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O mistério das anomalias gravitacionais: como elas podem revelar estruturas ocultas nas profundezas da Terra?
As anomalias gravitacionais da Terra deixaram os cientistas infinitamente curiosos sobre a estrutura interna da Terra. Esta é a diferença entre uma medição da gravidade num local da superfície da Terra e um modelo teórico. Quando consideramos a Terra como um esferóide achatado ideal de densidade uniforme, o valor da gravidade em cada local pode ser previsto usando expressões algébricas simples. No entanto, a superfície real da Terra é irregular e a sua composição é bastante não uniforme, o que provoca distorções no seu campo gravitacional. Diferentes modelos teóricos fornecerão diferentes previsões, portanto as anomalias gravitacionais devem ser definidas com referência a um modelo específico.
Por exemplo, quando um depósito mineral mais denso é descoberto no subsolo, isso resultará em uma anomalia de gravidade positiva porque a atração gravitacional do depósito aumenta as medições.
As anomalias gravitacionais datam de 1672, quando o astrônomo francês Jean Richer descobriu que seu relógio de pêndulo de precisão na Ilha Cain funcionava a uma velocidade incomum. Podemos imaginar que se o estudo das anomalias gravitacionais for mais aprofundado, existirão novas oportunidades para a previsão de atividades sísmicas e erupções vulcânicas? Este evento histórico nos ajuda a compreender como a gravidade é afetada pela rotação da Terra e pela protuberância equatorial causada por essa rotação. Com o tempo, esse conceito se desenvolveu em um campo maduro de pesquisa.
Definição de anomalia gravitacional
A definição de uma anomalia gravitacional pode ser dividida na diferença entre a aceleração de queda livre observada (valor da gravidade) e o valor previsto a partir de um modelo de campo gravitacional. Normalmente, este modelo é baseado em algumas suposições simplificadoras, como a de que sob autogravidade e rotação, o planeta aparecerá como um elipsóide. Para a Terra, o elipsóide de referência é o elipsóide de referência internacional, e o valor de gravidade correspondente é a gravidade constante gn.
A detecção de anomalias gravitacionais requer uma série de correções de dados e seleção de modelos para refletir com mais precisão as características das estruturas subterrâneas.
Uma ferramenta para medir anomalias gravitacionais é um gravímetro. Os cientistas normalmente realizam pesquisas gravitacionais por meio de medições multiponto, um processo que requer instrumentação e calibração muito precisas para garantir a confiabilidade dos dados. Ao analisar cuidadosamente os dados gravitacionais, os geólogos podem deduzir a estrutura geológica do subsolo.
Campos e correções do modelo
A base do modelo é o elipsóide de referência internacional, que fornece a gravidade normal gn para a forma idealizada da Terra. Para melhorar ainda mais a precisão do modelo, geralmente são adicionados fatores como correção de maré, correção de terreno e correção de ar livre. A diferença nesses valores de correção forma a anomalia gravitacional.
Por exemplo, a correção das marés leva em consideração principalmente as forças das marés causadas pelo Sol e pela Lua. Esta correção afeta o valor da gravidade medido em cerca de 0,3 miligas, dois terços dos quais vêm da Lua.
A correção do terreno envolve a influência da forma do solo. A altura das colinas e vales afetará o valor da gravidade que obtemos. Para cada medição da gravidade, o terreno circundante deve ser analisado, um processo tedioso, mas necessário. A correção de ar livre leva em consideração a altitude do ponto de medição, que é crítica na medição de anomalias gravitacionais. Posteriormente, devido ao efeito da hierarquia de materiais em relação ao elipsóide de referência, precisamos realizar uma correção de falta de homogeneidade baseada em tecido, que dá especial atenção aos oceanos na crosta fina e às terras altas na crosta espessa.
Causas de anomalias gravitacionais
As fontes de anomalias gravitacionais incluem principalmente variações de densidade dentro da Terra. Dados de gravidade medidos localmente podem nos ajudar a compreender a estrutura interna da Terra. Em diferentes áreas, como locais com montanhas contínuas, a anomalia Buckki é frequentemente negativa, enquanto no oceano é positiva. Isto indica mudanças na espessura da crosta terrestre e seus correspondentes fenômenos de flutuabilidade.
A flutuabilidade em áreas altas sustenta uma crosta espessa e de baixa densidade, razão pela qual as anomalias gravitacionais nas bacias oceânicas são positivas.
A detecção e análise destas anomalias gravitacionais fornecem-nos dados poderosos para revelar a estrutura oculta da Terra. Não apenas os depósitos minerais e outros recursos subterrâneos podem ser localizados, mas incríveis mistérios da natureza podem ser revelados no processo de exploração científica. Com o avanço da tecnologia de detecção, poderemos obter uma compreensão mais profunda do interior da Terra e formar um modelo terrestre mais completo no futuro?
