Аномалия Бугера

Тип гравитационной аномалии

В геодезии и геофизике аномалия Буге ( названа в честь Пьера Бугера ) — это гравитационная аномалия с поправкой на высоту, на которой она измеряется, и притяжение местности. ^[1] Одна только поправка на высоту дает аномалию силы тяжести в свободном воздухе .

Карта аномалий Буге штата Нью-Джерси (Геологическая служба США)

Определение

Аномалия Бугера определяется как: ${\displaystyle g_{B}}$

$${\displaystyle g_{B}=g_{F}-\delta g_{B}+\delta g_{T}}$$

Здесь,

• ${\displaystyle g_{F}}$– аномалия силы тяжести в свободном воздухе.
• ${\displaystyle \delta g_{B}}$– поправка Бугера , учитывающая гравитационное притяжение горных пород между точкой измерения и уровнем моря;
• ${\displaystyle \delta g_{T}}$это коррекция рельефа , которая учитывает отклонения поверхности от бесконечной горизонтальной плоскости.

Аномалия в свободном воздухе , в свою очередь, связана с наблюдаемой гравитацией следующим образом: ${\displaystyle g_{F}}$ ${\displaystyle g_{obs}}$

$${\displaystyle g_{F}=g_{obs}-g_{\lambda }+\delta g_{F}}$$

где:

• ${\displaystyle g_{\lambda }}$— поправка на широту (поскольку Земля не является идеальной сферой; см. нормальную гравитацию );
• ${\displaystyle \delta g_{F}}$это поправка на свободном воздухе .

Снижение

Редукция Буге называется простой (или неполной ), если местность аппроксимируется бесконечной плоской пластиной, называемой пластиной Буге . Усовершенствованная ( или полная ) редукция Бугера более точно удаляет эффекты ландшафта . Разница между ними называется (остаточным) эффектом рельефа (или (остаточной) коррекцией рельефа ) и обусловлена ​​дифференциальным гравитационным эффектом неровностей местности; это всегда отрицательно. ^[2]

Простое сокращение

Гравитационное ускорение вне пластины Буге перпендикулярно пластине и по направлению к ней, с величиной, в 2πG умноженной на массу на единицу площади, где – гравитационная постоянная . Оно не зависит от расстояния до пластины (что проще всего доказать с помощью закона гравитации Гаусса , но также можно доказать непосредственно с помощью закона гравитации Ньютона ). Значение​ ${\displaystyle g}$ ${\displaystyle G}$ ${\displaystyle G}$6,67 × 10 ^-11  Н м ² кг ^-2 , т.е. ${\displaystyle g}$4,191 × 10 ^-10  Н м ² кг ^-2 раза больше массы на единицу площади. С использованием1  гал  = 0,01 мс ^-2 (1 см с ^-2 ) получаем4,191 × 10 ^-5  мГал м ² кг ^-1 раз больше массы на единицу площади. Для средней плотности породы (2,67 г см ^-3 ), это дает0,1119 мГал м ^-1 .

Сокращение Буге для пластины Буге толщиной равно ${\displaystyle H}$

$${\displaystyle \delta g_{B}=2\pi \rho GH}$$

^[2]-1градиент Буге^-1 ${\displaystyle \rho }$ ${\displaystyle G}$

В более общем смысле, для распределения массы с плотностью, зависящей только от одной декартовой координаты z , сила тяжести для любого z равна 2π G , умноженной на разницу массы на единицу площади по обе стороны от этого значения z . Комбинация двух параллельных бесконечных, если равная масса на единицу площади, пластин не создает никакой гравитации между ними.

Смотрите также

• Гравитация Земли
• Физическая геодезия  - Исследование физических свойств гравитационного поля Земли.
• Теория потенциала  - Гармонические функции как решения уравнения Лапласа
• Вертикальное отклонение  - мера смещения гравитационной силы вниз из-за близлежащей массы.

Примечания

1. «Введение в потенциальные поля: гравитация» (PDF) . Информационные бюллетени Геологической службы США . ФС–239–95. 1997 год . Проверено 30 мая 2019 г.
2. Hofmann-Wellenhof & Moritz 2006, раздел 3.4.

Рекомендации

• Лоури, Уильям (2004). Основы геофизики . Издательство Кембриджского университета . ISBN 0-521-46164-2.
• Хофманн-Велленхоф, Бернард; Мориц, Хельмут (2006). Физическая геодезия (2-е изд.). Спрингер . ISBN 978-3-211-33544-4.

Внешние ссылки

• Аномалии Бугера Бельгии. Синие области связаны с дефицитными массами в недрах.
• Сетка гравитационных аномалий Бугера для сопредельных территорий США, составленная [Геологической службой США].
• Карта аномалий Бугера Грэхемленда Ф. Дж. Дэйви (и др.), Британская антарктическая служба, бюллетени BAS 1963-1988 гг.
• Карта аномалии Бугера, изображающая аномалию лагуны Мерин на юго-востоке Уругвая (амплитуда более +100 мГал ) и детали участка.
• Список магнитных и гравитационных карт по штатам, составленный [Геологической службой США].