วิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสนามโน้มถ่วงของโลก วิทยาศาสตร์ศึกษาสนามโน้มถ่วงของโลก สนามโน้มถ่วงของโลก

สนามแรงโน้มถ่วงของโลก (ก. สนามโน้มถ่วงของโลก, สนามโน้มถ่วงของโลก; N. Schwerefeld der Erde; F. champ de gravite de la Terre; และ. Campo de gravedad de la tierra) - สนามแรงเนื่องจากแรงดึงดูด ของมวลและแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง ซึ่งเกิดขึ้นเนื่องจากการหมุนรอบโลกในแต่ละวัน ยังขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์และเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ และมวลของโลกเพียงเล็กน้อย สนามโน้มถ่วงของโลกมีลักษณะเฉพาะด้วยแรงโน้มถ่วง ศักยภาพของแรงโน้มถ่วง และอนุพันธ์ต่างๆ ของโลก ศักย์มีมิติ m2 .s -2 หน่วยของการวัดอนุพันธ์อันดับแรกของศักย์ (รวมถึงแรงโน้มถ่วง) ในการวัดแรงโน้มถ่วงคือมิลลิกัล (mGal) เท่ากับ 10 -5 ms -2 และสำหรับอนุพันธ์อันดับสอง - etvesh ( E, E) เท่ากับ 10 -9 .s -2

ค่าลักษณะสำคัญของสนามโน้มถ่วงของโลก: ศักยภาพของแรงโน้มถ่วงที่ระดับน้ำทะเล 62636830 m 2 .s -2; แรงโน้มถ่วงเฉลี่ยบนโลกคือ 979.8 แกลลอน; แรงโน้มถ่วงเฉลี่ยลดลงจากเสาถึงเส้นศูนย์สูตร 5200 mGal (รวมถึงเนื่องจากการหมุนรอบโลก 3400 mGal ทุกวัน) ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงสูงสุดบนโลกคือ 660 mGal; การไล่ระดับสีตามแนวตั้งปกติของแรงโน้มถ่วง 0.3086 mGal / m; ความเบี่ยงเบนสูงสุดของเส้นดิ่งบนโลกคือ 120 "; ช่วงของการแปรผันของดวงจันทร์เป็นระยะในแรงโน้มถ่วงคือ 0.4 mGal; ขนาดที่เป็นไปได้ของการเปลี่ยนแปลงทางโลกในแรงโน้มถ่วง<0,01 мГал/год.

ส่วนของศักย์โน้มถ่วงที่เกิดจากแรงดึงดูดของโลกเท่านั้นเรียกว่า ศักยภาพทางภูมิศาสตร์ เพื่อแก้ปัญหาโลกมากมาย (ศึกษารูปร่างของโลก คำนวณวิถีของดาวเทียม ฯลฯ) ศักยภาพทางภูมิศาสตร์จะแสดงในรูปของการขยายตัวในฟังก์ชันทรงกลม อนุพันธ์อันดับสองของศักย์โน้มถ่วงวัดโดยเครื่องวัดความโน้มถ่วงและวาริโอมิเตอร์ มีการขยายศักยภาพทางภูมิศาสตร์หลายอย่างที่แตกต่างกันในข้อมูลการสังเกตเริ่มต้นและระดับของการขยายตัว

โดยปกติสนามโน้มถ่วงของโลกจะแสดงเป็น 2 ส่วน: ปกติและผิดปกติ หลัก - ส่วนปกติของสนามสอดคล้องกับแบบจำลองแผนผังของโลกในรูปแบบของวงรีแห่งการปฏิวัติ (โลกปกติ) สอดคล้องกับโลกจริง (จุดศูนย์กลางมวล ค่ามวล ความเร็วเชิงมุม และแกนหมุนรายวันตรงกัน) พื้นผิวของโลกปกติถือว่ามีระดับ กล่าวคือ ศักยภาพของแรงโน้มถ่วงทุกจุดมีค่าเท่ากัน (ดู geoid); แรงโน้มถ่วงพุ่งตรงไปตามเส้นปกติและเปลี่ยนแปลงตามกฎง่ายๆ ในการวัดแรงโน้มถ่วง สูตรสากลสำหรับแรงโน้มถ่วงปกติใช้กันอย่างแพร่หลาย:

g (p) = 978049 (1 + 0.0052884 บาป 2 p - 0.0000059 บาป 2 2p), mGal

ในประเทศสังคมนิยมอื่น ๆ สูตรของ F.R. Helmert ส่วนใหญ่จะใช้:

g (p) = 978030 (1 + 0.005302 บาป 2 p - 0.000007 บาป 2 2p), mGal

จากด้านขวามือของทั้งสองสูตร 14 mGal ถูกลบออกเพื่อพิจารณาข้อผิดพลาดในแรงโน้มถ่วงสัมบูรณ์ ซึ่งเกิดขึ้นจากการวัดความโน้มถ่วงสัมบูรณ์หลายครั้งในสถานที่ต่างๆ มีสูตรอื่นที่คล้ายคลึงกันซึ่งคำนึงถึงการเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงปกติเนื่องจากสามแกนของโลก, ความไม่สมดุลของซีกโลกเหนือและใต้ ฯลฯ ความแตกต่างระหว่างแรงโน้มถ่วงที่วัดได้กับแรงโน้มถ่วงปกติเรียกว่าความผิดปกติของแรงโน้มถ่วง (ดูธรณีฟิสิกส์ ผิดปกติ) ส่วนที่ผิดปกติของสนามโน้มถ่วงของโลกมีขนาดเล็กกว่าปกติและมีการเปลี่ยนแปลงในลักษณะที่ซับซ้อน เมื่อตำแหน่งของดวงจันทร์และดวงอาทิตย์สัมพันธ์กับโลกเปลี่ยนไป ความแปรผันของสนามโน้มถ่วงของโลกจะเกิดขึ้นเป็นระยะ สิ่งนี้ทำให้เกิดความผิดปกติของกระแสน้ำของโลกรวมถึง กระแสน้ำในทะเล สนามโน้มถ่วงของโลกยังมีการเปลี่ยนแปลงแบบไม่มีกระแสน้ำอีกด้วย ซึ่งเกิดขึ้นจากการกระจายมวลภายในโลก การเคลื่อนที่ของเปลือกโลก แผ่นดินไหว ภูเขาไฟระเบิด การเคลื่อนที่ของน้ำและมวลบรรยากาศ การเปลี่ยนแปลงของความเร็วเชิงมุมและในชั่วพริบตา แกนหมุนของโลกในแต่ละวัน ค่าการเปลี่ยนแปลงที่ไม่ใช่กระแสน้ำจำนวนมากในสนามโน้มถ่วงของโลกไม่ได้ถูกสังเกตและประเมินตามทฤษฎีเท่านั้น

ตามสนามโน้มถ่วงของโลก geoid ถูกกำหนดซึ่งแสดงลักษณะรูปร่างกราวิเมตริกของโลก ซึ่งสัมพันธ์กับความสูงของพื้นผิวทางกายภาพของโลกที่ตั้งไว้ สนามโน้มถ่วงของโลกร่วมกับข้อมูลธรณีฟิสิกส์อื่นๆ ใช้เพื่อศึกษาแบบจำลองการกระจายตัวในแนวรัศมีของความหนาแน่นของโลก บนพื้นฐานของมัน ได้ข้อสรุปเกี่ยวกับสภาวะสมดุลอุทกสถิตของโลกและเกี่ยวกับความเครียดที่เกี่ยวข้องกับสิ่งนี้ใน

g (p) = 978049 (1 + 0.0052884 บาป 2 p - 0.0000059 บาป 2 2p), mGal

ในประเทศสังคมนิยมอื่น ๆ สูตรของ F.R. Helmert ส่วนใหญ่จะใช้:

g (p) = 978030 (1 + 0.005302 บาป 2 p - 0.000007 บาป 2 2p), mGal

การศึกษาสนามโน้มถ่วงของโลกไม่เพียงแต่เป็นวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่ยังมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างมากสำหรับสาขาเศรษฐกิจของประเทศรัสเซียหลายสาขา เนื่องจากเป็นทิศทางทางวิทยาศาสตร์ที่เป็นอิสระ การวัดแรงโน้มถ่วงจึงเป็นส่วนสำคัญของธรณีศาสตร์ที่ซับซ้อนอื่นๆ เช่น ฟิสิกส์ของโลก ธรณีวิทยา มาตรวิทยาและอวกาศ สมุทรศาสตร์และการนำทาง แผ่นดินไหววิทยา และการพยากรณ์

แนวคิดดั้งเดิมของการวัดแรงโน้มถ่วงมีพื้นฐานมาจากบทบัญญัติของกลศาสตร์นิวตันแบบคลาสสิก ภายใต้การกระทำของแรงโน้มถ่วง ทุกคนจะได้สัมผัสกับความเร่ง g โดยปกติ พวกมันจะไม่จัดการกับแรงโน้มถ่วง แต่เกี่ยวข้องกับความเร่งของมัน ซึ่งมีค่าเท่ากับความแรงของสนาม ณ จุดที่กำหนดเป็นตัวเลข การเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของมวลในโลก ภายใต้อิทธิพลของแรงนี้ รูปทรงสมัยใหม่ (รูป) ของโลกได้ถูกสร้างขึ้น และความแตกต่างของมันยังคงเป็นธรณีสเฟียร์ที่มีองค์ประกอบและความหนาแน่นต่างกัน ปรากฏการณ์นี้ใช้ใน Gravimetry เพื่อศึกษาธรณีวิทยา การเปลี่ยนแปลงของแรงโน้มถ่วงที่เกี่ยวข้องกับความไม่เท่าเทียมกันของเปลือกโลกซึ่งไม่มีรูปแบบที่มองเห็นได้ชัดเจนและทำให้เกิดการเบี่ยงเบนของค่าแรงโน้มถ่วงจากปกติเรียกว่าความผิดปกติของแรงโน้มถ่วง ความผิดปกติเหล่านี้ไม่ค่อยดีนัก ค่าของพวกมันผันผวนภายในหลายหน่วย 10-3 m / s 2 ซึ่งเท่ากับ 0.05% ของมูลค่าทั้งหมดของแรงโน้มถ่วงและลำดับความสำคัญน้อยกว่าการเปลี่ยนแปลงปกติ อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เป็นที่สนใจของการศึกษาเปลือกโลกและการค้นหา

ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงเกิดจากทั้งมวลที่ยื่นออกมาสู่พื้นผิว (ภูเขา) และโดยความแตกต่างของความหนาแน่นของมวลภายในโลก อิทธิพลของมวลภายนอกที่มองเห็นได้คำนวณโดยไม่รวมการแก้ไขจากความผิดปกติที่ได้รับ การเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นอาจเกิดขึ้นได้ทั้งจากการขึ้นและลงของชั้น และเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของความหนาแน่นภายในชั้นเอง ดังนั้น ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงจึงสะท้อนถึงทั้งรูปแบบโครงสร้างและองค์ประกอบทางปิโตรกราฟีของหินในชั้นต่างๆ ของเปลือกโลก ความหนาแน่นของเปลือกโลกแตกต่างกันทั้งในแนวตั้งและแนวนอน ความหนาแน่นเพิ่มขึ้นตามความลึกจาก 1.9–2.3 g / cm 3 ที่พื้นผิวเป็น 2.7–2.8 g / cm 3 ที่ระดับขอบล่างของเปลือกโลกและถึง 3.0–3.3 g / cm 3 ในพื้นที่ชั้นบน

การตีความความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงในธรณีวิทยามีความสำคัญเป็นพิเศษ ไม่ว่าทางตรงหรือทางอ้อม แรงโน้มถ่วงมีส่วนเกี่ยวข้อง ในที่สุด ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงในมุมมองของธรรมชาติทางกายภาพและวิธีการที่ใช้ในการคำนวณ ทำให้สามารถศึกษาความไม่เท่าเทียมกันของความหนาแน่นของโลกได้พร้อม ๆ กันไม่ว่าจะอยู่ที่ใดและอยู่ที่ระดับใด ทำให้สามารถใช้ข้อมูลแรงโน้มถ่วงในการแก้ปัญหาทางธรณีวิทยาที่มีขนาดและความลึกที่หลากหลาย การสำรวจด้วยกราวิเมตริกใช้กันอย่างแพร่หลายในการขุดและสำรวจแหล่งแร่และโครงสร้างน้ำมันและก๊าซ

บทบาทและความสำคัญของข้อมูลแรงโน้มถ่วงในการศึกษาข้อมูลคลื่นไหวสะเทือนแบบลึกได้เพิ่มขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ซึ่งไม่เพียงแต่โคลาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงหลุมลึกและลึกพิเศษอื่นๆ รวมถึงหลุมจากต่างประเทศ (Oberpfalz V, Gravberg V เป็นต้น) ไม่ได้ ยืนยันผลการตีความทางธรณีวิทยาของข้อมูลคลื่นไหวสะเทือนแบบลึกซึ่งเป็นพื้นฐานของการออกแบบบ่อน้ำเหล่านี้

สำหรับการตีความทางธรณีวิทยาของความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงในภูมิภาคที่แตกต่างกันอย่างรวดเร็ว geomorphologically มีบทบาทพิเศษโดยการเลือกการลดแรงโน้มถ่วงที่สมเหตุสมผลที่สุดเนื่องจากตัวอย่างเช่นในพื้นที่ภูเขาความผิดปกติของ Faya และ Bouguer แตกต่างกันอย่างมากไม่เพียง แต่ในความรุนแรง แต่ยังอยู่ในเครื่องหมาย สำหรับดินแดนทวีปที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือการลด Bouguer ด้วยความหนาแน่นของชั้นกลาง 2.67 g / cm 3 และการแก้ไขอิทธิพลของภูมิประเทศพื้นผิวภายในรัศมี 200 กม.

ระดับความสูงของพื้นผิวโลก เช่นเดียวกับความลึกของก้นทะเลและมหาสมุทร วัดจากพื้นผิวของควาซิจอยด์ (ระดับน้ำทะเล) ดังนั้น ในการพิจารณาอิทธิพลโน้มถ่วงของรูปร่างของโลกอย่างเต็มที่ จึงจำเป็นต้องแนะนำการแก้ไขสองประการ: การแก้ไข Bruns สำหรับการเบี่ยงเบนของรูปร่างของโลกจากทรงรีของโลกปกติหรือทรงกลมของการปฏิวัติ เช่นเดียวกับภูมิประเทศและอุทกศาสตร์ การแก้ไขความเบี่ยงเบนของพื้นผิวโลกแข็งจากระดับน้ำทะเล

ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการแก้ปัญหาทางธรณีวิทยาต่างๆ แนวความคิดเกี่ยวกับลักษณะทางธรณีวิทยาเชิงลึกของความโน้มถ่วงที่ใหญ่โตและแตกต่างกันทั่วอาณาเขตของรัสเซียจะเปลี่ยนแปลงไปอย่างมาก ขึ้นอยู่กับแนวคิดเชิงทฤษฎีของการก่อตัวและวิวัฒนาการแปรสัณฐานของโลกเป็นพื้นฐาน นักวิจัยตั้งข้อสังเกตว่าการเชื่อมโยงที่ชัดเจนของความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงใน Bouguer และการลดอุทกศาสตร์กับภูมิประเทศในเวลากลางวันและความลึกของทะเล เมื่อโครงสร้างของภูเขาสอดคล้องกับระดับต่ำสุดที่รุนแรงและกับทะเล - จนถึงระดับสูงสุดของแรงโน้มถ่วง นักวิจัยได้ตั้งข้อสังเกตมานานแล้วและมี มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการศึกษา isostasy ความสัมพันธ์ของความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงกับข้อมูลการเกิดคลื่นไหวสะเทือนแบบลึก และใช้เพื่อคำนวณ "ความหนา" ของเปลือกโลกในพื้นที่ที่ยังไม่ได้สำรวจจากแผ่นดินไหว การลดลงของ Bouguer และ hydrotopographic ทำให้สามารถขจัดอิทธิพลของความไม่เท่าเทียมกันของความหนาแน่นที่รู้จักของโลกได้ และด้วยเหตุนี้จึงเน้นให้เห็นองค์ประกอบที่อยู่ลึกกว่าของสนาม ความสัมพันธ์ที่สังเกตได้กับการบรรเทาความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงในเวลากลางวันเน้นว่ามันเป็น isostasy เป็นปรากฏการณ์ทางกายภาพที่รับผิดชอบต่อความจริงที่ว่าไม่เพียง แต่บรรเทาเท่านั้น แต่ความไม่เท่าเทียมกันของความหนาแน่นทั้งหมดของโลกนั้นมีความสมดุลกันในรูปแบบของโซนที่ค่อนข้างสูง และความหนาแน่นต่ำ มักจะสลับกับความลึกซ้ำแล้วซ้ำเล่าและชดเชยซึ่งกันและกัน ข้อมูลสมัยใหม่เกี่ยวกับคุณสมบัติทางรีโอโลยีของโลกด้วยธรณีภาคและแอสทีโนสเฟียร์ซึ่งแตกต่างกันอย่างมากในด้านความยืดหยุ่นและตามความคล่องตัวเช่นเดียวกับชั้นเปลือกโลกของเปลือกโลกด้วยการปรากฏตัวของการพาความร้อนหลายชั้นของโลก สสารลึกบ่งบอกถึงการคลายโหลดทางธรณีวิทยาทันที ... ดังนั้น ในโลกทั้งในปัจจุบันและก่อนหน้านี้ มวลผิดปกติทั้งหมดที่มีขนาดและความลึกเท่าใดก็ได้และยังคงได้รับการชดเชยแบบไอโซสแตติกอย่างต่อเนื่อง โดยไม่คำนึงว่าพวกมันอยู่ที่ไหนและปรากฏในรูปแบบใดก็ตาม และถ้าก่อนหน้านี้พวกเขาพยายามอธิบายแอมพลิจูดและสัญญาณของความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงโดยการเปลี่ยนแปลงความหนารวมของเปลือกโลกและคำนวณค่าสัมประสิทธิ์ของความสัมพันธ์กับภูมิประเทศในเวลากลางวันหรือความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงเพื่อจุดประสงค์นี้ การศึกษาคลื่นไหวสะเทือนแบบละเอียดของเปลือกโลกและเปลือกโลกส่วนบน การใช้วิธีการเอกซเรย์คลื่นไหวสะเทือนพบว่าแผ่นดินไหวด้านข้างและด้วยเหตุนี้ ความไม่สม่ำเสมอของความหนาแน่นจึงเป็นลักษณะเฉพาะของการสร้างความแตกต่างทุกระดับของมวลลึกของโลก กล่าวคือ ไม่เพียงแต่เปลือกโลกเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเสื้อคลุมด้านบนและด้านล่าง และแม้แต่แกนกลางของโลกด้วย

ความผิดปกติของสนามแรงโน้มถ่วงเปลี่ยนแปลงไปอย่างมหาศาล - มากกว่า 500 mGal - จาก –245 ถึง +265 mGal ทำให้เกิดระบบที่มีขนาดและความเข้มต่างกันของความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงทั่วโลก ระดับภูมิภาค และระดับท้องถิ่นมากขึ้น ซึ่งระบุลักษณะเปลือกโลก เปลือกโลก - เปลือกโลก และที่เหมาะสม ระดับชั้นเสื้อคลุมของความหนาแน่นด้านข้างที่ไม่เท่ากันของโลก สนามโน้มถ่วงผิดปกติสะท้อนถึงผลกระทบทั้งหมดของมวลความโน้มถ่วงซึ่งอยู่ที่ระดับความลึกต่างกันและในเสื้อคลุมด้านบน ดังนั้นโครงสร้างของแอ่งตะกอนจึงแสดงให้เห็นได้ดีกว่าในสนามโน้มถ่วงผิดปกติเมื่อมีความหนาแน่นเพียงพอในบริเวณที่หินของชั้นใต้ดินผลึกเกิดขึ้นที่ระดับความลึกมาก ผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงของหินตะกอนในพื้นที่ที่มีชั้นใต้ดินตื้นนั้นสังเกตได้ยากกว่ามาก เนื่องจากถูกบดบังด้วยอิทธิพลของคุณสมบัติของชั้นใต้ดิน พื้นที่ที่มีความหนาสูงของ "ชั้นหินแกรนิต" มีความโดดเด่นด้วยความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงเชิงลบ หินแกรนิตที่โผล่ขึ้นมาสู่พื้นผิวนั้นมีลักษณะเฉพาะด้วยแรงโน้มถ่วงขั้นต่ำ ในสนามโน้มถ่วงผิดปกติ ขอบเขตของแต่ละบล็อกจะมองเห็นได้ชัดเจนในโซนที่มีการไล่ระดับขนาดใหญ่และวงสูงสุดของแรงโน้มถ่วง ภายในแท่นและพื้นที่พับ โครงสร้างที่เล็กกว่า บวม และส่วนหน้าจะแตกต่างออกไป

ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงทั่วโลกส่วนใหญ่ซึ่งแสดงถึงความไม่เท่าเทียมกันของระดับเสื้อคลุมที่เหมาะสม (asthenospheric) นั้นยอดเยี่ยมมากจนมีเพียงส่วนน้อยเท่านั้นที่เข้าสู่ดินแดนของรัสเซียภายใต้การพิจารณาซึ่งเกินขอบเขตซึ่งความรุนแรงของพวกเขาเพิ่มขึ้นอย่างมาก โซนเดียวของแรงโน้มถ่วงสูงสุดของทะเลเมดิเตอร์เรเนียนเกิดขึ้นพร้อมกับแอ่งน้ำและถูกล้อมรอบจากทางเหนือด้วยแรงโน้มถ่วงต่ำสุดของเทือกเขาแอลป์ และทางทิศตะวันออกโดยแรงโน้มถ่วงต่ำสุดของเอเชียที่มีความเข้มข้นสูงมากเพียงจุดเดียว ซึ่งสอดคล้องกับการบวมโตของเอเชียทั้งหมด ของโลก ครอบคลุมโครงสร้างภูเขาของเอเชียกลางและเอเชียสูงจากไปและตามมาจาก Tien Shan ไปจนถึงระบบตะวันออกเฉียงเหนือของความกดอากาศภายใน (Ordos, Sichuan, ฯลฯ ) แรงโน้มถ่วงขั้นต่ำในเอเชียทั่วโลกนี้ลดความเข้มลงและสามารถสืบย้อนไปถึงดินแดนทางตะวันออกเฉียงเหนือของรัสเซีย (โครงสร้างภูเขา Transbaikalia ภูมิภาค Verkhoyansk-Chukotka) และหน่อของมันครอบคลุมพื้นที่เกือบทั้งหมดของไซบีเรีย แพลตฟอร์ม Precambrian ซึ่งเปิดใช้งานในช่วงไม่กี่ครั้งที่ผ่านมาโดยรวมนั้นไม่มีนัยสำคัญ ยกระดับ (สูงถึง 500-1,000 ม.) ที่ราบสูงไซบีเรีย

พบคำอธิบายเชิงตรรกะและสัญญาณที่แตกต่างกันของความผิดปกติเหล่านี้ หากเราคำนึงถึงการละลายของโซนนั้น เมื่อมันลอยขึ้นสู่พื้นผิวแอสเธโนลิธ จะทิ้งหินที่หลอมละลายแต่ละชั้นไว้ ซึ่งค่อนข้างหนาแน่นกว่าชั้นที่ล้อมรอบพวกมันไว้ด้านข้าง ดังนั้นในสนามโน้มถ่วง ผลรวมของหินที่หลอมใหม่ดังกล่าวจะสร้างแรงโน้มถ่วงรวมสูงสุดเพียงครั้งเดียว และแม้แต่การปรากฏตัวของ "ชั้น" ที่หลอมเหลว (โซนของความเร็วและความหนาแน่นผกผัน) จะไม่เปลี่ยนลักษณะโดยรวมของมันตามที่เป็น สังเกตได้ในส่วนชายขอบของอาร์กติก - แอตแลนติกและแปซิฟิกสูงสุดของแรงโน้มถ่วงทั่วโลก

มวลผิดปกติที่สร้างจุดต่ำสุดของโลกในเอเชียกลางนั้นน่าจะอยู่ที่ระดับความลึกมากกว่าเดิม อันเป็นผลมาจากการที่โซนหลอมเหลวที่ก่อตัวขึ้นนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของปริมาตรของมวลลึกเท่านั้น และด้วยเหตุนี้ การก่อตัวบนพื้นผิวของ ยักษ์เอเชียยักษ์ตัวเดียวของโลก และการปรากฏตัวของเลนส์หลอมเหลวที่ระดับความลึก เห็นได้ชัดว่ามันทำให้เกิด basaltoid magmatism ในปริมาณน้อยและกระจัดกระจายไปทั่วดินแดนนี้ ท่อ Mesozoic ของการระเบิดใน Quaternary ภูเขาไฟใน ภูมิภาคอัลไต-ซายัน และในที่สุด แมกมาทิซึมหินบะซอลต์ที่รุนแรงยิ่งขึ้นของที่ราบสูงไบคาล-ปาตอม ไกลเกินกว่ารอยแยกของไบคาลเอง

ความลึกที่ยิ่งใหญ่ของแรงโน้มถ่วงสูงสุดและต่ำสุดของโลกซึ่งตกอยู่ภายในอาณาเขตของรัสเซียได้รับการยืนยันโดยการตีความความสูงของ geoid

แรงโน้มถ่วงซึ่งเป็นแรงดึงดูดหรือความโน้มถ่วงเป็นสมบัติสากลของสสารซึ่งวัตถุและร่างกายทั้งหมดในจักรวาลครอบครอง แก่นแท้ของแรงโน้มถ่วงก็คือ วัตถุทั้งหมดดึงดูดวัตถุอื่นๆ รอบตัว

แรงโน้มถ่วง

หากแรงโน้มถ่วงเป็นแนวคิดทั่วไปและคุณภาพที่วัตถุทั้งหมดในจักรวาลมี แรงโน้มถ่วงเป็นกรณีพิเศษของปรากฏการณ์ที่ครอบคลุมทั้งหมดนี้ โลกดึงดูดวัตถุวัตถุทั้งหมดบนมัน ด้วยเหตุนี้ ผู้คนและสัตว์จึงสามารถเคลื่อนที่ไปตามพื้นดิน แม่น้ำ ทะเล และมหาสมุทรได้อย่างปลอดภัย - ยังคงอยู่ภายในชายฝั่งและในอากาศ - ไม่บินผ่านพื้นที่อันกว้างใหญ่ที่ไม่มีที่สิ้นสุดของอวกาศ แต่สร้างบรรยากาศของโลกของเรา

คำถามที่ยุติธรรมเกิดขึ้น: ถ้าวัตถุทั้งหมดมีแรงโน้มถ่วง เหตุใดโลกจึงดึงดูดผู้คนและสัตว์มาสู่ตัวมันเอง และไม่ในทางกลับกัน อย่างแรก เรายังดึงดูดโลกมาให้เราด้วย เพียงแต่ว่าแรงโน้มถ่วงของเรานั้นเล็กน้อยเมื่อเทียบกับแรงโน้มถ่วงของโลก ประการที่สอง แรงโน้มถ่วงเป็นสัดส่วนโดยตรงกับมวลของร่างกาย ยิ่งมวลของร่างกายน้อยลงเท่าใด แรงโน้มถ่วงของมันก็จะยิ่งต่ำลงเท่านั้น

ตัวบ่งชี้ที่สองที่แรงดึงดูดขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่างวัตถุ ยิ่งระยะห่างมาก ผลกระทบของแรงโน้มถ่วงก็จะยิ่งน้อยลง ด้วยเหตุนี้ ดาวเคราะห์จึงเคลื่อนที่ในวงโคจรและไม่ตกกระทบกัน

เป็นที่น่าสังเกตว่าโลก ดวงจันทร์ ดวงอาทิตย์ และดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ มีรูปร่างเป็นทรงกลมเนื่องจากแรงโน้มถ่วง มันทำหน้าที่ในทิศทางของศูนย์กลางดึงสารที่ประกอบเป็น "ร่างกาย" ของดาวเคราะห์เข้าหามัน

สนามโน้มถ่วงของโลก

สนามโน้มถ่วงของโลกเป็นสนามพลังงานแรงที่เกิดขึ้นรอบโลกของเราเนื่องจากการกระทำของสองกองกำลัง:

แรงโน้มถ่วง;
แรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางซึ่งเป็นผลมาจากการหมุนของโลกรอบแกนของมัน (การหมุนรายวัน)

เนื่องจากทั้งแรงโน้มถ่วงและแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลางกระทำการอย่างต่อเนื่อง ดังนั้นสนามโน้มถ่วงจึงเป็นปรากฏการณ์ที่คงที่

แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ดวงจันทร์ และเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ รวมทั้งมวลบรรยากาศของโลก มีผลเพียงเล็กน้อยต่อสนาม

กฎแรงโน้มถ่วงและเซอร์ไอแซก นิวตัน

นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ เซอร์ ไอแซก นิวตัน ตามตำนานที่มีชื่อเสียงเคยเดินอยู่ในสวนในตอนกลางวัน ได้เห็นดวงจันทร์บนท้องฟ้า ในเวลาเดียวกัน แอปเปิ้ลก็ตกลงมาจากกิ่ง นิวตันกำลังศึกษากฎการเคลื่อนที่และรู้ว่าแอปเปิลตกอยู่ภายใต้อิทธิพลของสนามโน้มถ่วง และดวงจันทร์โคจรรอบโลก

แล้วความคิดก็มาถึงหัวของนักวิทยาศาสตร์อัจฉริยะ ซึ่งสว่างไสวด้วยความเข้าใจ ว่าบางทีแอปเปิ้ลอาจตกลงสู่พื้นโลก เชื่อฟังพลังเดียวกันที่ดวงจันทร์อยู่ในวงโคจรของมัน และไม่รีบร้อนไปทั่วดาราจักรอย่างสุ่ม ดังนั้นกฎความโน้มถ่วงสากลจึงถูกค้นพบ มันคือกฎข้อที่สามของนิวตันด้วย

ในภาษาของสูตรทางคณิตศาสตร์ กฎนี้มีลักษณะดังนี้:

NS=Gmm / D 2 ,

ที่ไหน NS- แรงดึงดูดซึ่งกันและกันระหว่างสองร่าง

NS- มวลของร่างแรก

NS- มวลของร่างที่สอง

D2- ระยะห่างระหว่างสองร่าง

NS- ค่าคงที่โน้มถ่วงเท่ากับ 6.67x10 -11

สนามโน้มถ่วงของโลก -นี่คือสนามแรงโน้มถ่วง แรงโน้มถ่วงกระทำทุกที่บนโลกและพุ่งไปตามเส้นดิ่งไปยังพื้นผิว geoid โดยลดขนาดจากขั้วถึงเส้นศูนย์สูตร

โลกคงมี สนามโน้มถ่วงปกติโดยมีเงื่อนไขว่ามีรูปร่างเป็นวงรีแห่งการปฏิวัติและมีการกระจายมวลในนั้นอย่างสม่ำเสมอ อย่างไรก็ตาม โลกไม่ใช่ร่างกายเช่นนั้น ความแตกต่างระหว่างความแรงของสนามโน้มถ่วงจริงกับสนามทฤษฎี (ปกติ) เรียกว่า ความผิดปกติในแรงโน้มถ่วงความผิดปกติเหล่านี้เกิดจากทั้งองค์ประกอบของวัสดุและความหนาแน่นของหินที่แตกต่างกัน และจากความผิดปกติที่มองเห็นได้ของพื้นผิวโลก (การบรรเทา) อย่างไรก็ตาม ภูเขาไม่ได้ทำให้แรงโน้มถ่วงเพิ่มขึ้น (ความผิดปกติในเชิงบวก) และร่องน้ำในมหาสมุทรเสมอไป ซึ่งขาด (ความผิดปกติเชิงลบ) สถานการณ์นี้อธิบายไว้ isostasia(จากภาษากรีก. isostasis- เท่ากับ

น้ำหนัก) - สร้างสมดุลระหว่างขอบฟ้าบนที่เป็นของแข็งและค่อนข้างเบาของโลกบนเสื้อคลุมด้านบนที่หนักกว่าซึ่งอยู่ในสถานะพลาสติกในชั้น แอสทีโนสเฟียร์ตามแนวคิดทางธรณีฟิสิกส์สมัยใหม่ในบาดาลของโลกในระดับความลึกหนึ่ง (ความลึกของการชดเชย) มีการแพร่กระจายในแนวนอนของมวลใต้เปลือกโลกของสสารจากสถานที่ที่ส่วนเกินบนพื้นผิว (ในรูปของภูเขา ฯลฯ ) ถึง รอบนอกและความเท่าเทียมกันของแรงกดของชั้นที่วางอยู่ การมีอยู่ของกระแสแอสเธโนสเฟียร์เป็นเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับสมดุลไอโซสแตติกของเปลือกโลก

เมื่อปริมาณน้ำแข็งปรากฏขึ้นหรือหายไปในพื้นที่ของธารน้ำแข็งในสมัยโบราณและสมัยใหม่ สมดุลของไอโซสแตติกก็ถูกรบกวนเช่นกัน ด้วยการเพิ่มขึ้นของมวลน้ำแข็งของธารน้ำแข็งที่ปกคลุม เปลือกโลกจะโค้งงอ และเมื่อน้ำแข็งละลาย มันก็จะลอยขึ้น การเคลื่อนที่ในแนวดิ่งของเปลือกโลกเรียกว่า เงาและ oisostasis(จาก ลท.

ธารน้ำแข็ง - น้ำแข็ง) การทรุดตัวของ Glacioisostatic นั้นเด่นชัดที่สุดภายใต้ส่วนกลางของแผ่นน้ำแข็งสมัยใหม่ - แอนตาร์กติกาและกรีนแลนด์ที่เตียงของธารน้ำแข็งโค้งงอในสถานที่ที่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล การยกระดับมีความเข้มข้นเป็นพิเศษในพื้นที่ที่เพิ่งปลอดจากน้ำแข็งในทวีปยุโรป (เช่น ในสแกนดิเนเวีย แคนาดา) ซึ่งมูลค่ารวมของช่วงเวลาหลังยุคน้ำแข็งจะสูงถึงหลายสิบเมตร ตามการวัดด้วยเครื่องมือ อัตราการเพิ่มขึ้นที่ทันสมัยในบางสถานที่สูงถึง 1 เมตรต่อศตวรรษ ตัวอย่างเช่น บนชายฝั่งสวีเดนของอ่าวโบทาเนีย

ค่าของแรงโน้มถ่วงสูงมาก มันกำหนดร่างที่แท้จริงของโลก - geoid กระแสน้ำใต้เปลือกโลกในชั้นแอสเธโนสเฟียร์ทำให้เกิดการเสียรูปของเปลือกโลกและการเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลกธรณีภาค ทำให้เกิดรูปนูนขนาดใหญ่ของโลก แรงโน้มถ่วงกำหนดกระบวนการสร้างแรงโน้มถ่วง: การกัดเซาะ ดินถล่ม ตาลัส ดินถล่ม โคลน การเคลื่อนที่ของธารน้ำแข็งในภูเขา ฯลฯ แรงโน้มถ่วงกำหนดความสูงสูงสุดของภูเขาบนโลก มันถือบรรยากาศและไฮโดรสเฟียร์มันเป็นไปตามการเคลื่อนที่ของมวลอากาศและน้ำ แรงโน้มถ่วงช่วยให้มนุษย์และสัตว์หลายชนิดตั้งตรงได้ Geotropism- การเคลื่อนไหวของการเจริญเติบโตของอวัยวะพืชภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง - กำหนดทิศทางแนวตั้งของลำต้นและรากหลัก ไม่ใช่โดยไม่มีเหตุผลว่าชีววิทยาแรงโน้มถ่วงซึ่งเกิดขึ้นในยุคที่มนุษย์เริ่มอาศัยอยู่ในโลกโดยปราศจากแรงโน้มถ่วง - จักรวาลรวมถึงพืชในวัตถุทดลอง ต้องคำนึงถึงแรงโน้มถ่วงด้วยเมื่อพิจารณาถึงกระบวนการทั้งหมดในซองจดหมายทางภูมิศาสตร์อย่างแท้จริง โดยไม่คำนึงถึงแรงโน้มถ่วง มันเป็นไปไม่ได้ที่จะคำนวณข้อมูลเริ่มต้นสำหรับการปล่อยจรวดและยานอวกาศ และการสำรวจแร่แร่และโครงสร้างน้ำมันและก๊าซด้วยกราวิเมตริกนั้นเป็นไปไม่ได้