Редукции и аномалии силы тяжести

Для сопоставления нормальных и наблюденных значений силы тяжести, их необходимо приводить (редуцировать) к единому уровню – либо к поверхности геоида, либо к точкам наблюдения (последнее крайне неудобно).

Редукция – процесс приведения наблюденных значений силы тяжести к таким условиям, при которых они были бы эквивалентны значениям, полученным на уровне моря (или уровенной поверхности).

Редуцирование выполняется посредством ввода ряда поправок.

1. Поправка за высоту:

Отсюда можно найти

Поправка () за высоту точки наблюдения учитывает убывание силы тяжести с высотой предположении, что между точками наблюдения и уровнем моря массы отсутствуют. Такая поправка называется поправкой в свободном воздухе или поправкой Фая.

2. Поправка за промежуточный слой учитывает влияние масс, находящихся между точками наблюдения и уровнем моря (приведения). Гравитационный эффект от промежуточного слоя рассчитывается как от плоскопараллельной пластины, безграничной и однородной по составу.

Тогда для плоскопараллельного слоя можно записать:

(3)

где - плотность промежуточного слоя.

обычно вводится со знаком "–", так как наличие промежуточного слоя ведет к увеличению силы тяжести.

Суммарная поправка за высоту точки наблюдения и за притяжение промежуточного слоя называется поправкой Буге:

(4)

По результатам гравиметрических съемок строят карты аномалий Буге с плотностью промежуточного слоя 2000, 2300 и 2670 кг/(стандартные плотности для расчетов, принятые в СССР).

(5)

Для геологической интерпретации строятся карты и графики аномалий Буге, которые строятся можно рассчитать по формуле (5). Неправильный выбор плотностей промежуточного слоя приведет к ложным результатам, поэтому в каждом конкретном случае плотность слоя должна быть строго обоснована и доказана.

3. Поправка за рельеф местности. вводится при значительных превышениях рельефа, окружающего точку наблюдения (например, в горизонтальной местности). Поправка всегда положительная, т.к. и отрицательные, и положительные формы рельефа уменьшают измеряемое . Для определения поправок за рельеф существуют различного рода таблицы, номограммы и палетки (Лукавченко П.И., Березкина В.М. и др.)

4. Поправки за притяжение Луны и Солнца составляют соответственно 0,25 мГл и 0,1 мГл и необходимы для учета влияния близлежащих небесных тел на наблюдения с гравиметрами.

После введения всех поправок можно сравнить наблюденное и нормальное поля. Разность между наблюденным и нормальным полем будет определяться плотностными неоднородностями и выражаться в виде положительных и отрицательных аномалий. В результате обработки и интерпретации таких аномалий можно судить о внутреннем строении Земли.