<< 4.2 Figury ravnovesiya | Oglavlenie | 5. Teplovoe pole i ... >>
4.3 Gravitacionnye anomalii i stroenie Zemli
4.3.1 Gravitacionnye anomalii
Termin anomalii oznachaet otkloneniya ot nekotoroi "normy" -- to est' znacheniya, kotoroe mozhno predskazat', vychisliv ego po formule. Vychislennoe znachenie sily tyazhesti nazyvayut "normal'nym", a nablyudennoe -- anomal'nym. Esli prinyat' Zemlyu ravnovesnym ellipsoidom vrasheniya, to znachenie sily tyazhesti mozhno vychislit' po formule (4.17), v kotoroi postoyannye nuzhno schitat' izvestnymi. Eti dannye opredelyayutsya iz nablyudenii i zavisyat ot metodiki ih vychislenii, ot ob'ema i kachestva nablyudatel'nyh dannyh. Postroenie "normal'noi" formuly dlya vychisleniya sily tyazhesti trebuet privlecheniya eksperimental'nyh dannyh, poluchennyh v raznyh stranah, v raznyh ekspediciyah. V poslednie 3-4 desyatiletiya shiroko ispol'zuyutsya i sputnikovye nablyudeniya, kotorye rezko uvelichili nadezhnost' rezul'tatov.
Dlya togo, chtoby karty gravitacionnyh anomalii, poluchennyh raznymi avtorami, mozhno bylo sravnivat' i analizirovat', neobhodimo, chtoby gravitacionnye anomalii vychislyali po odinakovym metodikam. Po etoi prichine Mezhdunarodnyi Geofizicheskii i Geodezicheskii soyuz na svoei General'noi Assamblee v avguste 1971 goda utverdil sleduyushuyu formulu dlya normal'noi sily tyazhesti
V kachestve "normal'noi Zemli" prinyat obshii zemnoi ellipsoid s parametrami
Szhatie etogo ellipsoida, opredelennoe po sputnikovym dannym, ravno
. Izvestno, chto sila tyazhesti zavisit ot vysoty tochki nablyudeniya.
Nablyudeniya proizvodyatsya, v krainem sluchae, na urovne morya, to est' na
vysote, ravnoi nulyu. Vse suhoputnye opredeleniya sily tyazhesti vypolnyayutsya na
raznyh vysotah. Tak kak poverhnost' ellipsoida ne sovpadaet s poverhnost'yu
urovnya, poetomu razvita teoriya privedeniya gravitacionnoi anomalii (redukcii)
k odnoi i toi zhe poverhnosti. Krome togo, sila tyazhesti zavisit i ot mass,
lezhashih mezhdu ellipsoidom i geoidom. Chtoby uchest' i eti faktory, razvita
teoriya geologicheskih redukcii. V takom sluchae vmeste s gravitacionnymi
anomaliyami obyazatel'no dolzhen ukazyvat'sya i vid redukcii, s kotorymi dannaya
anomaliya vychislena. Sushestvuyut anomalii v svobodnom vozduhe,
anomalii Faya, anomalii Buge,
izostaticheskie anomalii i t. p. Metodika vychisleniya etih anomalii lezhit za
predelami nashego kursa i my na nih ostanavlivat'sya ne budem.
Gravitacionnye anomalii na Zemle, kak pravilo, men'she 100 mGal, ih srednekvadraticheskaya variaciya po Zemle sostavlyaet velichinu okolo 20 mGal. Sledovatel'no, gravitacionnoe pole Zemli dostatochno gladkoe. Dlya ekstremal'nyh uslovii (ostrovnye dugi, glubokovodnye vpadiny) gravitacionnye anomalii dostigayut velichiny 400 mGal, chto v 12,5 raz men'she raznicy v znacheniyah sily tyazhesti na polyuse i ekvatore i sostavlyayut vsego 0,04% ot velichiny sily tyazhesti. Potomu dlya polucheniya dannyh, po kotorym mozhno sudit' o vnutrennem stroenii nashei planety, neobhodimo izuchat' anomalii na urovne ne tol'ko milligalov, no i mikrogalov, chego i dobivayutsya geofiziki.
Vtoraya harakteristika gravitacionnogo polya -- eto otklonenie otvesnoi linii (vertikali) ot normali k ellipsoidu. Eto otklonenie takzhe neveliko i sostavlyaet sekundy dugi. Geodezicheskie raboty v Indii bliz gornogo massiva Gimalaev pokazali, chto koordinaty astronomicheskih punktov iz-za otklonenii otvesnoi linii otlichayutsya ot geodezicheskih na 5,2", togda kak vychislennoe otklonenie, svyazannoe s prityazheniem gor, sostavlyaet 27,9". Dlya ob'yasneniya etogo yavleniya angliiskii geodezist Pratt vyskazal mysl', chto pod gorami plotnost' porod gorazdo men'she, chem korennye porody pod ravninami. Inymi slovami, esli vse porody razbit' na bloki, to plotnost' etih blokov dolzhna zaviset' ot ih tolshiny: chem tolshe blok, tem men'she plotnost'. Pri etom ves vseh blokov na nekotoroi poverhnosti, nazyvaemoi poverhnost'yu kompensacii, odin i tot zhe. Vsya zemnaya kora, takim obrazom, nahoditsya v ravnovesii. Eta gipoteza Pratta poluchila nazvanie izostaticheskoi.
Konechno, s geologicheskoi tochki zreniya eta gipoteza nikuda ne goditsya. Francuzskii geodezist Eri predlozhil bolee pravdopodobnuyu shemu: zemnye bloki po Eri podobno aisbergami na more plavayut na bolee plotnoi, no i bolee plastichnoi srede -- verhnei mantii. V etom sluchae, tak zhe kak i u aisbergov, dolzhna obrazovat'sya pod gornymi massivami "podvodnaya chast'" s plotnost'yu, men'shei, chem plotnost' vmeshayushih porod. Takim obrazom effekt gravitacionnoi kompensacii dolzhny sozdavat' korni gor, sushestvovanie kotoryh seismologi podtverzhdayut.
Stroenie zemnoi kory nevozmozhno izuchit', pol'zuyas' tol'ko odnim metodom. Geofiziki primenyayut vse dostupnye im metody, prezhde vsego seismologicheskii i gravimetricheskii. Po sovremennym predstavleniyam zemnaya kora imeet raznuyu tolshinu v raznyh regionah. V gorah tolshina ee dostigaet 60 i bolee kilometrov. Sostoit ona iz raznyh sloev. Bol'shoi ob'em zanimaet kislye (granitnye) porody s plotnost'yu 2,67. Ravniny pokryty osadochnymi porodami tolshinoi neskol'ko kilometrov i s plotnost'yu 2,2. Nizhe etih sloev lezhat osnovnye
porody -- bazal'ty s plotnost'yu 2,8. Tolshina kory dlya ravninnyh regionov polagayut ravnoi 30 km. Gornye raiony i ravniny obrazuyut osnovnye morfologicheskie osobennosti kontinentov. Pri perehode k okeanu, granitnyi sloi postepenno vyklinivaetsya, a osadochnye porody pokryvayut na abissal'nyh kotlovinah, v osnovnom, bazal'tovye porody. Pri etom tolshina kory stanovitsya men'she i v srednem sostavlyaet 10-15 km. Osobenno tonkoi kora stanovitsya v glubokovodnyh vpadinah (4-5 km).
<< 4.2 Figury ravnovesiya | Oglavlenie | 5. Teplovoe pole i ... >>
|
Publikacii s klyuchevymi slovami:
gravimetriya - geofizika - solnechnaya sistema - seismologiya
Publikacii so slovami: gravimetriya - geofizika - solnechnaya sistema - seismologiya | |
Sm. takzhe:
Vse publikacii na tu zhe temu >> | |
