Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Гравиразведка. Гравитационная разведка - метод разведочной геофизики, основанный на изучении поля силы тяжести на поверхности Земли и вблизи него

Гравитационная разведка - метод разведочной геофизики, основанный на изучении поля силы тяжести на поверхности Земли и вблизи него. Изучение по­ля силы тяжести - гравитационного поля Земли, его анализ и интерпретация да­ют возможность сделать выводы о распределении неоднородных по плотности масс в земной коре, следовательно, и о строении земной коры. Гравитационная раз­вед­ка используется для изучения глубинного строения земной коры, тек­то­ни­­чес­кого и петрографического районирования крупных регионов, гео­логи­чес­ко­го картирования закрытых регионов, поисков нефти и газа, поисков и развед­ки твердых полезных ископаемых: угля, руд и нерудного сырья. Гравиразведка при­­ме­няется в решении инженерных задач.

Вначале мы кратко опишем физические принципы, которые необходимы для правильного понимания силы тяжести и их интерпретация, а затем поп­ро­бу­ем рассмотреть разные примеры.

В гравиметрии введено понятие потенциала силы тяжести W, которое равно сумме потенциалов притяжения V и центробежного ускорения U.

– (1)

Так как центробежная сила, а следовательно и потенциал центробежной силы U очень мал (»300 раз) по сравнению с ускорением силы притяжения, то им можно пренебречь.

Частные производные от функции W по координатам , , равны составляющим силы тяжести , , :

- (1).

Полное приращение потенциала силы тяжести:

- (2)

Частные производные от функции W по координатам , , равны составляющим силы тяжести , , по направлению координатных осей , , :

- (4)

Если выбрать за S произвольное направление, то

– (5)

Полное приращение потенциала силы тяжести, если подставлять (4) и (5) в (3), будет выглядеть следующим образом:

Как известно из аналитической геометрии, выражение в квадратных скобках равно:

, поэтому - (6)

Приращение потенциала можно записать короче:

, тогда - (7)

Производная от потенциала силы тяжести по любому направлению S равна составляющей силы тяжести по этому направлению:

- (8)

Это равенство позволяет сделать важный вывод:

Если положить, что , т.е. принять направление перпен­ди­ку­ляр­ным к направлению силы тяжести, то . Следовательно

.

Так как - функция координат , , , то уравнение представляет собой уравнение некоторой поверхности, обладающей тем свойством, что в любой ее точке сила тяжести направлена по нормали к ней. Каждая материальная точка на этой поверхности испытывает лишь действие силы, нормальной к поверхности . Такая поверхность соответствует поверхности жидкости, находящейся в состоянии равновесия, и поэтому называется уровенной или эквипотенциальной поверхностью, т.е. поверхностью равного потенциала. Если в уравнении давать постоянной различные значения, то полученные уравнения будут соответствовать разным уровенным поверхностям. При определенном значении постоянной уравнение будет уравнением уровенной поверхности, совпадающей с уровнем невозмущенной воды в океанах. Эта поверхность, мысленно продолженная под континенты, называется поверхностью геоида. Фигура, ограниченная такой поверхностью, называется геоидом.

Сила тяжести во всех точках направлена по нормали к поверхности геоида. Из определения эквипотенциальной поверхности, очевидно, что уровенные поверхности не могут касаться друг друга или пересекаться.