si gëtt vun Dichtinhomogeenitéite verursaacht. Si befanne sech am Ënnergrond ënner dem Bezuchsniveau vun der Bouguerplack. Eng positiv Bougueranomalie spigelt e Masseiwwerschoss zeréck.

Fräiloftanomalie

Bei der Fräiloftanomalie ginn d'Korrekture wéi bei der Bougueranomalie ubruecht, ofgesinn vun der Bouguerkorrektur an der topografescher Korrektur.

Auswäertung

Et gëtt regional a lokal Gravitéitsanomalien. Déi horizontal Ausbreedung vun enger Gravitéitsanomalie gëtt dacks als Wellenlängt bezeechent.

Lokal Gravitéitsanomalien erstrecke sech nëmmen op kleng Beräicher, si hunn kuerzwelleg Anomalien. Hiren Urspronk si meeschtens flaachleiend Dichtënnerscheeder. Regional Gravitéitsanomalien erstrecke sech dogéint iwwer wäit Distanzen, si hunn laangwelleg Anomalien.

Dës béid Anomalien kënne getrennt ginn an e mathematescht Modell vum Ënnergrond bilden. Leider sinn dës Modeller nie eendeiteg a mussen duerch aner Ënnersich (Buerunge, seismesch Miessunge) gestëtzt ginn.

Beispiller

Anomalie-T am Weddell-Mier
Mascons vum Äerdmound
Wilkesland-Krater an der Antarktika
Ivrea-Kierper um Rand vun de Südalpen

Optesch Täuschungen

Op bestëmmte Plazen kann et duerch d'Beschafenheet vum ëmleienden Areal zu enger optescher Täuschung kommen, déi am subjektiven Androck resultéiert, Kierper (Fläschen, Autoen asw.) beweegte sech ouni Undriff biergop – also entgéint der Schwéierkraaft. Dës Observatiounsphenomeener gi geleeëntlech Gravitéitsanomalie genannt, obwuel dat net zoutrëfft.

Kuckt och

Literatur

Christoph Clauser: Einführung in die Geophysik: Globale physikalische Felder und Prozesse in der Erde. Springer, 2014, ISBN 978-3-662-46883-8.

Um Spaweck

Die Bouguer-Anomalie TU Freiberg (pdf, gekuckt den 29. Mee 2009; 14 kB)
Natierlech Gravitatiounsanomalien Göde Institut für Gravitationsforschung (pdf, gekuckt den 29. Mee 2009; 546 kB)
Bouguer-Anomalie Kaart vun der Schwäiz map.geo.admin.ch
Kaart vun de Gravitéitsanomalien no EGM2008 (Earth Gravitational Model 2008)