Введение той или иной поправки в измеренное значение в разных вариантах связано с учетом влияния рельефа. Так, поправка за свободный воздух, т. е. за различие расстояний от точек наблюдений до центра Земли, учитывает нормальный градиент убывания силы тяжести с высотой и, следовательно, непосредственно связана с абсолютной отметкой пункта измерений. Поправка за притяжение промежуточного слоя вводится для того, чтобы исключить гравитационное влияние масс, расположенных между уровнем наблюдений и уровнем моря, т.е. притяжение топографических масс. В том случае, когда рельеф местности достаточно расчленен и его аппроксимирование плоскопараллельным слоем ведет к заметным ошибкам, применяется топографическая поправка, смысл которой заключается в непосредственном учете влияния реального рельефа. Аналогичный смысл имеет гидротопографическая поправка, вводимая в гравитационные наблюдения на акваториях.[ ...]
Наконец, приведение наблюденного значения силы тяжести к эллипсоиду относимости, для которого вычислены нормальные значения силы тяжести (иначе, введение поправки Брунса), является не чем иным, как учетом отклонения генерализованного рельефа Земли, т.е. поверхности геоида, от эллипсоида.[ ...]
Таким образом, признание связи между рельефом Земли и ее гравитационным полем является одной из фундаментальных основ гравиметрии и прочно вошло в теорию и практику редуцирования гравиметрических данных. Необходимо все же отметить, что перечисленные поправки учитывают лишь влияние слоя горных пород, расположенных выше уровня моря, или слоя воды до морского дна, иначе, гравитационный эффект поверхности твердой Земли. После введения этих редукций в гравитационном поле остается лишь влияние масс, расположенных ниже уровня моря на суше (при условии однородности плотностей топографических масс) и ниже поверхности дна на акватории.[ ...]
Наличие указанных зависимостей дало предпосылку для попыток учета влияния компенсирующих масс, т.е. для введения поправок за гравитационное влияние не только топографических, но и компенсирующих масс. Надо оговориться, что эти поправки, названные топографо-изостатическими, в значительной степени зависят от выбора той или иной компенсационной модели.[ ...]
Говоря об учете эффекта компенсирующих масс в гравитационном поле, необходимо подчеркнуть то обстоятельство, что в данном случае признается как непосредственная, так и опосредованная взаимосвязь между поверхностными крупными формами рельефа нашей планеты и глубинными факторами. Сам факт установления равновесия в оболочках Земли не вызывает сомнений, поэтому введение изостатических поправок имеет несомненный геологический смысл с учетом сделанных выше оговорок.[ ...]
В понятии изостатической компенсации заключена идея о связи рельефа твердой поверхности Земли со структурой земных глубин, тогда как значительные нарушения изостазии литосферы свидетельствуют об активных динамических процессах. В последние годы стало более очевидным, что толщина и строение поверхностных оболочек Земли являются следствием активных процессов, происходящих в пределах ее более глубоких слоев, а именно в мантии и даже ядре [121]. Эти глубинные плотностные неоднородности обычно слабо проявляются в наблюдаемом на отдельном профиле или площади гравитационном поле, а отражаются лишь в его низших гармониках при разложении поля на поверхности Земли. Можно предполагать, что влияние этих источников на динамику литосферы, рельеф ее поверхности, на природу высоких гармоник аномального гравитационного поля очень велико. Эти соображения прямо приводят нас к заключению о важности оценки характера геодинамических процессов в недрах Земли при анализе поля силы тяжести на ее поверхности.[ ...]
Описанные выше в самом общем виде связи аномального гравитационного поля с рельефом поверхности Земли одинаково справедливы как для континентальных, так и для океанических областей. Отличительной особенностью последних является то, что в океанах в связи с относительно меньшей толщиной и большей однородностью земной коры и литосферы эффекты таких связей проявляются более четко. Это дает возможность для более обоснованных заключений о геодинамике и строении океанической литосферы на основании гравиметрических данных. Выяснение закономерностей процессов, происходящих в рифтовых и переходных зонах, установление реакции океанической литосферы на внешнюю нагрузку и внутреннее напряжение и решение многих других проблем современной геодинамики -в совместном анализе рельефа дна и поля силы тяжести.[ ...]
Попытаемся сформулировать некоторые общие черты, присущие гравитационному полю Мирового океана в целом. При глобальном рассмотрении обращает на себя внимание несоответствие между положением крупнейших гравитационных аномалий и взаимным распределением континентов и океанов. Анализ спутниковых данных позволяет достаточно уверенно определять первые восемь -десять гармоник гравитационного поля. Показано, что эти аномалии имеют размах от 40 до -40 мГал. Среднее отклонение от нулевого уровня, определяемое как корень из дисперсии, равно 12 мГал. Слабое соответствие крупнейших площадных аномалий силы тяжести основным формам рельефа подтверждается и результатами количественного анализа: коэффициенты взаимной корреляции между гравитационным полем и топографией для первых 12 гармоник разложения по сферическим функциям не превышают 0,5 по абсолютному значению, что не позволяет говорить о корреляции [38].[ ...]
Обратившись непосредственно к измеренному по профилям или отдельным полигонам гравитационному полю в океане, т, е. к аномалиям в свободном воздухе, можно видеть, что в подавляющем большинстве случаев оно прямо соответствует локальным формам рельефа дна. Объясняется это тем, что поверхность дна является очень резкой плотностной границей, к тому же наиболее приближенной к поверхности наблюдений. Перепад плотностей на этой границе во много раз превышает плотностные контрасты, связанные с геологической неоднородностью океанической литосферы. Таким образом, все локальные формы подводного рельефа (самые мелкие из них индивидуально не скомпенсированные) находят отражение в аномалиях в свободном воздухе и в рельефе водной поверхности.[ ...]
Если гравитационные аномалии в свободном воздухе на континентах и океанах не имеют принципиальных различий, то в редукции Буге эта разница проявляется весьма заметно. Введение поправки за влияние промежуточного слоя в океане приводит к получению высоких положительных значений аномалий Буге, тем больших, чем больше глубина океана. Данный факт обусловлен теоретическим нарушением при введении поправки Буге («засыпке» океана) природной изостазии океанической литосферы. Так, в гребневых зонах СОХ аномалия Буге составляет около 200мГал, для абиссальных океанических котловин - в среднем от 200 до 350 мГал. Несомненно, что в аномалиях Буге отражаются генеральные черты рельефа дна океана в той степени, в какой они изостатически скомпенсированы, поскольку основной вклад в аномалии Буге вносит именно теоретическая поправка.[ ...]
Вернуться к оглавлению