Сила тяжести и гравитационный потенциал.

Метод, изучающий аномалии Δg_а в распределении естественного поля силы тяжести, обусловленные плотностной неоднородностью залежей коры, называется гравиразведкой. Т.е. основной физический параметр гравиразведки – плотность, измеряемая в кг/м³

а = 6378 км; в = 6357 км.

отношение

называется относительным сжатием сфероида. Относительное сжатие как раз и характеризует упомянутую сплюснутость. Итак, если принять, что составляющие нашу планету основные геосферы – ядро и мантия характеризуются разными, но неизменяющимися, то есть постоянными плотностями, а ее фигура имеет сфероидальную форму с относительным сжатием , то вычисленные на поверхности такого концентрически однородного сфероида значения Δg можно определить как нормальные. Вспомним, что ранее мы условились понимать под нормальным поле над однородным разрезом. Таким образом, Δg_о полностью соответствует этому условию. Вполне понятно, что значения нормального поля, вычисленные в разных местах земной поверхности, будут зависеть от широты φ местности. Вычисление Δg_о выполняется по специальным формулам, речь о которых пойдет позднее. В итоге, Δg_а = Δg_набл – Δg_о , должно характеризовать именно неоднородность земной коры поскольку Δg_набл обусловлено гравитационным действием Земли в целом, а Δg_о представляет долю, обусловленную всеми оболочками, кроме Земной коры.

Действие силы тяжести чувствует на себе каждое живое существо и каждое физическое тело на Земле. Оно проявляется в том, что , то есть тело любой массы m притягивается Землей с силой , зависящей от m и ускорения свободного падения .

Сила представляет собой, в основном, равнодействующую двух сил: ньютонианской силы притяжения Землей Fпр, направленной к центру Земли и центробежной силы , т.е. = + , (Рис.1)

	Рис 1. Сила тяжести и ее составляющие

Участвует в формировании Р и притяжение со стороны других космических тел Fк, но эта величина пренебрежимо мала в сравнении с двумя основными и далее не рассматривается.

В гравиразведке действие Р относят к единице массы, то есть притягиваемую массу m в произвольной точке земной поверхности следует принять равной единице. Тогда становится численно равным g

Сила, действующая на единицу массы называется напряженностью. Таким образом, величина напряженности численно равна величине ускорения, то есть по физическому смыслу ускорение можно рассматривать как напряженность.

За единицу ускорения принимается, как уже говорилось, величина 1 см/с² = 1м/с²·10^-2, называемая Гал. Название это дано в честь Галилео Галилея, величайшего ученого всех времен и народов. Именно с Галилея, впервые измерившего ускорение свободного падения, а также предположившего и воплотившего в практику идею моделирования, как универсального инструмента исследования, наука стала одной из основополагающих сфер человеческой деятельности. Галилей создал действующую модель Солнечной системы, объяснив с ее помощью механизм движения планет солнечной системы вокруг Солнца и те небесные явления, включая восход, закат, затмения Солнца, которые всегда волновали человечество. Ему же принадлжеит выдающаяся роль в развитии теории гравитации. В гравиразведке в качестве рабочей единицы характеризации поля силы тяжести употребляется миллигал (мГал)

1мГал = 1·10^-3Гал

Введение в практику разведки этой малой единицы обусловлено тем, что аномалии в распределении поля силы тяжести, вызванные геологическими телами – неоднородностями земной коры – имеют сравнительно небольшую интенсивность, измеряемую единицами или даже десятыми и сотыми долями мГал. Поэтому миллиГал – это достаточно удобная мера их описания.

Таким образом, аномалии в распределении силы тяжести измеряют единицами ускорения силы тяжести или свободного падения под действием этой силы.

Ускорение – вектор. Поэтому, чтобы не фиксировать каждый раз его направление нередко для характеризации поля употребляют составляющие поля по координатным осям, то есть скалярные величины g_x, g_y, g_z , называя их соответственно горизонтальными (g_x и g_y) и вертикальной (g_z) компонентами.