Teadus Maa gravitatsioonivälja kohta. Maa gravitatsioonivälja uuriv teadus. Maa gravitatsiooniväli

MAA GRAVITATSIOONIVÄLJAS (a. Maa gravitatsiooniväli, Maa gravitatsiooniväli; N. Schwerefeld der Erde; F. champ de gravite de la Terre; ja. Campo de gravedad de la tierra) - külgetõmbejõust tulenev jõud. masside ja tsentrifugaaljõu tõttu, mis tekib Maa igapäevase pöörlemise tõttu; sõltub ka ebaoluliselt Kuu ja Päikese ning teiste taevakehade ja maa masside külgetõmbest. Maa gravitatsioonivälja iseloomustavad raskusjõud, raskusjõu potentsiaal ja selle erinevad tuletised. Potentsiaali mõõtmed on m2 .s -2, potentsiaali (sh gravitatsiooni) esimeste tuletiste mõõtühik gravimeetrias on milligal (mGal), võrdne 10-5 ms -2, ja teiste tuletiste puhul -etvesh (E, E) võrdub 10-9. -2.

Maa gravitatsioonivälja põhiomaduste väärtused: gravitatsioonipotentsiaal merepinnal 62636830 m 2 .s -2; keskmine gravitatsioon Maal on 979,8 Gal; keskmise gravitatsiooni vähenemine pooluselt ekvaatorile 5200 mGal (sh Maa igapäevase pöörlemise tõttu 3400 mGal); gravitatsiooni maksimaalne anomaalia Maal on 660 mGal; normaalne vertikaalne gravitatsioonigradient 0,3086 mGal / m; vertikaalse joone maksimaalne kõrvalekalle Maal on 120 "; raskusjõu perioodiliste lunisolaarsete kõikumiste vahemik on 0,4 mGal; ilmaliku raskusjõu muutuse võimalik suurus<0,01 мГал/год.

Ainult Maa gravitatsioonist tulenevat gravitatsioonipotentsiaali osa nimetatakse geopotentsiaaliks. Paljude globaalsete probleemide lahendamiseks (Maa kuju uurimine, satelliitide trajektooride arvutamine jne) esitatakse geopotentsiaal sfääriliste funktsioonide laienemise näol. Gravitatsioonipotentsiaali teisi tuletisi mõõdetakse gravitatsioonigradiomeetrite ja variomeetrite abil. Geopotentsiaali on mitu laiendust, mis erinevad vaatlusaluste esialgsete andmete ja laienemisastmete poolest.

Tavaliselt kujutatakse Maa gravitatsioonivälja kahest osast: normaalne ja anomaalne. Peamine - välja normaalne osa vastab Maa skemaatilisele mudelile revolutsiooni ellipsoidi kujul (tavaline Maa). See on kooskõlas tegeliku Maaga (massikeskmed, massiväärtused, nurkkiirused ja igapäevase pöörlemise teljed langevad kokku). Tavalise Maa pinda loetakse tasaseks, s.t. gravitatsioonipotentsiaal on kõigis selle punktides sama (vt geoid); raskusjõud suunatakse sellele mööda normaali ja muutub lihtsa seaduse järgi. Gravimeetrias kasutatakse laialdaselt rahvusvahelist normaalgravitatsiooni valemit:

g (p) = 978049 (1 + 0,0052884 sin 2 p - 0,0000059 sin 2 2p), mGal.

Teistes sotsialismimaades kasutatakse peamiselt F. R. Helmerti valemit:

g (p) = 978030 (1 + 0,005302 sin 2 p - 0,000007 sin 2 2p), mGal.

Mõlema valemi parempoolsetest külgedest lahutatakse 14 mGal, et võtta arvesse absoluutse raskusjõu viga, mis määrati kindlaks absoluutse gravitatsiooni mitmetes mõõtmistes erinevates kohtades. Tuletatakse ka teisi sarnaseid valemeid, mis võtavad arvesse Maa kolmiaksilisusest tingitud muutusi normaalses raskusjõus, selle põhja- ja lõunapoolkera asümmeetriat jne. Mõõdetud ja normaalgravitatsiooni erinevust nimetatakse gravitatsioonianomaaliaks (vt geofüüsika anomaalia). Maa gravitatsioonivälja ebanormaalne osa on tavapärasest väiksem ja muutub keerulisel viisil. Kui Kuu ja Päikese asukohad Maa suhtes muutuvad, toimub Maa gravitatsioonivälja perioodiline muutumine. See põhjustab Maa loodete deformatsioone, sh. mereveed. Maa gravitatsiooniväljas toimuvad ka ajaliselt muutumatud muutused, mis tulenevad masside ümberjaotumisest Maa sisemuses, tektoonilistest liikumistest, maavärinatest, vulkaanipursetest, vee ja atmosfäärimasside liikumisest, nurkkiiruse muutustest ja hetkest. Maa igapäevase pöörlemise telg. Paljusid Maa gravitatsioonivälja mittevoolu muutuste väärtusi ei täheldata ja neid hinnatakse ainult teoreetiliselt.

Maa gravitatsioonivälja põhjal määratakse geoid, mis iseloomustab Maa gravimeetrilist kuju, mille suhtes on seatud Maa füüsilise pinna kõrgused. Maa tiheduse radiaalse jaotuse mudeli uurimiseks kasutatakse Maa gravitatsioonivälja koos teiste geofüüsikaliste andmetega. Selle põhjal tehakse järeldusi Maa hüdrostaatilise tasakaaluseisundi ja sellega kaasnevate pingete kohta

MAA GRAVITATSIOONIVÄLJAS (a. Maa gravitatsiooniväli, Maa gravitatsiooniväli; N. Schwerefeld der Erde; F. champ de gravite de la Terre; ja. Campo de gravedad de la tierra) - külgetõmbejõust tulenev jõud. masside ja tsentrifugaaljõu tõttu, mis tekib Maa igapäevase pöörlemise tõttu; sõltub ka ebaoluliselt Kuu ja Päikese ning teiste taevakehade ja maa masside külgetõmbest. Maa gravitatsioonivälja iseloomustavad raskusjõud, raskusjõu potentsiaal ja selle erinevad tuletised. Potentsiaali mõõtmed on m2 .s -2, potentsiaali (sh gravitatsiooni) esimeste tuletiste mõõtühik gravimeetrias on milligal (mGal), võrdne 10-5 ms -2, ja teiste tuletiste puhul -etvesh (E, E) võrdub 10-9. -2.

Maa gravitatsioonivälja põhiomaduste väärtused: gravitatsioonipotentsiaal merepinnal 62636830 m 2 .s -2; keskmine gravitatsioon Maal on 979,8 Gal; keskmise gravitatsiooni vähenemine pooluselt ekvaatorile 5200 mGal (sh Maa igapäevase pöörlemise tõttu 3400 mGal); gravitatsiooni maksimaalne anomaalia Maal on 660 mGal; normaalne vertikaalne gravitatsioonigradient 0,3086 mGal / m; vertikaalse joone maksimaalne kõrvalekalle Maal on 120 "; raskusjõu perioodiliste lunisolaarsete kõikumiste vahemik on 0,4 mGal; ilmaliku raskusjõu muutuse võimalik suurus<0,01 мГал/год.

Ainult Maa gravitatsioonist tulenevat gravitatsioonipotentsiaali osa nimetatakse geopotentsiaaliks. Paljude globaalsete probleemide lahendamiseks (Maa kuju uurimine, satelliitide trajektooride arvutamine jne) esitatakse geopotentsiaal sfääriliste funktsioonide laienemise näol. Gravitatsioonipotentsiaali teisi tuletisi mõõdetakse gravitatsioonigradiomeetrite ja variomeetrite abil. Geopotentsiaali on mitu laiendust, mis erinevad vaatlusaluste esialgsete andmete ja laienemisastmete poolest.

Tavaliselt kujutatakse Maa gravitatsioonivälja kahest osast: normaalne ja anomaalne. Peamine - välja normaalne osa vastab Maa skemaatilisele mudelile revolutsiooni ellipsoidi kujul (tavaline Maa). See on kooskõlas tegeliku Maaga (massikeskmed, massiväärtused, nurkkiirused ja igapäevase pöörlemise teljed langevad kokku). Tavalise Maa pinda loetakse tasaseks, s.t. gravitatsioonipotentsiaal on kõigis selle punktides sama (vt geoid); raskusjõud suunatakse sellele mööda normaali ja muutub lihtsa seaduse järgi. Gravimeetrias kasutatakse laialdaselt rahvusvahelist normaalgravitatsiooni valemit:

g (p) = 978049 (1 + 0,0052884 sin 2 p - 0,0000059 sin 2 2p), mGal.

Teistes sotsialismimaades kasutatakse peamiselt F. R. Helmerti valemit:

g (p) = 978030 (1 + 0,005302 sin 2 p - 0,000007 sin 2 2p), mGal.

Mõlema valemi parempoolsetest külgedest lahutatakse 14 mGal, et võtta arvesse absoluutse raskusjõu viga, mis määrati kindlaks absoluutse gravitatsiooni mitmetes mõõtmistes erinevates kohtades. Tuletatakse ka teisi sarnaseid valemeid, mis võtavad arvesse Maa kolmiaksilisusest tingitud muutusi normaalses raskusjõus, selle põhja- ja lõunapoolkera asümmeetriat jne. Mõõdetud ja normaalgravitatsiooni erinevust nimetatakse gravitatsioonianomaaliaks (vt geofüüsika anomaalia). Maa gravitatsioonivälja ebanormaalne osa on tavapärasest väiksem ja muutub keerulisel viisil. Kui Kuu ja Päikese asukohad Maa suhtes muutuvad, toimub Maa gravitatsioonivälja perioodiline muutumine. See põhjustab Maa loodete deformatsioone, sh. mereveed. Maa gravitatsiooniväljas toimuvad ka ajaliselt muutumatud muutused, mis tulenevad masside ümberjaotumisest Maa sisemuses, tektoonilistest liikumistest, maavärinatest, vulkaanipursetest, vee ja atmosfäärimasside liikumisest, nurkkiiruse muutustest ja hetkest. Maa igapäevase pöörlemise telg. Paljusid Maa gravitatsioonivälja mittevoolu muutuste väärtusi ei täheldata ja neid hinnatakse ainult teoreetiliselt.

Maa gravitatsioonivälja põhjal määratakse geoid, mis iseloomustab Maa gravimeetrilist kuju, mille suhtes on seatud Maa füüsilise pinna kõrgused. Maa tiheduse radiaalse jaotuse mudeli uurimiseks kasutatakse Maa gravitatsioonivälja koos teiste geofüüsikaliste andmetega. Selle põhjal tehakse järeldusi Maa hüdrostaatilise tasakaaluseisundi ja sellega kaasnevate pingete kohta

Maa gravitatsioonivälja uurimine pole mitte ainult teaduslik, vaid ka suure praktilise tähtsusega paljude Venemaa rahvamajanduse sektorite jaoks. Olles sõltumatu teaduslik suund, on gravimeetria lahutamatu osa ka muudest keerukatest maateadustest, nagu Maa füüsika, geoloogia, geodeesia ja astronautika, okeanograafia ja navigatsioon, seismoloogia ja prognoosimine.

Kõik gravimeetria algsed kontseptsioonid põhinevad klassikalise Newtoni mehaanika sätetel. Gravitatsiooni mõjul kogeb igaüks kiirendust g Tavaliselt ei tegele nad mitte raskusjõuga, vaid selle kiirendusega, mis on arvuliselt võrdne väljatugevusega antud punktis. Muutused gravitatsioonis sõltuvad masside jaotusest Maal. Selle jõu mõjul loodi Maa tänapäevane vorm (kuju) ja selle diferentseerumine jätkub erineva koostise ja tihedusega geosfäärideks. Seda nähtust kasutatakse gravimeetrias geoloogilise uurimise jaoks. Raskusjõu muutusi, mis on seotud maapõue ebahomogeensusega, millel puudub ilmne, nähtav muster ja mis põhjustavad raskusjõu väärtuste kõrvalekalde normaalsest, nimetatakse raskusjõu anomaaliateks. Need kõrvalekalded pole suured. Nende väärtused kõiguvad mitme ühiku piires 10-3 m / s 2, mis on 0,05% raskusjõu koguväärtusest ja suurusjärgu võrra väiksem kui selle normaalne muutus. Maapõue uurimiseks ja otsimiseks pakuvad aga huvi just need muutused.

Gravitatsioonianomaaliaid põhjustavad nii pinnale väljaulatuvad massid (mäed) kui ka Maa sees olevate massitiheduste erinevus. Väliste nähtavate masside mõju arvutatakse, välistades saadud kõrvalekallete parandused. Tiheduse muutused võivad toimuda nii kihtide tõstmise ja langetamise kui ka tiheduse muutumise tõttu kihtides endas. Seetõttu peegeldavad gravitatsioonianomaaliad nii kivide struktuurivorme kui ka petrograafilist koostist maapõue erinevates kihtides. Maakoore tihedused eristuvad nii vertikaalselt kui ka horisontaalselt. Tihedus suureneb sügavusega 1,9–2,3 g / cm 3 pinnalt 2,7–2,8 g / cm 3 maakoore alumise piiri tasemel ja ulatub vahevööndi piirkonnas 3,0–3,3 g / cm 3.

Erilise tähtsusega on gravitatsioonianomaaliate tõlgendamine geoloogias. Otseselt või kaudselt kaasneb gravitatsioon kõigiga. Lõpuks võimaldavad raskusjõu kõrvalekalded oma füüsilise olemuse ja nende arvutamiseks kasutatud meetodite tõttu samaaegselt uurida Maa mis tahes tiheduse ebahomogeensust, ükskõik kus ja kui sügaval need on. See võimaldab kasutada gravitatsiooniandmeid mastaabilt ja sügavuselt väga erinevate geoloogiliste probleemide lahendamiseks. Gravimeetrilist mõõdistamist kasutatakse laialdaselt maakide ja nafta- ja gaasistruktuuride uurimisel ja uurimisel.

Gravitatsiooniandmete roll ja tähtsus sügavate seismiliste andmete uurimisel on eriti suurenenud viimastel aastatel, kui mitte ainult Kola, vaid ka muud sügavad ja sügavad süvendid, sealhulgas välismaised (Oberpfalz V, Gravberg V jne), ei kinnitanud seda. sügavate seismiliste andmete geoloogilise tõlgendamise tulemused.

Gravitatsioonianomaaliate geoloogiliseks tõlgendamiseks geomorfoloogiliselt järsult erinevates piirkondades on eriline roll gravitatsiooni kõige õigustatuma vähendamise valikul, kuna näiteks mägipiirkondades erinevad Faya ja Bougueri anomaaliad järsult mitte ainult intensiivsuse poolest. aga isegi märgis. Mandriliste territooriumide puhul on kõige tuntum Bougueri reduktsioon, mille vahekihi tihedus on 2,67 g / cm 3 ja mille korrigeerimine on tingitud pinnatopograafia mõjust 200 km raadiuses.

Maapinna kõrgust, samuti merede ja ookeanide põhja sügavust mõõdetakse kvaasigeoidi pinnalt (merepinnast). Seetõttu on Maa kuju gravitatsioonimõju täielikuks arvestamiseks vaja sisse viia kaks korrektsiooni: Brunsi korrektsioon Maa figuuri kõrvalekallete kohta tavalisest Maa ellipsoidist või revolutsioonisfäärist, samuti topograafiline ja hüdrotopograafiline. korrektsioonid tahke maapinna kõrvalekallete suhtes merepinnast.

Gravitatsioonianomaaliaid kasutatakse laialdaselt mitmesuguste geoloogiliste probleemide lahendamisel. Ideed Venemaa territooriumil nii suurte ja heterogeensete gravitatsioonianomaaliate sügavast geoloogilisest olemusest muutuvad suuresti sõltuvalt sellest, milliseid teoreetilisi kontseptsioone Maa tekke ja tektoonilise arengu kohta võeti aluseks. Teadlased on juba ammu märganud, et Bougueri gravitatsioonianomaaliate ja hüdrotopograafiliste vähenemiste selge seos päevase topograafia ja mere sügavusega, kui mäestruktuurid vastavad intensiivsetele miinimumidele, ja meredega - raskusjõu maksimumidega on laialdaselt kasutatud isostaasi uurimiseks, gravitatsioonianomaaliate korrelatsiooni sügava seismilise kõlaga andmetega. ja selle abil maakoores "paksuse" arvutamiseks seismiliselt uurimata aladel. Bougueri ja hüdrotopograafilised vähendused võimaldavad kõrvaldada Maa teadaoleva tiheduse ebahomogeensuse mõju ja seeläbi esile tuua põllu sügavamaid komponente. Täheldatud korrelatsioon gravitatsioonianomaaliate päevase leevendusega rõhutab, et just isostaas kui füüsiline nähtus on vastutav selle eest, et mitte ainult leevendus, vaid kõik Maa tiheduse ebahomogeensused on üksteisega suhteliselt kõrgete tsoonide kujul tasakaalustatud. ja madal tihedus, sageli vaheldumisi sügavusega ja üksteist vastastikku kompenseerides. Kaasaegsed andmed Maa reoloogiliste omaduste ja selle lito- ja astenosfääri vahel, mis erinevad järsult oma elastsuse ja vastavalt ka liikuvuse poolest, samuti maapõue tektoonilise kihilisuse poolest, mis võib sisaldada Maa mitmekihilist konvektsiooni sügav aine, näitab koormuste geoloogilist hetkelist lõdvestumist ... Seetõttu kompenseeriti ja jätkatakse Maal nii praegu kui ka varem kõiki mis tahes suuruse ja sügavusega anomaalseid masse isostaatiliselt, olenemata nende asukohast ja mis tahes kujul. Ja kui varem üritasid nad gravitatsiooniliste kõrvalekallete amplituude ja märke seletada ainult maakoore kogupaksuse muutustega ja arvutasid sel eesmärgil selle korrelatsiooni koefitsiendid päevase topograafia või gravitatsioonianomaaliatega, siis järgnevad üha enam maakoore ja ülemise vahevöö üksikasjalik seismiline uurimine, seismiliste tomograafia meetodite kasutamine näitas, et külgmised seismilised ja sellest tulenevalt ka tiheduse ebahomogeensused on iseloomulikud kõikidele Maa sügavate masside diferentseerumise tasanditele, s.t. mitte ainult maakoor, vaid ka ülemine ja alumine vahevöö ning isegi Maa tuum.

Gravitatsioonivälja anomaaliad muutuvad tohutult - üle 500 mGal - vahemikus –245 kuni +265 mGal, moodustades erineva suuruse ja intensiivsusega süsteemi ülemaailmsetest, piirkondlikest ja lokaalsematest raskusjõu anomaaliatest, mis iseloomustavad koorikut, koorikut ja mantlit. Maa külgtiheduse ebahomogeensuse tasemed. Anomaalne gravitatsiooniväli peegeldab erinevatel sügavustel ja ülemises vahevööndis paiknevate gravitatsioonimasside kogumõju. Seega avaldub settebasseinide struktuur paremini anomaalses gravitatsiooniväljas piisava tiheduse diferentseerumise korral piirkondades, kus kristallilise keldri kivimid esinevad suurel sügavusel. Settekivimite gravitatsioonilist mõju madala keldriga aladele on palju raskem jälgida, kuna see on keldri omaduste mõjul varjatud. Suure "graniidikihiga" piirkondi eristavad negatiivsed raskusjõu kõrvalekalded. Graniidimassiivide paljandeid pinnale iseloomustavad raskusjõu miinimumid. Ebanormaalses gravitatsiooniväljas on üksikute plokkide piirid selgelt nähtavad suurte gradientide tsoonides ja raskusjõu ribade maksimumides. Platvormidel ja volditud aladel eristatakse väiksemaid struktuure, paisumisi ja esiosasid.

Kõige globaalsemad gravitatsioonianomaaliad, mis iseloomustavad õige mantlitaseme (astenosfäärilise) taseme ebaühtlust, on nii suured, et ainult nende marginaalsed osad sisenevad vaadeldavale Venemaa territooriumile, jälgides kaugelt selle piire, kus nende intensiivsus suureneb oluliselt. Üks Vahemere raskusjõu maksimaalne tsoon langeb kokku vesikonnaga ja seda piirab põhjast väike Alpi gravitatsioonimiinimum, idas aga üks väga intensiivne ja tohutu Aasia gravitatsioonimiinimum, mis vastab kogu Aasia megapaisumisele. Maa, hõlmates Kesk- ja Kõrge -Aasia mäestruktuure alates Tien Shanist ja vastavalt sellest kuni sisemiste lohkude kirde süsteemini (Ordos, Sichuan jne). See ülemaailmne Aasia gravitatsioonimiinimum väheneb oma intensiivsuses ja seda saab jälgida kaugemale Venemaa Kirde-Venemaa territooriumile (mäestikud, Transbaikalia, Verhojanski-Tšukotka piirkond) ja selle võrsed hõlmavad peaaegu kogu Siberi piirkonda Eelkambriumi platvorm, mis on viimasel ajal aktiveeritud, tervikuna ebaoluliselt kõrgendatud (kuni 500–1000 m) Siberi platoo.

Nendele kõrvalekalletele leitakse loogiline seletus ja erinevad märgid, kui võtame arvesse, et tsooni sulamine, kui see tõuseb astenoliidi pinnale, jätab igal tasandil maha sulanud kivimid, mis on suhteliselt tihedamad kui neid külgsuunas ümbritsevad kihid. Seetõttu tekitab gravitatsiooniväljas selliste ümbersulatatud kivimite kogu summa üheainsa gravitatsiooni maksimumi ja isegi sula „kihtide” (kiiruse ja tiheduse ümberpööramise tsoonid) olemasolu selles ei muuda selle üldisi omadusi, nagu see on täheldatud Arktika -Atlandi ja Vaikse ookeani globaalse raskusjõu maksimumide äärealadel.

Kesk -Aasia globaalse miinimumi loovad anomaalsed massid asuvad tõenäoliselt veelgi suuremal sügavusel, mille tagajärjel tekkis sulanud tsoon ainult sügavate masside mahu suurenemise ja sellest tulenevalt ühe hiiglase tekkeks. Aasia megapunn Maa pinnal ja suletud läätse olemasolu sügavusel. Ilmselt põhjustas see basaltoidse magmatismi, mille maht oli väike ja sellel territooriumil hajutatud, plahvatuse mesosoikumide torud väljasurnud kvaternaarsetes vulkaanides. Altai-Sajaani piirkonnas ja lõpuks Baikali-Patomi kõrgustiku intensiivsem basaltiline magmatism, kaugel Baikali lõhest endast.

Venemaa territooriumile jäävate ülemaailmsete maksimumide ja gravitatsiooni miinimumide suurt sügavust kinnitab geoidi kõrguste tõlgendamine.

Gravitatsioon, mis on ka külgetõmme või gravitatsioon, on mateeria universaalne omadus, mis on kõigil Universumi objektidel ja kehadel. Gravitatsiooni olemus on see, et kõik materiaalsed kehad tõmbavad ligi kõiki teisi ümbritsevaid kehasid.

Raskusjõud

Kui gravitatsioon on üldine mõiste ja kvaliteet, mis on kõigil universumi objektidel, siis gravitatsioon on selle kõikehõlmava nähtuse erijuhtum. Maa tõmbab ligi kõiki materiaalseid esemeid. Tänu sellele saavad inimesed ja loomad turvaliselt mööda maad liikuda, jõed, mered ja ookeanid võivad jääda nende kallastesse ning õhk ei saa lennata läbi kosmose lõputute avaruste, vaid moodustab meie planeedi atmosfääri.

Tekib õiglane küsimus: kui kõigil objektidel on gravitatsioon, siis miks meelitab Maa inimesi ja loomi enda juurde, mitte vastupidi? Esiteks meelitame me enda juurde ka Maa, lihtsalt meie gravitatsiooniga võrreldes on meie gravitatsioon tühine. Teiseks on raskusjõud otseselt proportsionaalne keha massiga: mida väiksem on keha mass, seda väiksemad on selle gravitatsioonijõud.

Teine näitaja, millest külgetõmbejõud sõltub, on objektide vaheline kaugus: mida suurem on kaugus, seda väiksem on gravitatsiooni mõju. Sealhulgas liiguvad planeedid oma orbiitidel ega lange üksteise peale.

Tähelepanuväärne on see, et Maa, Kuu, Päike ja teised planeedid võlgnevad oma sfäärilise kuju tõttu raskusjõule. See toimib tsentri suunas, tõmmates selle poole ainet, mis moodustab planeedi "keha".

Maa gravitatsiooniväli

Maa gravitatsiooniväli on jõuenergia väli, mis moodustub meie planeedi ümber kahe jõu mõjul:

  • gravitatsioon;
  • tsentrifugaaljõud, mis on oma välimuse tõttu Maa pöörlemise ümber oma telje (igapäevane pöörlemine).

Kuna nii gravitatsioon kui ka tsentrifugaaljõud toimivad pidevalt, on gravitatsiooniväli pidev nähtus.

Päikese, Kuu ja mõnede teiste taevakehade gravitatsioonijõud, aga ka Maa atmosfäärimassid mõjuvad põllule ebaoluliselt.

Gravitatsiooniseadus ja Sir Isaac Newton

Inglise füüsik Sir Isaac Newton, kuulsa legendi järgi, nägi kord päeval aias jalutades taevas kuud. Samal ajal kukkus oksalt õun. Newton uuris siis liikumisseadust ja teadis, et õun langeb gravitatsioonivälja mõju alla ja kuu pöörleb ümber maa orbiidil.

Ja siis tuli geniaalse teadlase arusaamast valgustatud mõte, et võib -olla kukub õun maa peale, kuuletudes samale jõule, tänu millele on Kuu oma orbiidil, ja ei torma juhuslikult kogu galaktikas. Nii avastati universaalse gravitatsiooni seadus, see on ka Newtoni kolmas seadus.

Matemaatiliste valemite keeles näeb see seadus välja selline:

F=GMm / D 2 ,

kus F- kahe keha vastastikune raskusjõud;

M- esimese keha mass;

m- teise keha mass;

D 2- kahe keha vaheline kaugus;

G- gravitatsioonikonstant 6,67x10-11.

Maa gravitatsiooniväli - see on gravitatsiooniväli. Raskusjõud toimib kõikjal Maal ja on suunatud piki püstjoont geoidi pinnale, vähenedes suuruselt poolustelt ekvaatorini.

Maal oleks olnud tavaline gravitatsiooniväli tingimusel, et sellel on revolutsiooni ellipsoidi kuju ja masside ühtlane jaotus. Maa pole aga selline keha. Nimetatakse erinevust reaalse gravitatsioonivälja ja teoreetilise (normaalse) välja tugevuse vahel anomaalia gravitatsioonis. Need kõrvalekalded on põhjustatud nii erinevast materjali koostisest ja kivimite tihedusest kui ka nähtavatest ebatasasustest maapinnal (reljeef). Kuid mäed ei põhjusta alati raskusjõu suurenemist (positiivne anomaalia) ja ookeani süvendid - nende puudumist (negatiivne anomaalia). Seda olukorda selgitatakse isostaasia(kreeka keelest. isostaas- võrdne


kaal) - tasakaalustades Maa tahke ja suhteliselt kerge ülemise horisondi raskema ülemise vahevöö vahel, mis on kihis plastilises olekus astenosfäär. Kaasaegsete geofüüsikaliste kontseptsioonide kohaselt toimub Maa soolestikus teatud sügavusel (kompenseerimissügavus) horisontaalselt alamaluste ainemasside levik nende üleliigsetest kohtadest pinnal (mägede kujul jne). kattekihtide perifeeria ja rõhu võrdsustamine. Astenosfäärivoolude olemasolu on maapõue isostaatilise tasakaalu vajalik tingimus.

Kui liustikukoormus ilmub või kaob iidsete ja tänapäevaste liustike aladel, on ka isostaatiline tasakaal häiritud. Katteliustike jäämassi suurenemisega maapõue paindub ja jää sulamisel tõuseb. Selliseid maapõue vertikaalseid liikumisi nimetatakse läige ja oisostaas(alates lat.

liustikud - jää). Glacioisostaatiline vajumine avaldub kõige enam tänapäevaste jääkihtide - Antarktika ja Gröönimaa - keskosade all, kus liustike säng on kohati alla merepinna painutatud. Tõusud on eriti intensiivsed piirkondades, mis on hiljuti mandrijääst vabanenud (näiteks Skandinaavias, Kanadas), kus nende koguväärtused jääajajärgsel perioodil ulatuvad mitukümmend meetrit. Instrumentaalsete mõõtmiste kohaselt ulatuvad tänapäevased tõusumäärad kohati 1 meetrini aastas, näiteks Botnia lahe Rootsi rannikul.

Raskusjõu väärtus on äärmiselt kõrge. See määratleb Maa tegeliku kuju - geoidi. Astenosfääri subkrustaalsed hoovused põhjustavad litosfääriliste plaatide tektoonilisi deformatsioone ja liigutusi, luues Maa reljeefi suuri vorme. Raskusjõud määrab gravitatsioonilise reljeefi moodustamise protsessid: erosioon, maalihked, talid, maalihked, mudavoolud, liustike liikumine mägedes jne. Raskusjõud määrab mägede maksimaalse kõrguse Maal. See hoiab atmosfääri ja hüdrosfääri, allub õhu- ja veemasside liikumisele. Gravitatsioon aitab inimestel ja paljudel loomadel püsti jääda. Geotropism- taimeorganite kasvuliigutused raskusjõu mõjul - määrab varte ja esmase juure vertikaalse suuna. Pole asjata, et gravitatsioonibioloogia, mis tekkis ajastul, kui inimene hakkas ilma gravitatsioonita maailma elama - Kosmos, hõlmab oma katseobjektide hulka taimi. Geograafilises ümbrikus sõna otseses mõttes kõiki protsesse arvesse võttes tuleb arvestada raskusjõuga. Gravitatsioonijõudu arvestamata on võimatu arvutada rakettide ja kosmoseaparaatide stardiandmeid ning maagi mineraalide ning nafta- ja gaasistruktuuride gravimeetriline uurimine on võimatu.

mob_info