As massas da superfície da Terra não são uniformemente distribuídas. Existem cadeias de montanhas poderosas com uma densidade rochosa de cerca de três toneladas por metro cúbico. Existem oceanos nos quais a densidade da água é de apenas uma tonelada por metro cúbico - mesmo a uma profundidade de 11 quilômetros. Existem vales abaixo do nível do mar - nos quais a densidade da matéria é igual à densidade do ar. De acordo com a lógica da lei da gravitação universal, essas não homogeneidades de distribuição de massa devem atuar sobre os instrumentos gravimétricos.
Mas alguns grupos de pessoas argumentam que este não é o caso …
O instrumento gravimétrico mais simples é um fio de prumo - quando acalmado, ele é orientado ao longo da vertical local. Por muito tempo, tentativas foram feitas para detectar os desvios do prumo devido à atração, por exemplo, de cadeias de montanhas poderosas. Claro, não era um simples peso em uma corda que desempenhava o papel de um fio de prumo - pois como você pode saber onde e a que distância ele é desviado? E o método foi utilizado para comparar as coordenadas geodésicas do ponto de medição (obtidas, por exemplo, por triangulação) e suas coordenadas obtidas a partir de observações astronômicas. Apenas no segundo desses métodos é que se liga à vertical local, o que é realizado, por exemplo, usando o horizonte de mercúrio no telescópio. Assim, pela diferença nas coordenadas do ponto obtidas pelos dois métodos acima, pode-se julgar o desvio da vertical local.
Assim, os desvios resultantes na maioria dos casos acabaram sendo bem menores do que os esperados devido à ação das serras. Muitos livros sobre gravimetria referem-se a medições feitas pelos britânicos ao sul do Himalaia em meados do século XIX. Desvios recordes eram esperados lá, porque do norte estava a cordilheira mais poderosa da Terra, e do sul - o Oceano Índico. Mas os desvios detectados acabaram sendo quase zero. Comportamento semelhante do fio de prumo é encontrado perto da costa do mar - ao contrário das expectativas de que a terra, mais densa que a água do mar, puxará mais o fio de prumo.
Para explicar esses milagres, os cientistas adotaram a hipótese da isostasia. De acordo com essa hipótese, a ação das não homogeneidades das massas superficiais é compensada pela ação das não homogeneidades do signo oposto localizado a uma certa profundidade. Ou seja, deve haver rochas soltas sob as rochas superficiais densas e vice-versa. Além disso, essas heterogeneidades superior e inferior devem, por esforços conjuntos, anular a ação no fio de prumo em todos os lugares - como se não houvesse heterogeneidade alguma.
Observe que os desvios da linha de prumo indicam as componentes horizontais do vetor de gravidade local. Sua componente vertical é determinada por gravímetros. Os mesmos milagres acontecem com gravímetros e com cabos de prumo. Mas existem muitas medidas com gravímetros. Portanto, para não fazer as pessoas rirem, os especialistas acumularam selvas terminológicas e metodológicas nas quais é difícil para os não iniciados atravessar.
Se os resultados diretos das medições gravimétricas fossem publicados, seria muito óbvio que eles não dependem da falta de homogeneidade da massa superficial. Portanto, os resultados diretos são recalculados com correções especiais. A primeira correção, "para ar livre" ou "para altura", reflete a localização do ponto de medição em uma altitude que não coincide com o nível do mar (perto da superfície da Terra, esta correção é de cerca de 0,3 mGal / m; 1 Gal = 1 cm / s2). A segunda correção reflete o efeito da não homogeneidade da massa superficial. A soma dessas emendas é chamada de emenda Bouguer. A diferença entre os valores medidos e teóricos da gravidade é chamada de anomalia: sem levar em conta a segunda correção, essa diferença é chamada de anomalia no ar livre, e quando ambas são levadas em conta, é chamada de anomalia de Bouguer.
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Assim, há um padrão claro: se durante o levantamento gravimétrico, nenhuma correção para o efeito das massas da superfície é introduzida, mas apenas a correção “para ar livre” é usada, então as anomalias de gravidade em todos os lugares se tornam próximas de zero. Mas acredita-se que as massas superficiais não podem deixar de afetar o gravímetro, portanto, as correções são calculadas e introduzidas, o que dá anomalias iguais em magnitude a essas correções. E então, para zerar as anomalias e trazer os valores teóricos de acordo com os medidos, eles usam a mesma engenhosa hipótese de isostasia.
Você acha que não pode haver um estado de coisas tão deplorável na ciência? Talvez, talvez. Mas o que não pode ser é uma compensação isostática. E por um motivo muito simples. Agora, que haja uma inclusão local com alta densidade sob a superfície do solo, e uma inclusão compensatória com densidade reduzida sob ela. Observe que se a força da gravidade acima dessas inclusões for igual à força da gravidade acima da seção com densidade normal, então não há compensação fora dessas inclusões: o dipolo isostático "atrai" de maneira diferente de uma seção semelhante com densidade normal, o que deve causar um desvio correspondente do fio de prumo …
Com uma determinada distribuição não uniforme de massas superficiais, nenhuma distribuição de massas compensatórias pode atingir desvios de prumo zero e anomalias de gravidade zero ao mesmo tempo: isostasia para linhas de prumo e isostasia para gravímetros são incompatíveis. Na prática, em todos os lugares, desvios de zero da linha de prumo são observados junto com anomalias de gravidade zero (se você não introduzir correções excessivas). Essa. A prática mostra claramente que os instrumentos gravimétricos não respondem à distribuição de massa. E porque? A ciência ainda não encontrou uma resposta para essa pergunta. E nós respondemos: porque as massas não têm um efeito atraente.
E esta conclusão é válida não apenas para as massas superficiais da Terra - a gravimetria permite generalizá-la para toda a matéria da Terra. Isso é possível por meio de medições sob a superfície do geóide, realizadas em minas ou a bordo de um batiscafo submerso. Veja: de acordo com a lei da gravitação universal, a gravidade da Terra na aproximação, quando a Terra é considerada uma bola uniforme não giratória, é máxima na superfície desta bola. Com efeito, ao elevar-se acima da superfície, a aceleração da gravidade diminui de acordo com a expressão GMЗ / r2, onde G é a constante gravitacional, MЗ é a massa da Terra, r é a distância ao seu centro. E, quando imerso na superfície, a aceleração da gravidade diminui devido ao fato de que a massa "atrativa" diminui, uma vez que o efeito total das massas na camada esférica superficial com espessura igual à profundidade de imersão é igual a zero.
Nesse caso, a aceleração da gravidade depende linearmente da distância ao centro da Terra: GMЗr / R3, onde R é o raio da Terra. Assim, na aproximação citada, na superfície da Terra haveria uma quebra (assim como uma mudança de sinal!) Na dependência da aceleração da gravidade com a distância ao centro da Terra. Se, como argumentamos, a gravidade não é gerada por massas, e a geometria das inclinações de frequência (1.6) é especificada independentemente da distribuição de massa, então a dependência da aceleração da gravidade na altura não tem uma torção na superfície da Terra - a função ~ 1 / r2 retém sua forma ao aprofundar sob a superfície. Isso é o que mostram os dados de medição brutos e não corrigidos.
Para não divulgar esses fatos fatais para a lei da gravitação universal, os autores das publicações sobre a gravidade nas minas seguem as seguintes regras:
1) fornecer dados apenas para níveis abaixo da superfície, mas não acima - de forma que a ausência de uma "quebra" não seja notável;
2) não especifique - a força da gravidade aumenta ou diminui quando imersa sob a superfície;
3) não forneça dados "brutos": forneça apenas dados que sejam corrigidos pelo menos para o efeito das massas superficiais (e essas correções são arbitrárias: elas dependem do modelo adotado de distribuição das massas superficiais).
Com tais casos, por que temos certeza de que não é a lei da gravitação universal que se confirma nas minas, mas nosso modelo? Sim, sorte, você sabe. Os autores do artigo [R6], que realizaram medições nas minas de Queensland (Austrália), publicaram os mesmos dados “brutos” (Tabela 1, coluna 3). Além disso, eles indicaram claramente que os valores medidos em profundidade são apresentados, menos o valor medido na superfície - a partir do qual é imediatamente claro que a aceleração da gravidade aumenta com a imersão, e não diminui, conforme exigido pela lei da gravitação universal.
Além disso! Por favor, observe: de acordo com esta lei, o módulo da derivada da dependência da altitude da aceleração gravitacional ao se aproximar do ponto de interrupção de cima, 2GMЗ / R3, é duas vezes maior do que ao se aproximar do ponto de interrupção de baixo, GMЗ / R3. h = 948,16 m [R6], o valor calculado do incremento da aceleração gravitacional é 2GMЗh / R3, ou seja, acima da superfície -3 m / s2. Compare com ele o valor medido para a diferença nomeada em profundidades: 2,9274-3 m / s2 [R6]. É bastante óbvio: ao passar pela superfície da Terra de cima para baixo, não só não ocorre uma mudança de sinal, mas também uma redução dupla no módulo da derivada da dependência da altitude da aceleração gravitacional.
Isso é possível se toda a substância da Terra não tiver um efeito atraente! Encontramos aqui, falando francamente, um furo global da lei da gravitação universal - nosso modelo é confirmado qualitativa e quantitativamente.
Eh, e ainda assim, diferentes organizações ainda oferecem serviços de pesquisa de gravidade para simplórios. Reconhecimento a pé! Automotivo! Do avião! De satélites!
"Qualquer imaginação de clientes - por seu dinheiro!" Além disso, os mapas gravimétricos são desenhados - multicoloridos! Bem, o que você pode dizer. Primeiro, é lindo. E, em segundo lugar, com quem essas fotos interferem?
Mapa gravitacional da terra
