Гравитационная карта россии – Большая подробная физическая карта России (РФ). Подробная физическая карта России. Физическая карта Российской Федерации. Физическая карта Евразии

Содержание

Карта аномалии гравитационного поля России | Блог Камчатка

Изучение гравитационного поля Земли имеет не только научное, но и большое практическое значение для многих отраслей народного хозяйства России. Являясь самостоятельным научным направлением, гравиметрия одновременно входит составной частью в другие комплексные науки о Земле, такие, как физика Земли, геология, геодезия и космонавтика, океанография и навигация, сейсмология и прогноз землетрясений. Все исходные понятия гравиметрии основываются на положениях классической ньютоновой механики. Под действием силы тяжести все массы Земли испытывают ускорение g Обычно имеют дело не с силой тяжести, а с её ускорением, численно равным напряженности поля в данной точке. Изменения силы тяжести зависят от распределения масс в Земле. Под действием этой силы создалась современная форма (фигура) Земли и продолжается ее дифференциация на разные по составу и плотности геосферы. Это явление используется в гравиметрии для изучения геологического строения Земли. Изменения силы тяжести, связанные с плотностными неоднородностями земной коры, не имеющие явной, видимой закономерности и обусловливающие отклонение значений силы тяжести от нормального, называются аномалиями силы тяжести. Аномалии эти не велики. Их значения колеблются в пределах нескольких единиц 10-3 м/с 2 что составляет 0,05% полного значения силы тяжести и на порядок меньше нормального изменения её. Однако именно эти изменения представляют интерес для изучения земной коры и для поиска полезных ископаемых. Гравитационные аномалии вызываются как выступающими на поверхность массами (горами), так и различием плотностей масс внутри Земли. Влияние внешних видимых масс рассчитывается исключением из полученных аномалий поправок на рельеф местности. Изменение плотностей может происходить как за счёт поднятия и опускания слоёв, так и за счёт изменения плотностей внутри самих слоёв. Поэтому в аномалиях силы тяжести отражаются как структурные формы, так и петрографический состав пород различных слоёв земной коры. Дифференциация плотностей в коре идёт как по вертикали, так и по горизонтали. Плотность с глубиной увеличивается от 1,9–2,3 г/см 3 на поверхности до 2,7–2,8 г/см 3 на уровне нижней границы коры и достигает 3,0–3,3 г/см 3 в области верхней мантии.

Особо важную роль приобретает интерпретация аномалий силы тяжести в геологии. Прямо или косвенно сила тяжести участвует во всех тектонических движениях. Наконец, аномалии силы тяжести, ввиду их физической природы и применяемых способов их вычисления, позволяют одновременно изучать любые плотностные неоднородности Земли, где бы и на какой глубине они ни находились. Это обусловливает возможность использования гравитационных данных для решения весьма разнообразных по масштабам и глубинности геологических задач. Гравиметрическая съёмка широко применяется при поисках и разведке рудных месторождений и нефтегазоносных структур. Роль и значение гравитационных данных в изучении глубинных недр Земли особенно возросли за последние годы, когда не только Кольская, но и другие глубокие и сверхглубокие скважины, в том числе зарубежные (Оберпфальц в Германии, Гравберг в Швеции и др.) не подтвердили результаты геологической интерпретации данных глубинной сейсмики, положенные в основу проектирования этих скважин.

Для геологического истолкования гравитационных аномалий геоморфологически резко различных регионов особую роль приобретает выбор наиболее обоснованной редукции силы тяжести так как, например, в горных областях аномалии Фая и Буге резко различаются не только по интенсивности, но даже и по знаку. Для континентальных территорий наиболее признанной является редукция Буге с плотностью промежуточного слоя 2,67 г/см 3 и с поправкой на влияние рельефа поверхности в радиусе 200 км Превышения земной поверхности, а также глубины дна морей и океанов измеряются от поверхности квазигеоида (уровня моря). Поэтому для полного учета гравитационного влияния формы Земли необходимо вводить две поправки: поправку Брунса за отклонения фигуры Земли от нормального земного эллипсоида либо сфероида вращения, а также топографическую и гидротопографическую поправки за отклонения твердой земной поверхности от уровня моря. Аномалии силы тяжести широко используются при решении разнообразных геологических задач. Представления о глубинной геологической природе гравитационных аномалий столь большой и разнородной по геологическому строению территории России будут во многом меняться в зависимости от того, какие теоретические концепции образования и тектонической эволюции Земли были положены в их основу. Отчетливая связь гравитационных аномалий в редукциях Буге и гидротопографической с дневным рельефом и с глубинами моря, когда горным сооружениям соответствуют интенсивные минимумы, а морям — максимумы силы тяжести, давно уже отмечалась исследователями и широко применялась для изучения изостазии, корреляции гравитационных аномалий с данными глубинного сейсмического зондирования и использования ее для вычисления “мощности” земной коры на сейсмически не изученных территориях. Редукции Буге и гидротопографическая позволяют убрать влияние известных плотностных неоднородностей Земли и тем самым выделить более глубинные составляющие поля. Наблюдаемая корреляционная связь с дневным рельефом аномалий силы тяжести подчеркивает, что именно изостазия как физическое явление и служит причиной того, что не только рельеф, но и все плотностные неоднородности Земли взаимно уравновешены в виде зон относительно повышенной и пониженной плотности, часто неоднократно чере-дующихся с глубиной и взаимно компенсирующих друг друга. Современные данные о реологических свойствах Земли с ее лито- и астеносферой, резко различных по своей упругости и, соответственно, подвижности, а также тектоническая расслоенность зем-ной коры, с возможным наличием в ней многоярусной конвекции глубинного вещества Земли, свидетельствуют о геологически мгновенной релаксации нагрузок. Поэтому в Земле как сейчас, так и раньше все аномальные массы любых размеров и глубины залегания были и продолжают оставаться изостатически скомпенсированными, независимо от того, где бы они ни находились и в какой бы форме ни проявлялись. И если раньше амплитуды и знаки гравитационных аномалий пытались объяснить лишь изменениями общей мощности земной коры и вычисляли для этой цели коэффициенты ее корреляционной связи с дневным рельефом либо с гравитационными аномалиями, то последующее все более детальное сейсмическое изучение земной коры и верхней мантии, применение методов сейсмической томографии показали, что латеральные сейсмические, а следовательно, и плотностные неоднородности свойственны всем уровням дифференциации глубинных масс Земли, т. е. не только земной коре, но и верхней, и нижней мантии, и даже ядру Земли. Поле аномалий силы тяжести изменяется на громадную величину — свыше 500 мГал — от –245 до +265 мГал, образуя систему разных по размерам и интенсивности глобальных, региональных и более локальных гравитационных аномалий, характеризующих собой коровые, коро-мантийные и собственно мантийные уровни латеральных плотностных неоднородностей Земли. Аномальное гравитационное поле отражает суммарное действие гравитирующих масс, расположенных на различных глубинах в земной коре и верхней мантии. Так, строение осадочных бассейнов лучше проявляется в аномальном гравитационном поле при наличии достаточной плотностной дифференциации в областях, где породы кристаллического фундамента залегают на больших глубинах. Гравитационный эффект осадочных пород в районах с неглубоким залеганием фундамента наблюдать значительно труднее, поскольку его затушёвывают влияния особенностей фундамента. Участки с большой мощностью «гранитного слоя» выделяются отрицательными аномалиями силы тяжести. Выходы гранитных массивов на поверхность характеризуются минимумами силы тяжести. В аномальном гравитационном поле зонами больших градиентов и полосовыми максимумами силы тяжести чётко вырисовываются границы отдельных блоков. В пределах платформ и складчатых областей выделяются более мелкие структуры, впадины, валы, краевые прогибы. Наиболее глобальные аномалии силы тяжести, характеризующие неоднородности собственно мантийного (астеносферного) уровня, столь велики, что лишь своими краевыми частями заходят в пределы рассматриваемой территории России, прослеживаясь далеко за ее пределы, где их интенсивность существенно возрастает. Единая зона Средиземноморского максимума силы тяжести совпадает с бассейном Средиземного моря и ограничена с севера небольшим Альпийским минимумом силы тяжести, а на востоке — единым очень интенсивным и громадным по площади Азиатским минимумом силы тяжести, соответствующим в целом Азиатскому мегавздутию Земли, охватывающему горные сооружения Средней и Высокой Азии от Забайкалья до Гималаев и, соответственно, от Тянь-Шаня до северо-восточной системы впадин внутреннего Китая (Ордосской, Сычуанской и др.). Этот глобальный Азиатский минимум силы тяжести уменьшается в своей интенсивности и прослеживается далее на территорию Северо-Востока России (горные сооружения Алтая, Забайкалья, Верхояно-Чукотской области), а его ответвление охватывает практически всю область активизированной в новейшее время Сибирской докембрийской платформы в виде в целом незначительно приподнятого (до 500–1000 м) Сибирского плоскогорья. Крайняя северная часть Эгейского максимума частично попадает в пределы территории России, где после небольшого пережима начинается новый максимум, косо пересекающий Русскую платформу, Урал, Западную Сибирь и уходящий на севере в Северный Ледовитый океан. На крайнем востоке и северо-востоке, также лишь частично заходя на территорию России, располагается еще один — Тихоокеанский гигантский максимум силы тяжести, краевая часть которого протягивается в виде интенсивной линейной зоны гравитационного градиента от Шантарских островов до Берингова пролива через всю окраину Евразийского континента и омывающие его моря.

Находят логическое объяснение и разные знаки этих аномалий, если учесть, что зонная плавка, по мере подъема к поверхности астенолита, оставляет за собой на каждом уровне переплавленные породы, относительно более плотные, чем вмещающие их по латерали толщи. Поэтому в гравитационном поле вся сумма таких переплавленных пород создаёт единый суммарный максимум силы тяжести, и даже наличие в нем расплавленных “слоев” (зон инверсии скорости и плотности) не изменит общей его характеристики, как это и наблюдается в попадающих в пределы карты краевых частях Арктическо-Атлантического и Тихоокеанского глобальных максимумов силы тяжести. Аномальные массы, создающие Среднеазиатский глобальный минимум, вероятно, находятся на еще большой глубине, в результате чего образовавшаяся зона расплава привела к увеличению объема лишь глубинных масс и, соответственно, к образованию на поверхности единого гигантского Азиатского мегавздутия Земли, а наличие расплавленной линзы на глубине, видимо, обусловило небольшой по объемам и рассеянный по всей этой территории базальтоидный магматизм, мезозойские трубки взрыва в Тянь-Шане, потухшие четвертичные вулканы в Алтае-Саянской области, наконец, более интенсивный базальтоидный магматизм Байкало-Патомского нагорья, далеко уходящий за пределы самого Байкальского рифта. Большая глубинность глобальных максимумов и минимумов силы тяжести, попадающих в пределы территории России, находит свое подтверждение и при интерпретации высот геоида.

Источник: https://geographyofrussia.com/anomalii-gravitacionnogo-polya/

cont.ws

Гравитационная карта земли – Photolife

Почему в некоторых местах на Земле сила тяжести больше, чем в других? Принято считать, что сила гравитации на поверхности Земли — величина постоянная, но на самом деле это не так. Сила гравитации разная в разных местах нашей планеты. Для того, чтобы лучше понять структуру поверхности Земли, по данным о небольших изменениях расстояния между двумя идентичными орбитальными спутниками GRACE (Gravity Recovery and Climate), запущенных в 2002 году, была построена точная карта гравитационного поля Земли.

Красным цветом на карте отмечены участки с повышенной гравитацией, а голубым — с пониженной.

В 2010 году Европейское космическое агентство обнародовало первую карту поля тяготения Земли, построенную по данным спутника GOCE, запущенны в 2009 году.

Многие «возвышенности» и «долины» на этой гравитационной карте соотносятся с реальными структурами на земной поверхности. Таковы, например, северная часть Срединно-Атлантического хребта в Атлантическом океане и Гималайские горы. В других случаях прямого соответствия нет, и аномалии могут быть связаны с необычно высокой или, наоборот, низкой плотностью вещества внутри земного шара.

Данные, полученные со спутников, найдут многочисленные применения и могут пригодиться не только для лучшего понимания природы океанических течений и определения их скорости, но и, например, для обнаружения опасных вулканических регионов.

Удивительный факт: взрослый индийский слон, живущий в Московском зоопарке, весит 5400 кг. Однако если отправить его в Шри-Ланку, то вес животного уменьшится на 700 г, а в Исландии увеличится на 300 г. Изменение веса связано с гравитационными аномалиями.

Интересно, что в обоих случаях спутники были запущенны в Плесецке.

Источники: www.astronet.ru, www.rbcdaily.ru, dirty.ru/user/alllo

promodj.com

Карта гравитационного поля Земли | Карты мира

Карта гравитационного поля Земли

BBC News в своем докладе на ежегодном заседании Американского геофизического союза представили карту гравитационного поля Земли, это еще не окончательный вариант и карта будет сформирована полностью в течение следующего года. Как мы знаем, земля имеет форму отличную от шара, отсюда и были сделаны выводы, подтвержденные экспериментами ученых, о том, что в различных зонах сила гравитационного притяжения различна.

На основании данных полученных космическим аппаратом Европейского космического агентства(ESA) GOCE разными цветами были показаны зоны с разными показателями гравитации. Чем показатели выше тем, зона краснее, нижние показатели отмечены синим цветом. После завершения работы над картой ученые смогут более точно сформировать образ Земли.

Если вы решили поиграть в страйкбол, то вам, скорее всего, пригодится услуга страхование, чтобы быть спокойным в любой ситуации.

Предыдущая статьяКарта ДайвингаСледующая статьяДля Call of Duty: World at War выпустят второй набор карт

Пишу интересные статьи про всевозможные карты: и игральные, и географические, туристические, виртуальные, политические, исторические, и много чего ещё!

pokyer.ru

Карта поля тяготения нашей планеты, построенная по данным спутника GOCE

По наводке
http://efield.livejournal.com/140346.html

Европейское космическое агентство обнародовало первую карту поля тяготения нашей планеты, построенную по данным спутника GOCE. Благодаря уникальности спутника собранные данные чрезвычайно точны, а сама карта поможет океанографам и климатологам давать более аргументированные ответы на глобальные вопросы о жизнедеятельности Земли.

Спутник GOCE (полное название — «Исследователь гравитационного поля и установившихся океанских течений»), разработанный Европейским космическим агентством, стартовал с российского космодрома Плесецк 17 марта 2009 года. Задача проекта — с беспрецедентной точностью и разрешением нанести на карту земного шара его гравитационное поле. С беспрецедентной, потому что GOCE не единственный подобный проект. До него в космос был запущен немецкий исследовательский спутник CHAMP (проект стартовал в 2000 году), а также тандем из двух спутников GRACE (2002 год).

Новичок определяет различия в силе гравитационного поля Земли с точностью до сантиметра. Превзойти «коллег» по достоверности получаемых данных GOCE помогает целый ряд технических ухищрений, дающих спутнику возможностью лететь на очень небольшой высоте — 254,9 км. Это самая низкая орбита, на которой когда-либо находились в течение длительного времени исследовательские спутники.

Разработчиками GOCE был достигнут эффект, когда датчики аппарата для измерения силы тяготения Земли находятся как бы в свободном падении. Главным ноу-хау является ионный двигатель, компенсирующий атмосферное торможение, неизбежное на указанной высоте и периодически поднимающий орбиту спутника. Также играют роль стрелообразная форма европейского посланца и его «плавники». Благодаря всему этому спутник представляет собой чрезвычайно чувствительный измерительный прибор, открывающий новые, недоступные ранее возможности для исследователей.

«Гравитационное поле изучается очень давно, и в последнее время в этой области наблюдается большой прогресс благодаря использованию новых высокоточных спутниковых систем, — поясняет завлабораторией математической геофизики Института физики Земли РАН Валентин Михайлов. — Преимуществом изучения гравитационного поля Земли с околоземной орбиты является почти равномерное покрытие океанов и суши».

Благодаря своей «продвинутости» GOCE продемонстрировал превосходную способность к фиксированию крошечных нюансов в изменении силы тяготения. Карта, составленная по полученным с него данным, показывает, что сила эта далеко не однородна. В частности, красным цветом на модели, построенной по данным спутника GOCE за ноябрь—декабрь 2009 года, обозначены положительные гравитационные аномалии, синим — отрицательные.

«Впрочем, не стоит воспринимать эти аномалии как что-то из ряда вон выходящее, о существовании глобальных аномалий известно давно, — добавляет г-н Михайлов. — Спутник GOCE существенно улучшит наши знания тонкой структуры гравитационного поля, что необходимо, например, для моделирования динамики океана и взаимодействия Мирового океана с атмосферой. Это важно для прогнозирования климатических изменений и природных катаклизмов вроде явления Эль-Ниньо, вызываемого перемещением больших объемов разогретой воды в Тихом океане».

Сами авторы проекта утверждают, что данные, полученные со спутника GOCE, найдут многочисленные применения и могут пригодиться не только для лучшего понимания природы океанических течений и определения их скорости, но и, например, для обнаружения опасных вулканических регионов.
http://www.rbcdaily.ru/2010/07/01/cnews/491111

ESA: The most detailed map of Earth’s gravity field ever realised

http://cdn.physorg.com/newman/gfx/news/hires/gocedeliveri.jpg

Physorg.com: GOCE delivering data for best gravity map ever (w/ Video)
http://www.physorg.com/news173542298.html

European Space Agency: ESA’s gravity mission GOCE_
http://www.esa.int/esaLP/LPgoce.html

GOCE takes six simultaneous measurements of the gravity field

http://www.esa.int/esaLP/ESAYEK1VMOC_LPgoce_0.html

GOCE first global gravity model

http://www.esa.int/esaLP/SEMY0FOZVAG_LPgoce_1.html#subhead2
http://www.esa.int/images/GOCE-Geoidkarte_mit_Schatten_H.jpg

iv-g.livejournal.com

гравитационная карта Земли беспрецедентной точности « CEKTA.net

Европейское космическое агентство (ESA) опубликовало первые результаты исследований гравитационного поля Земли, проведенных с помощью спутника GOCE. Эта компьютерная модель демонстрирует неравномерность гравитации на поверхности нашей планеты: Земля в этом изображении напоминает картофелину.

Фрагмент новой карты. Самая сильная гравитация — в районах, окрашенных жёлтым цветом, самая слабая — на синих участках. Форма геоида намеренно усиленна — для большей наглядности различия высот умножены в 10 тысяч раз. Знание точной формы геоида важно для геодезии — от него измеряют высоты в мире (иллюстрация EPA, ESA/HPF/DLR).

За два года работы в космосе аппарат, измеряющий притяжение Земли, набрал достаточно данных, чтобы составить гравитационную карту беспрецедентной точности. Она поможет учёным раскрыть многие интересные аспекты «функционирования» нашей планеты.

Любопытные сведения принёс научному миру европейский спутник GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer — исследователь гравитационного поля и установившихся океанских течений). О результатах его работы команда GOCE рассказала на конференции в Мюнхене.

Стартовавший в 2009 году аппарат обладает шестью акселерометрами, в сто раз более чувствительными, чем любые поднимавшиеся на орбиту ранее. «Исследователь» может почувствовать отклонение в притяжении в одну десятитриллионную от нормального уровня. Потому «гоче» способен определить форму геоида с точностью в 1-2 сантиметра по высоте на 100-километровом отрезке.

Геоид представляет поверхность идеального Мирового океана при отсутствии ветров, приливов и течений, то есть формирующегося только под действием силы тяжести. А она, как давно известно, неодинакова в разных районах планеты, и дело не в её вращении, а в неравномерном распределении массы в глубинах земного шара.

Соответственно, получая данные о точном уровне морских вод в разных точках планеты (от ряда спутников-высотометров), и сравнивая их с картой геоида, можно получить массу сведений о циркуляции воды в океане, колебаниях в уровне моря, вызванных глобальными переменами климата, определить динамику ледяных покровов Земли и так далее.

Что ещё интереснее: GOCE видит отклонения в гравитации с высокой детализацией, что позволяет замечать тектонические разломы, вычислять распределение масс в толщах горных хребтов и наблюдать иные подобные, скрытые от глаз, особенности строения Земли.

Расшифровывая информацию от GOCE, учёные могут замечать движения магмы в глубинах под вулканами или фиксировать особенности в движении и взаимодействии континентальных плит. Участники проекта говорят, что с помощью GOCE уже получили неизвестные ранее данные о глубинах Гималаев, Юго-Восточной Азии, Анд и Антарктики.

Европейское космическое агентство отмечает: «Гравиметрия от GOCE помогает углублять знания о процессах, которые вызывают землетрясения, такие как опустошившее недавно Японию. Это землетрясение было вызвано движением тектонических плит под океаном. Его нельзя наблюдать непосредственно из космоса. Однако землетрясение создаёт подписи в гравиметрических данных, которые могут быть использованы для понимания процессов, ведущих к этим стихийным бедствиям, и, в конечном счёте, для предсказания таких событий».

Период низкой солнечной активности помог GOCE дольше намеченного оставаться на своей низкой орбите, причём с меньшим расходом рабочего тела для двигателя. А это значит, утверждают европейские инженеры, что спутник спокойно проработает, по меньшей мере, до конца 2012 года (когда закончится финансирование миссии), а может и до 2014-го (если европейцы выделят средства).

Между тем каждый виток «гравитационного измерителя» вокруг планеты повышает точность карты. Ещё в 2010 году GOCE порадовал геофизиков своей черновой картой геоида, составленной по результатам двух месяцев измерений. Теперь она существенно обновлена.

И это не финал. В ближайшие месяцы и годы специалисты, работающие со спутником, ожидают существенного уточнения формы нашего родного мира. Это, несомненно, понравится всем учёным, использующим её в своих исследованиях. А ведь уже сейчас они получили геоид, определённый так аккуратно, как никогда ранее.

Гравитационное поле Земли похоже на картофелину

Европейцы получили самую точную карту геоида

Tags: GOCE, геоид, Земля

This entry was posted on Пятница, Апрель 1st, 2011 at 23:52 and is filed under Данные, Новости. You can follow any responses to this entry through the RSS 2.0 feed. You can leave a response, or trackback from your own site.

cekta.net

Аномалии гравитационного поля

Все исходные понятия гравиметрии основываются на положениях классической ньютоновой механики. Под действием силы тяжести все массы Земли испытывают ускорение g Обычно имеют дело не с силой тяжести, а с её ускорением, численно равным напряженности поля в данной точке. Изменения силы тяжести зависят от распределения масс в Земле. Под действием этой силы создалась современная форма (фигура) Земли и продолжается ее дифференциация на разные по составу и плотности геосферы. Это явление используется в гравиметрии для изучения геологического строения Земли. Изменения силы тяжести, связанные с плотностными неоднородностями земной коры, не имеющие явной, видимой закономерности и обусловливающие отклонение значений силы тяжести от нормального, называются аномалиями силы тяжести. Аномалии эти не велики. Их значения колеблются в пределах нескольких единиц 10-3 м/с 2 что составляет 0,05% полного значения силы тяжести и на порядок меньше нормального изменения её. Однако именно эти изменения представляют интерес для изучения земной коры и для поиска полезных ископаемых.

Гравитационные аномалии вызываются как выступающими на поверхность массами (горами), так и различием плотностей масс внутри Земли. Влияние внешних видимых масс рассчитывается исключением из полученных аномалий поправок на рельеф местности. Изменение плотностей может происходить как за счёт поднятия и опускания слоёв, так и за счёт изменения плотностей внутри самих слоёв. Поэтому в аномалиях силы тяжести отражаются как структурные формы, так и петрографический состав пород различных слоёв земной коры. Дифференциация плотностей в коре идёт как по вертикали, так и по горизонтали. Плотность с глубиной увеличивается от 1,9–2,3 г/см 3 на поверхности до 2,7–2,8 г/см 3 на уровне нижней границы коры и достигает 3,0–3,3 г/см 3 в области верхней мантии.

Роль и значение гравитационных данных в изучении глубинных недр Земли особенно возросли за последние годы, когда не только Кольская, но и другие глубокие и сверхглубокие скважины, в том числе зарубежные (Оберпфальц в Германии, Гравберг в Швеции и др.) не подтвердили результаты геологической интерпретации данных глубинной сейсмики, положенные в основу проектирования этих скважин.

Превышения земной поверхности, а также глубины дна морей и океанов измеряются от поверхности квазигеоида (уровня моря). Поэтому для полного учета гравитационного влияния формы Земли необходимо вводить две поправки: поправку Брунса за отклонения фигуры Земли от нормального земного эллипсоида либо сфероида вращения, а также топографическую и гидротопографическую поправки за отклонения твердой земной поверхности от уровня моря.

Аномалии силы тяжести широко используются при решении разнообразных геологических задач. Представления о глубинной геологической природе гравитационных аномалий столь большой и разнородной по геологическому строению территории России будут во многом меняться в зависимости от того, какие теоретические концепции образования и тектонической эволюции Земли были положены в их основу. Отчетливая связь гравитационных аномалий в редукциях Буге и гидротопографической с дневным рельефом и с глубинами моря, когда горным сооружениям соответствуют интенсивные минимумы, а морям — максимумы силы тяжести, давно уже отмечалась исследователями и широко применялась для изучения изостазии, корреляции гравитационных аномалий с данными глубинного сейсмического зондирования и использования ее для вычисления “мощности” земной коры на сейсмически не изученных территориях. Редукции Буге и гидротопографическая позволяют убрать влияние известных плотностных неоднородностей Земли и тем самым выделить более глубинные составляющие поля. Наблюдаемая корреляционная связь с дневным рельефом аномалий силы тяжести подчеркивает, что именно изостазия как физическое явление и служит причиной того, что не только рельеф, но и все плотностные неоднородности Земли взаимно уравновешены в виде зон относительно повышенной и пониженной плотности, часто неоднократно чере-дующихся с глубиной и взаимно компенсирующих друг друга. Современные данные о реологических свойствах Земли с ее лито- и астеносферой, резко различных по своей упругости и, соответственно, подвижности, а также тектоническая расслоенность зем-ной коры, с возможным наличием в ней многоярусной конвекции глубинного вещества Земли, свидетельствуют о геологически мгновенной релаксации нагрузок. Поэтому в Земле как сейчас, так и раньше все аномальные массы любых размеров и глубины залегания были и продолжают оставаться изостатически скомпенсированными, независимо от того, где бы они ни находились и в какой бы форме ни проявлялись. И если раньше амплитуды и знаки гравитационных аномалий пытались объяснить лишь изменениями общей мощности земной коры и вычисляли для этой цели коэффициенты ее корреляционной связи с дневным рельефом либо с гравитационными аномалиями, то последующее все более детальное сейсмическое изучение земной коры и верхней мантии, применение методов сейсмической томографии показали, что латеральные сейсмические, а следовательно, и плотностные неоднородности свойственны всем уровням дифференциации глубинных масс Земли, т. е. не только земной коре, но и верхней, и нижней мантии, и даже ядру Земли.

Поле аномалий силы тяжести изменяется на громадную величину — свыше 500 мГал — от –245 до +265 мГал, образуя систему разных по размерам и интенсивности глобальных, региональных и более локальных гравитационных аномалий, характеризующих собой коровые, коро-мантийные и собственно мантийные уровни латеральных плотностных неоднородностей Земли. Аномальное гравитационное поле отражает суммарное действие гравитирующих масс, расположенных на различных глубинах в земной коре и верхней мантии. Так, строение осадочных бассейнов лучше проявляется в аномальном гравитационном поле при наличии достаточной плотностной дифференциации в областях, где породы кристаллического фундамента залегают на больших глубинах. Гравитационный эффект осадочных пород в районах с неглубоким залеганием фундамента наблюдать значительно труднее, поскольку его затушёвывают влияния особенностей фундамента. Участки с большой мощностью «гранитного слоя» выделяются отрицательными аномалиями силы тяжести. Выходы гранитных массивов на поверхность характеризуются минимумами силы тяжести. В аномальном гравитационном поле зонами больших градиентов и полосовыми максимумами силы тяжести чётко вырисовываются границы отдельных блоков. В пределах платформ и складчатых областей выделяются более мелкие структуры, впадины, валы, краевые прогибы.

Наиболее глобальные аномалии силы тяжести, характеризующие неоднородности собственно мантийного (астеносферного) уровня, столь велики, что лишь своими краевыми частями заходят в пределы рассматриваемой территории России, прослеживаясь далеко за ее пределы, где их интенсивность существенно возрастает. Единая зона Средиземноморского максимума силы тяжести совпадает с бассейном Средиземного моря и ограничена с севера небольшим Альпийским минимумом силы тяжести, а на востоке — единым очень интенсивным и громадным по площади Азиатским минимумом силы тяжести, соответствующим в целом Азиатскому мегавздутию Земли, охватывающему горные сооружения Средней и Высокой Азии от Забайкалья до Гималаев и, соответственно, от Тянь-Шаня до северо-восточной системы впадин внутреннего Китая (Ордосской, Сычуанской и др.). Этот глобальный Азиатский минимум силы тяжести уменьшается в своей интенсивности и прослеживается далее на территорию Северо-Востока России (горные сооружения Алтая, Забайкалья, Верхояно-Чукотской области), а его ответвление охватывает практически всю область активизированной в новейшее время Сибирской докембрийской платформы в виде в целом незначительно приподнятого (до 500–1000 м) Сибирского плоскогорья.

Крайняя северная часть Эгейского максимума частично попадает в пределы территории России, где после небольшого пережима начинается новый максимум, косо пересекающий Русскую платформу, Урал, Западную Сибирь и уходящий на севере в Северный Ледовитый океан. На крайнем востоке и северо-востоке, также лишь частично заходя на территорию России, располагается еще один — Тихоокеанский гигантский максимум силы тяжести, краевая часть которого протягивается в виде интенсивной линейной зоны гравитационного градиента от Шантарских островов до Берингова пролива через всю окраину Евразийского континента и омывающие его моря.

Аномальные массы, создающие Среднеазиатский глобальный минимум, вероятно, находятся на еще большой глубине, в результате чего образовавшаяся зона расплава привела к увеличению объема лишь глубинных масс и, соответственно, к образованию на поверхности единого гигантского Азиатского мегавздутия Земли, а наличие расплавленной линзы на глубине, видимо, обусловило небольшой по объемам и рассеянный по всей этой территории базальтоидный магматизм, мезозойские трубки взрыва в Тянь-Шане, потухшие четвертичные вулканы в Алтае-Саянской области, наконец, более интенсивный базальтоидный магматизм Байкало-Патомского нагорья, далеко уходящий за пределы самого Байкальского рифта.

Большая глубинность глобальных максимумов и минимумов силы тяжести, попадающих в пределы территории России, находит свое подтверждение и при интерпретации высот геоида.

geographyofrussia.com

Гравитационная карта Луны — Все уголки вселенной

Составлена самая точная на сегодня гравитационная карта Луны.

Вариации силы притяжения Луны, выявленные программой Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) в ходе первой картографической миссии с марта по май 2012 года. Высокоточные микроволновые измерения производились космическими аппаратами «Эбб» и «Флоу». (Здесь и ниже изображения NASA / JPL-Caltech / MIT / GSFC.)

Если вы решитесь потратить деньги на то, чтобы поместить нечто на орбиту Луны, оно, скорее всего, будет битком набито научными приборами. Но НАСА соригинальничало — отправило туда не один, а два корабля, зато с одним-единственным инструментом.

Несмотря на внешнюю легковесность, проект GRAIL оказался феноменально успешным, ибо позволил составить самую точную геологическую карту нашего соседа. Теперь ясно видно, что этот мир сформирован сочетанием метеоритных ударов (некоторые из них, вероятно, пробили Луну до мантии) и растяжек, свидетельствующих о расширении тела в начале его истории.

Проект GRAIL создан по образцу спутников GRACE, которые исследуют Землю. Единственный инструмент отслеживает расстояние между парными аппаратами, меняющееся из-за гравитации. Поскольку на Луне нет сколько-нибудь значимой атмосферы, а сила притяжения очень слабая, аппараты GRAIL смогли снизиться до средней высоты 55 км, в результате чего масштаб карты оказался почти втрое лучше по сравнению с предыдущими усилиями.

Первая стадия проекта стартовала в марте с. г. и завершилась в мае. Зонды смогли различить образования величиной около 13 км. Получено более 99,99% возможных данных с учётом разрешающей способности аппаратуры.

Что мы видим на Луне, тó там и есть — вот в чём её прелесть. Авторы одной из трёх статей о проекте, опубликованных журналом Science, отмечают, что более 98% локальных изменений гравитационного притяжения — продукт топографии поверхности. Иными словами, кратеры и хребты, которые мы видим на поверхности Луны, производят основную долю сигналов, принятых GRAIL. Ничего подобного на других изученных нами объектах нет. Земля, Венера, Марс, Меркурий обладают большой внутренней изменчивостью, которая, как правило, становится результатом тектонических процессов.

Хотя Луна пережила несколько вулканических извержений, большинство деталей рельефа сформировано метеоритными ударами. Взгляните на карты: места столкновений отличаются высокой плотностью в центральной области (где материал сжался и нагрелся), окружённой раздробленным материалом с низкой плотностью. Причём ударов было так много, что кора ноздревата и относительно однородна. То есть метеориты в каком-то смысле сыграли роль кухонного комбайна. Кстати, данные GRAIL говорят о том, что лунная кора, возможно, тоньше, чем предсказывалось.

Этот момент очень важен. «Наиболее сильные удары могли пробить тонкую кору насквозь и достигнуть мантии», — пишут авторы. Моделирование позволяет предположить, что у двух зон воздействия толщина внутренней части стремится к нулю (Море Москвы и Море Кризисов), тогда как у трёх других она близка к нулю (Море Гумбольдта, кратеры Аполлон и Пуанкаре).

В одной из статей рассказывается, почему иногда не было сигналов от очевидных деталей рельефа. Это те самые 2%, которых не хватало несколькими абзацами выше и которые приходятся на внутренние, скрытые от глаз причины. Среди них наиболее заметны длинные линии, отдельные из которых простираются почти на тысячу километров. Эти образования относительно глубоки: они начинаются примерно в 5 км от поверхности и уходят вниз по меньшей мере на 70 км. Это очень древние структуры, поскольку их прерывают крупные ударные кратеры, появившиеся на заре лунной истории.

Авторы видят в них аналог земных групповых даек, то есть мест, в которых тектонические разломы пропустили в кору расплавленный материал с большой глубины. Хотя тектоники плит на Луне никогда особенно не было, считается, что нагрев от удара, создавшего Луну, привёл к возникновению океана магмы под лунной корой. Вот откуда мог взяться расплавленный материал. Но что стало причиной разлома?

Исследователи обращают внимание на то, что в моделях ранней Луны её слоистая структура состоит из относительно прохладного интерьера, расплавленного океана и подостывшей коры. Эта структура должна была нагревать интерьер одновременно с охлаждением внешней оболочки, что приводило к расширению Луны. Предполагается, что в первые миллиарды лет радиус нашего соседа увеличился на 0,6–4,9 км, после чего вновь сократился. По мнению авторов, этого могло быть достаточно для появления огромных трещин в коре, которые заполнила магма.

В целом данные GRAIL способны рассказать очень много о первобытной истории Луны и наложить ограничения на модели её формирования. Кроме того, они намекают на условия во внутренней Солнечной системе вскоре после её образования, проливая свет на столкновения, которые переживали все тела, несмотря на то что время могло скрыть их следы. Неплохо для одного-единственного инструмента?

Аномалии Буге

Градиенты силы тяжести.

Градиенты силы тяжести с выделенными линейными аномалиями.

Дайка на Земле (справа) и лунная дайка с более высокой силой притяжения по сравнению с окружающей областью (слева вверху она отмечена полосой в центре карты градиентов, а слева внизу приведены данные об аномалии).

Крупнейшие лунные дайки. Их длина может достигать 480 км, а ширина — 40 км.

Толщина лунной коры по данным GRAIL и топографическая карта, составленная зондом Lunar Reconnaissance Orbiter.

Результаты исследования опубликованы в журнале Science в трёх статьях.

Подготовлено science.compulenta.ru по материалам Ars Technica и НАСА.

Еще по теме:

Новые подробности российской лунной программы.
Битва за Луну?
Чуть позже, но сразу на Луну
Европа тоже хочет на Луну
Ученые обсуждают возможность добычи ресурсов на Луне

Все самое интересное о космосе здесь — ru_deep_space

ru-deep-space.livejournal.com