Гравиметрия – наука об измерении величин, характеризующих гравитационное поле Земли. Гравиметрия используется для измерения и определения геометрических параметров Земли, геологического строения ее поверхности, изучения ее общего внутреннего строения и для решения других задач.
В круг задач, которыми занимается гравиметрия, входит и изучение формы Земли. Пионером был Ньютон, впервые предположивший, что Земля представляет эллипсоид вращения и имеет сжатие на полюсах, по сути, дал толчок в развитии гравиметрии.
Как и чем измерить это полюсное сжатие Земли? Наш соотечественник М.В. Ломоносов, интересуясь проблемами тяготения, высказал идею измерения силы тяжести. Им был предложен газовый гравиметр – «универсальный барометр», в котором сила тяжести компенсировалась упругостью пружины или газа.
Эта идея была воплощена в жизнь только в 20-м веке. Трудность состояла в том, чтобы точно измерить упругие деформации весьма малой величины. В данный период для этих целей применяют индукционные, емкостные, фотоэлектрические и другие методы регистрации. Чувствительность лучших гравиметров достигает нескольких микрогал. Гал (см/с2) – внесистемная единица, получившая название в честь знаменитого Галилея, впервые измерившего силу тяжести. Напряжённость гравитационного поля на экваторе Земли равна примерно 978 Гал, на полюсах – 982,5 Гала.
Большинство гравиметров представляют собой точные пружинные или крутильные весы. Изменение ускорения силы тяжести регистрируется по деформации пружины или угла закручивания упругой нити, компенсирующих силу тяжести небольшого грузика.
Гравиметрия решает несколько задач, весьма важных для населения планеты. Необходимо дальнейшее измерение и изучение гравитационного поля Земли. Такие измерения позволяют понять внутреннее состояние нашей планеты. Находится ли Земля в гидростатическом равновесии, какова напряженность в толще и какого ее внутреннее строение. Для точного вывода искусственных спутников на расчетную орбиту требуется знать точные значения гравитационного поля Земли. С другой стороны, по наблюдениям возмущений в движении искусственных спутников, решается обратная задача: вычисляются составляющие гравитационного поля.
С запуском искусственных спутников (ИСЗ) появилась спутниковая гравиметрия. Уже первые запуски ИСЗ дали ценный материал для уточнения параметров общего земного эллипсоида и получить данные о форме поверхности уровня океана.
Весьма полезной наука о гравиметрии оказалась использование ее в гравитационной разведке, нахождению аномальных масс, вызывающих уклонение отвесных линий. В полной мере возможности гравитационной разведки были продемонстрированы при открытии железистых руд на территории Курской магнитной аномалии.
В аналитической химии также используется термин «гравиметрия» (весовой анализ) – метод количественного анализа, который основан на изменении массы определяемого ингредиента, входящего в данное вещество, соединение.
В геодезии гравиметрические исследования направлены на построение моделей геоида. Под геоидом понимают, как некую эквипотенциальную поверхность (уровенную) поверхность, совпадающую со средним уровнем вод Мирового океана. Точное знание геоида необходимо, в частности, в навигационных исследованиях для определения точных высот (высоты над уровнем моря), для определения высот морского дна и пр.
Одним словом, «гравиметрия» интересная и необходимая наука, которая в полной мере использует в своих принципах прямое измерение гравитационного поля Земли.
Добавить комментарий