Редукції й аномалії сили тяжіння

Для того, щоб спостережені значення сили тяжіння можна коректно порівняти з нормальним полем, їх необхідно приводити (редукувати) до рівня геоїда, оскільки на невеликих територіях відмінність геоїда від еліпсоїда невелика. Приведення вимірюваних значень сили тяжіння до рівня моря зводиться до обчислення виправлень за висоту точки спостереження над рівнем моря і густину проміжного шару.

Виправлення за висоту точки спостереження h називаються виправленням у вільному повітрі, чи редукцією Фая ( ). Вона враховує зменшення сили тяжіння з висотою, припускаючи, що між точкою спостереження і рівнем моря маси відсутні:

=0,3086h×10^-5 м/с².

Виправлення за притягування проміжного шару, розташованого між поверхнею геоїда і точкою спостереження, називається редукцією Буге ( ) Проміжний шар у першому наближенні вважають плоскопаралельною пластиною. Її вплив обчислюється за формулою =–0.0419sh×10^-5 м/с², де s - густина проміжного шару (2,3 чи 2,67 г/см³). Приблизно »-0.1h×10^-5 м/с², тобто на кожні 100 м проміжного шару виправлення складає біля 10×10⁵ м/с².

Повною редукцією, чи повним виправленням Буге є =(0,3086-0,0419s) h –10^-5 м/с². Її широко використовують у рівнинних районах.

Якщо спостереження проводяться в горах або високоточних гравіметричних дослідженнях, то вноситься виправлення за рельєф місцевості, чи топографічне виправлення ( ). Для її обліку місцевість розбивають на ряд секторів, для кожного з якого визначають виправлення. Виправлення за вплив рельєфу дорівнює сумі виправлень для всіх секторів. Воно завжди позитивно і коректує редукцію Буге.

При високоточних гравіметричних вимірюваннях враховують також виправлення за притягування Місяця і Сонця, притягування яких деформує тверду оболонку Землі до 0,25 м. Вплив сонячно-місячного притягування враховують по спеціальних графіках.

У випадку однорідності земної кори по густині вимірювані значення її сили тяжіння збігалися б з теоретичними. Однак земна кора дуже неоднорідна, що приводить до появи аномалій .

У залежності від характеру виправлень розрізняють аномалії у вільному повітрі й аномалії Буге. Аномалії у вільному повітрі, чи аномалії Фая, знаходять найбільше широке застосування при геодезичних дослідженнях: . В розвідувальній геофізиці обчислюють аномалії Буге: чи з урахуванням рельєфу місцевості .

Гравітаційні аномалії виникають у тих випадках, коли гірські породи розрізняються по густині. Ступінь цього розходження визначає можливість і ефективність застосування гравірозвідки для рішення геологічних задач. Різниця між густиною вміщуючих порід і геологічного тіла чи структури, що створюють гравітаційну аномалію, називається надлишковою густиною. У гравірозвідці вивчають збільшення сили тяжіння Dg. При виключенні з них нормального поля і редукції одержують аномалії. Аномалії при гравіметричних спостереженнях виникають там, де має місце зміна густини по латералі, у горизонтальному напрямку.

Усякі відхилення (дислокації) у заляганні горизонтально-шаруватого середовища, відносні переміщення блоків, вкорінення інтрузій і солей, прояв метаморфізму й інші фактори, приводять до зміни густини в горизонтальному напрямку і до виникнення аномалій сили тяжіння.

Інтенсивність гравітаційних аномалій залежить від перепаду густини на густинних границях, ступені відхилення їх від горизонтального положення, розмірів аномалієутворюючих тіл і глибини їхнього залягання.