Гравиметрия

Гравиметрия (от лат. gravitas — тяжесть и греч. metron — мера) — научная дисциплина, являющаяся частью физики Земли. Она изучает распределение гравитационного поля и его элементов на поверхности планеты и в окружающем пространстве.

• Использование в науках: Данные гравиметрии применяются в астрономии (для вычисления масс Солнца, Луны, Земли и других планет на основе ускорения силы тяжести), метрологии (при определении единиц измерения, производных от ускорения силы тяжести, и соотношений между единицами силы в разных системах), геодезии (для определения фигуры Земли — геоида) и геологии (для исследования земной коры и внутренних зон Земли, геологического картирования, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых).
• Гравиразведка: Метод решения геологических задач, основанный на изучении зависимости силы тяжести от особенностей геологического строения, называется гравиразведкой.
• Спутниковые наблюдения: Информацию о распределении гравитационного поля в пространстве, окружающем Землю, получают с помощью наблюдений за траекториями искусственных спутников Земли. Применяются специальные камеры и системы слежения, а измерения проводятся с помощью оптических и радиотехнических устройств. В обработку одновременно вовлекаются десятки тысяч наблюдений.
• Наземные и подземные измерения: На поверхности Земли и в горных выработках ускорение силы тяжести измеряют с помощью гравиметров, реже — маятниковыми приборами. Вторые производные гравитационного потенциала измеряются с помощью градиентометров и вариометров.
• Типы съёмок: В зависимости от условий выделяют морскую, воздушную и подземную гравиметрию. По типу применяемых приборов съёмки подразделяются на гравиметровые, маятниковые, вариометрические и градиентометрические.
• Методы измерений: Ускорение силы тяжести может быть измерено абсолютным или относительным методом. Абсолютные измерения требуют продолжительного времени и специального оборудования; они проводились Потсдамским геодезическим институтом, Институтом метрологии имени Д. И. Менделеева (Ленинград), Национальным бюро стандартов (США) и другими организациями. Ошибка определения абсолютных значений составляет 0,5–1 мГал. Наиболее широко применяют относительные измерения, при которых значения g в разных пунктах определяются по отношению к пункту с известным абсолютным значением. Приращения Δg измеряются гораздо проще, быстрее и точнее, чем абсолютные значения g.
• Сеть опорных пунктов: Система относительных определений обычно многоступенчатая. Съёмки, выполняемые на ограниченных площадях с геологическими и другими задачами, привязываются к сети опорных гравиметрических пунктов, различающихся по классам точности. Для калибровки гравиметров используются специальные базисы, протяжённость которых зависит от необходимого диапазона измерения Δg и варьирует от десятков километров до нескольких тысяч километров.

П. И. Клушин