Геофизикадагы гравитацияны өлчөө ыкмалары
Гравитациялык өлчөөлөр ар кандай геофизикалык дисциплиналарда маанилүү ролду ойнойт. Бул ыкмалар Жердин түзүлүшүн жана динамикасын түшүнүү, ошондой эле Жердин ички түзүлүшү жана анда камтылган жаратылыш ресурстары жөнүндө маалымат алуу үчүн колдонулат. Бул макалада геофизикада колдонулган ар кандай гравитациялык өлчөө ыкмалары жана алардын изилдөө жана чалгындоо иштеринде колдонулушу каралат.
Тартылуу күчүн өлчөөгө киришүү
Тартылуу күчү – бул эки массанын ортосундагы тартылуу күчү. Жерде тартылуу күчү тектердин, океандардын жана атмосферанын кыймылына таасир этет. Жер бетиндеги тартылуу күчүнүн бир жерден экинчи жерге өзгөрүшү Жердеги массанын таралышы жөнүндө баалуу маалымат бере алат.
Ньютондун тартылуу мыйзамы
Тартылуу күчүн өлчөөнүн негизи Ньютондун Бүткүл дүйнөлүк тартылуу мыйзамы болуп саналат, ал эки массанын ортосундагы тартылуу күчү (m_1) жана (m_2) массалардын көбөйтүндүсүнө түз пропорционалдуу жана алардын ортосундагы аралыктын квадратына тескери пропорционалдуу экенин айтат. Бул теңдеме төмөнкүдөй берилет:
\[ F = G \frac{m_1 m_2}{r^2} \]
мында \(G\) - универсалдуу гравитациялык туруктуу.
Тартылуу күчү маалыматтарынын жеткиликтүүлүгү
Тартылуу күчү маалыматтары талаа изилдөөлөрү, спутниктер жана гравитациялык моделдер сыяктуу ар кандай өлчөө ыкмаларынан алынат. Бул маалыматтар окумуштууларга Жердин ички түзүлүшү жөнүндөгү ар кандай суроолорго, мисалы, чөкмө бассейндердин, түпкү тектердин аномалияларынын болушу жана башкалар боюнча жооп берүүгө жардам берет.
Тартылуу күчүн өлчөө ыкмалары
Негизинен, гравитациялык изилдөөлөрдө колдонулган ыкмалардын эки негизги категориясы бар: түз жана кыйыр ыкмалар. Эң көп колдонулган ыкмалардын айрымдары:
1. Жер гравиметри
Гравиметр - бул Жер бетиндеги жергиликтүү гравитациялык ылдамданууну өлчөө үчүн колдонулган аспап. Абсолюттук гравиметр деп да аталган жер гравиметри - бул тартылуу күчүнүн өтө кичинекей өзгөрүүлөрүн аныктай алган өтө сезгич аспап.
Принсип Кержа
Жер гравиметрлери, адатта, сенсор катары пружинаны же маятникти колдонушат. Түзмөк Жер бетине коюлганда, тартылуу күчү сыноо объектисин ылдый тартат жана бул күч тиркелген сенсорду колдонуу менен өтө тактык менен өлчөнөт.
арыз
Гравиметрлер мунай жана газ чалгындоодо, пайдалуу кендерди казууда жана тектоникалык активдүүлүктөн улам Жердин морфологиясындагы өзгөрүүлөрдү картага түшүрүүдө кеңири колдонулат.
2. Деңиз суусунун гравиметри
Деңиз гравиметрлери океандагы гравитациялык аномалияларды өлчөө үчүн колдонулат. Алар, адатта, кемелерге же деңиз платформаларына орнотулат жана кургактыктагы гравиметрлер жетпеген жерлерде гравитациялык күчтү өлчөөгө мүмкүндүк берет.
Принсип Кержа
Деңиз суусунун гравиметри кеменин кыймылын компенсациялоочу гироскопиялык стабилизация системасы менен жабдылган, натыйжада так өлчөөлөрдү жүргүзүүгө мүмкүндүк берет.
арыз
Деңиз суусунун гравиметрлери көбүнчө деңиз геологиялык изилдөөлөрүндө, тоо тектеринин кендерин картага түшүрүү же океан түбүндөгү потенциалдуу жаратылыш ресурстарын издөө үчүн колдонулат.
3. Тартылуу спутниги
Тартылуу күчүн өлчөө спутниктерди колдонуу менен да жүргүзүлүшү мүмкүн. Бир белгилүү мисал - GRACE (Тартылуу күчүн калыбына келтирүү жана климаттык эксперимент) миссиясы, анда Жер бетиндеги тартылуу күчүнүн айырмачылыктарын өлчөө үчүн эки спутник колдонулган.
Принсип Кержа
Эки GRACE спутниги бир аз башкача, бирок жакын орбиталарга учурулуп, алардын ортосундагы аралыктын өзгөрүшүн көзөмөлдөп турушкан. Бул өзгөрүүлөр алардын учуу траекториясынын астындагы тартылуу күчүнүн өзгөрүшүнөн келип чыгат, алар тартылуу күчүнүн маалыматтарына киргизилет.
арыз
GRACE сыяктуу спутниктерден алынган маалыматтар климаттын өзгөрүшүн, полярдык муз массасын жана глобалдык суу айлануусундагы өзгөрүүлөрдү көзөмөлдөө үчүн абдан пайдалуу.
Гравитациялык маалыматтарды талдоо
Тартылуу күчү жөнүндө маалыматтарды чогултуу - бул биринчи гана кадам. Пайдалуу маалымат алуу үчүн чогултулган маалыматтар иштетилип, талданышы керек.
Маалыматтарды оңдоо
Тартылуу күчү маалыматтары геологиялык эмес таасирлерди жок кылуу үчүн ар кандай оңдоолорду талап кылат. Айрым кеңири таралган оңдоолор төмөнкүлөрдү камтыйт:
– Толкунду оңдоо: Океан ташкындарынын жана атмосферанын тартылуу күчүнүн маалыматтарына тийгизген таасирин жок кылат.
– Бугерди түзөтүү: Тартылуу күчү жөнүндө маалыматты деңиз деңгээлинен өлчөө бийиктигине тууралайт.
– Кеңдик жана узундук боюнча коррекция: Ар кандай кеңдиктерде жана узундуктарда тартылуу күчүнүн өзгөрүүлөрүн эске алуу менен.
Маалыматтарды иштетүү
Оңдоодон кийин, гравитациялык маалыматтар ар кандай алгоритмдер жана чечмелөө ыкмалары аркылуу иштетилет. Аларга төмөнкүлөр кирет:
– Жыштык чыпкасы: Жергиликтүү жана аймактык гравитациялык аномалияларды бөлүү үчүн.
– Спектрдик анализ: Маалыматтардагы спектрдик тоскоолдуктардын өзгөчөлүктөрүн аныктоо.
– 3D картага түшүрүү: Жер бетинин астында массанын бөлүштүрүлүшүнүн үч өлчөмдүү моделин түзүү.
Геофизикадагы колдонулуштар
Гравитациялык өлчөөлөр геофизикалык ар кандай тармактарда маанилүү ролду ойнойт. Алардын негизги колдонулуштарынын айрымдары төмөнкүлөрдү камтыйт:
Мунай жана газ чалгындоо
Гравитациялык аномалиялар мунай жана газга бай чөкмө бассейндердин бар экендигин көрсөтүшү мүмкүн. Гравитациялык изилдөө ыкмалары көбүнчө максаттуу аймактарды аныктоо үчүн чалгындоонун алгачкы этаптарында колдонулат.
Жердин түзүлүшүн изилдөө
Тартылуу күчү жөнүндөгү маалыматтар геофизиктерге Жердин ички түзүлүшүн, мисалы, тектоникалык плиталардын чек араларын, суу астындагы жанар тоолордун болушун жана башка геологиялык өзгөчөлүктөрдү картага түшүрүүгө жардам берет.
Климаттын өзгөрүшүн көзөмөлдөө
Тартылуу күчүнүн өзгөрүүлөрү уюлдардагы муз массасынын өзгөрүшүн көзөмөлдөө жана дарыялар менен көлдөрдөгү суунун массасынын өзгөрүшүн баалоо үчүн колдонулушу мүмкүн.
Кыйынчылыктар жана инновациялар
Тартылуу күчүн өлчөө ыкмаларында олуттуу жетишкендиктер болгону менен, кыйынчылыктар дагы эле бар. Мисалы, жетүүгө кыйын жерлерде (мисалы, жыш токойлордо же аскалуу жерлерде) тартылуу күчүн өлчөө жана чоң жана татаал маалыматтар топтомун иштетүү.
Бирок, абадагы тартылуу күчүн өлчөө үчүн дрондорду колдонуу жана тартылуу спутниктеринин чечилишинин жана тактыгынын жогорулашы сыяктуу технологиялык жетишкендиктер геофизикада жаркын келечекке үмүт берет.
Корутунду
Геофизикадагы гравитацияны өлчөө ыкмалары Жердин түзүлүшүн жана динамикасын түшүнүү үчүн маанилүү куралдар болуп саналат. Жердеги жана деңиздеги гравиметрлерден тартып гравитациялык спутниктерге чейин ар бир ыкманын ар кандай колдонмолордо өзүнүн артыкчылыктары жана функциялары бар. Жердин гравитациясын жакшыраак түшүнүү жаратылыш ресурстарын изилдөөгө гана жардам бербестен, климаттын өзгөрүшүн көзөмөлдөө жана азайтуу үчүн маанилүү түшүнүктөрдү берет. Технология өнүккөн сайын, геофизикадагы гравитацияны өлчөөнүн келечеги барган сайын келечектүү болуп көрүнөт.
