Language
Country/Area
No result found
هل تعلم كيف يتم في الواقع قياس وتفسير جاذبية الأرض؟
في حياتنا اليومية، تبدو الجاذبية وجودًا أبديًا ومستقرًا، لكن في الواقع، يعد قياس وفهم جاذبية الأرض مهمة معقدة وحساسة في العلوم. تشير شذوذات الجاذبية إلى الاختلافات بين قيم الجاذبية المرصودة وتلك التي تنبأت بها النماذج التنبؤية. ولا تعكس عملية القياس هذه شكل الأرض فحسب، بل تكشف أيضًا عن أدلة غنية حول البنية تحت الأرض.
منذ عام 1669، أصبح قياس الجاذبية ودراسة تغيراتها جزءًا من الاستكشاف العلمي.
عندما يتم تبسيط الأرض إلى كرة مفلطحة مثالية، يمكننا حساب الجاذبية عند كل نقطة باستخدام خوارزمية بسيطة. ومع ذلك، فإن سطح الأرض الحقيقي يحتوي على جبال متموجة وتركيبات قشرية مختلفة، مما سيؤثر على توزيع مجال الجاذبية. لذلك، في عملية قياس شذوذات الجاذبية، نحتاج أولاً إلى الاعتماد على نوع ما من النماذج. وتعتمد هذه النماذج عادة على افتراضات مبسطة، على سبيل المثال، ستشكل الأرض شكلا إهليلجيا تحت تأثير الجاذبية الذاتية والدوران.
خلال عملية القياس، استخدم الباحثون أداة محمولة تسمى مقياس الجاذبية لتسجيل شذوذات الجاذبية بعناية في نقاط مختلفة. عادة ما تتم مقارنة شذوذات الجاذبية باستخدام نماذج نظرية مختلفة، بما في ذلك شذوذ بوجوين، شذوذ الفضاء الحر ونماذج الشذوذ المتوازن.
من خلال التحليل الدقيق لبيانات الجاذبية، يستطيع الجيولوجيون صياغة استنتاجات حول الجيولوجيا تحت الأرض.
نقطة البداية لهذه النماذج هي الشكل الإهليلجي المرجعي الدولي، ويتم تعديل ما يسمى بالجاذبية الطبيعية وفقًا لهذا الشكل المثالي. يمكن أن تعكس شذوذات الجاذبية المبنية على ذلك حالة وخصائص البنية الداخلية للأرض. يتأثر قياس الجاذبية أيضًا بقوى المد والجزر، لذا يلزم إجراء العديد من التعديلات مثل تصحيح المد والجزر وتصحيح التضاريس وتصحيح المساحة الحرة.
في قياس شذوذ الجاذبية، يؤثر تصحيح المد والجزر على حوالي 0.3 مليجال، ويرجع ذلك أساسًا إلى تأثير جاذبية القمر. سيؤدي تأثير التضاريس إلى تحيز نتائج القياس الناتجة عن المرتفعات والوديان، الأمر الذي يتطلب تصحيحات مقابلة بناءً على التضاريس المحلية.
لا يتطلب الحساب الصحيح لشذوذات الجاذبية أدوات دقيقة فحسب، بل يتطلب أيضًا من الباحثين أن يكون لديهم فهم تفصيلي لكثافة الصخور المحلية وبنيتها.
يأخذ تصحيح المساحة الحرة في الاعتبار الارتفاعات المختلفة لنقاط القياس بالنسبة للمجسم الإهليلجي المرجعي، مما يعني أن جاذبية الجاذبية تحت الأرض تقل قليلاً. وبالإضافة إلى ذلك، فإن تصحيح صفيحة بوغان يأخذ في الاعتبار تأثير المواد الخارجية على الجاذبية، والتي ترتبط بارتفاع التضاريس المقاسة. إن حساب هذه الحالات الشاذة في الجاذبية سيساعد العلماء في النهاية على قراءة أسرار باطن الأرض.
مثل الظواهر الأخرى في الكون، يُعتقد أن التغيرات في الجاذبية توفر أدلة جيولوجية مهمة. على سبيل المثال، في أحواض المحيطات، تكون شذوذ بوغان إيجابية في الغالب، ولكن في المناطق القارية المرتفعة تكون سلبية لأن القشرة السميكة منخفضة الكثافة تسمح للأرض "بالطفو" فوق الوشاح الأكثر كثافة.
بالإضافة إلى ذلك، لا يقتصر قياس جاذبية الأرض على الأرض؛ فمع تقدم التكنولوجيا، تُستخدم الأقمار الصناعية أيضًا على نطاق واسع لقياس الجاذبية. ويمكن لهذه البيانات أن توفر المزيد من بيانات الجاذبية العالمية، وتكشف عن الهياكل الجيولوجية العميقة، وحتى النشاط البركاني مثل السياج.
تحتوي بنية وديناميكيات باطن الأرض على معلومات مهمة مخبأة في هذه الحالات الشاذة في الجاذبية.
تخبرنا القياسات غير الطبيعية للجاذبية بالعديد من القصص عن الأرض، بما في ذلك بنيتها المقطعية، والتغيرات الحركية، والديناميكيات الداخلية. وبسبب هذه الحالات الشاذة، يمكن للعلماء اكتشاف أجسام خام معدنية تحت الأرض، وقباب ملحية، وما إلى ذلك، وحتى التكهن بهياكل أعمق تحت الأرض مثل الخنادق القديمة المخفية.
ليس هناك شك في أن اكتشاف شذوذات الجاذبية لا يتضمن تغيرات في الكثافة فحسب، بل يتضمن أيضًا عمليات جيولوجية معقدة. وكيف تؤثر هذه العمليات على بيئتنا الطبيعية وفهمنا للأرض، فهل يستحق الأمر التأمل؟
