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Sai come viene misurata e spiegata la gravità terrestre?
Nella nostra vita quotidiana, la gravità sembra essere un'esistenza eterna e stabile. Tuttavia, in realtà, misurare e comprendere la gravità terrestre è un compito complicato e delicato per la scienza. Le anomalie di gravità si riferiscono alle differenze tra i valori di gravità osservati e quelli previsti dai modelli predittivi. Questo processo di misurazione non solo riflette la forma della terra, ma rivela anche ricchi indizi sulla struttura sotterranea.
Dal 1669, la misurazione della gravità e lo studio delle sue variazioni fanno parte dell'esplorazione scientifica.
Semplificando la Terra in una sfera oblata ideale, possiamo calcolare la gravità in ogni punto con un semplice algoritmo. Tuttavia, la superficie terrestre reale presenta montagne ondulate e diverse composizioni crostali, che influenzeranno la distribuzione del campo gravitazionale. Pertanto, nel processo di misurazione delle anomalie gravitazionali, dobbiamo prima fare affidamento su un qualche tipo di modello. Questi modelli si basano solitamente su ipotesi semplificate. Ad esempio, la Terra formerà un ellissoide sotto l'influenza dell'autogravità e della rotazione.
Durante il processo di misurazione, i ricercatori hanno utilizzato uno strumento portatile chiamato gravimetro per registrare attentamente le anomalie di gravità in vari punti. Le anomalie della gravità vengono solitamente confrontate utilizzando diversi modelli teorici, tra cui l'anomalia di Bouguen, l'anomalia dello spazio libero e i modelli di anomalia isostatica.
Attraverso un'attenta analisi dei dati sulla gravità, i geologi possono formulare deduzioni sulla geologia sotterranea.
Il punto di partenza di questi modelli è l'ellissoide di riferimento internazionale, e la cosiddetta gravità normale viene modificata in base a questa forma idealizzata. Le anomalie di gravità basate su ciò possono riflettere lo stato e le caratteristiche della struttura interna della terra. La misurazione della gravità è influenzata anche dalle forze di marea, quindi sono necessarie numerose regolazioni come la correzione della marea, la correzione del terreno e la correzione dello spazio libero.
Nella misurazione dell'anomalia della gravità, la correzione della marea influisce su circa 0,3 milligal, principalmente a causa dell'influenza gravitazionale della luna. L'influenza del terreno influenzerà i risultati della misurazione guidati da altopiani e valli, il che richiede correzioni corrispondenti basate sul terreno locale.
Il calcolo corretto delle anomalie gravitazionali non richiede solo strumenti di precisione, ma richiede anche che i ricercatori abbiano una comprensione dettagliata della densità della roccia locale e della sua struttura.
La correzione dello spazio libero tiene conto delle diverse altezze dei punti di misurazione rispetto all'ellissoide di riferimento, il che significa che l'attrazione gravitazionale sotto il suolo è leggermente ridotta. Inoltre, la correzione della piastra Bugan tiene conto dell'effetto dei materiali esterni sulla gravità, che è correlato all'altezza misurata del terreno. Il calcolo di queste anomalie gravitazionali aiuterà gli scienziati a leggere i segreti del sottosuolo.
Come altri fenomeni nell'universo, si ritiene che i cambiamenti di gravità forniscano importanti indizi geologici. Ad esempio, nei bacini oceanici, l’anomalia di Bugan è per lo più positiva, ma nelle regioni continentali è negativa perché la crosta spessa e a bassa densità consente alla terra di “galleggiare” sopra il mantello più denso.
Inoltre, la misurazione della gravità terrestre non si limita al suolo; con il progresso della tecnologia, anche i satelliti sono ampiamente utilizzati per la misurazione della gravità. Tali dati possono fornire dati sulla gravità globale, rivelare strutture geologiche profonde e persino l'attività vulcanica come un recinto.
La struttura e la dinamica dell'interno della Terra contengono tutte informazioni importanti nascoste in queste anomalie gravitazionali.
Le misurazioni anomale della gravità ci raccontano molte storie sulla Terra, inclusa la sua struttura in sezione trasversale, i cambiamenti cinematici e le dinamiche interne. A causa di queste anomalie, gli scienziati possono scoprire corpi minerali metallici sotterranei, cupole saline, ecc., e persino speculare su strutture sotterranee più profonde come antiche trincee nascoste.
Non c'è dubbio che il rilevamento di anomalie gravitazionali comporta non solo cambiamenti di densità, ma anche processi geologici complessi. In che modo questi processi influenzano il nostro ambiente naturale e la nostra comprensione della terra? Vale la pena rifletterci?
