Гравітацыйная анамалія: вызначэнне, значэнне, асаблівасці і цікавыя факты

У галіне тэарэтычнай фізікі гравітацыйная анамалія з'яўляецца прыкладам калібровачнае анамаліі, адным з эфектаў квантавай механікі. Гэта розніца паміж назіраным паскарэннем вольнага падзення або цяжару на паверхню і адпаведнага значэння прагназуемай мадэлі гравітацыйнага поля планеты. Як правіла, ёсць шэраг спрашчаюць дапушчэнняў, у тым ліку самогравитация і круцільныя руху, дзякуючы якім Зямля прымае форму эліпсоіда.

Анамалія і гравітацыя

Значэнне анамаліі, як правіла, значна менш, чым значэнне самой гравітацыі, з якой звязаны паняцці агульнай масы планеты, яе кручэння і уплощения. Такім чынам, гравітацыйныя анамаліі на Зямлі - гэта ўсяго толькі лакальныя варыяцыі гравітацыйнага поля. Тым не менш гэтыя з'явы выклікаюць непадробную геафізічныя і геалагічны цікавасць і з'яўляюцца аднымі з тыповых задач геафізікі.

Прычыны і асаблівасці

Гравітацыйная анамалія можа сустракацца ў розных кутках свету, часцей за ўсё ў гарах. Бакавыя ваганні гравітацыйных анамалій звязаны з анамальнымі размеркаванай шчыльнасці ўнутры Зямлі. Меры сілы цяжару дапамагаюць зразумець ўнутраную структуру планеты. Маштабныя анамаліі гравітацыйнага поля могуць быць выяўленыя з космасу ў якасці пабочнага эфекту гравітацыйных місій спадарожнікаў.

Гравітацыя аднаўлення і клімату

На падуладныя толькі самой прыродзе працэсы, аказваецца, можа ўплываць і сам чалавек, запускаючы спадарожнікі, якія могуць выявіць гравітацыйныя змены па ўсёй Зямлі. Акрамя таго, гэтыя змены могуць быць прадстаўлены ў выглядзе гравітацыйных анамалій часовых варыяцый. Гравітацыя гуляе важную ролю, уплываючы у тым ліку на самарэгуляцыю планеты і яе кліматычныя працэсы.

Напрамкі гравітацыйнага поля

Гравітацыйнае поле Зямлі намалявана ў двух асноўных кірунках: анамаліі сілы цяжару карты і карты геоида Зямлі.

• Гравітацыйная анамалія карты паказвае, наколькі фактычнае гравітацыйнае поле самой Зямлі адрозніваецца ад гравітацыйнага поля яе паверхні. Яна падкрэслівае розніцу ў сілах цяжару на паверхні Зямлі. Часта гэта адбываецца ў месцах незвычайнай канцэнтрацыі пэўных формаў ландшафту, напрыклад, наяўнасць горных хрыбтоў або акіянічных западзін.
• Геоида з'яўляецца гіпатэтычнай паверхняй Зямлі, якая ўяўляе сабой сярэдні ўзровень мора ў адсутнасць вятроў, плыняў і большасць прыліваў. Геоида з'яўляецца карысным даведкавым матэрыялам паверхні. Яна вызначае гарызанталі, і сіла цяжару дзейнічае перпендыкулярна да іх.

Атрыманне дакладнай мадэлі геоида аказалася зусім няпростай задачай. Дадзеныя з некалькіх дзесяткаў спадарожнікаў, нароўні з павярхоўнымі вымярэннямі, павінны былі быць аб'яднаны для стварэння мадэлі гравітацыйнага поля. Вылучэнне буйнамаштабных асаблівасцяў сябе апраўдала ў поўнай меры, чаго не скажаш пра асаблівасці лакальнага характару, дзе часцяком неабходным з'яўляецца дакладнае апісанне зменлівых ў часе гравітацыйных эфектаў, як тыя, якія звязаны з гідралагічным цыклам.

Дыстанцыйнае зандаванне і картаграфія

Гэтыя метады забяспечваюць крытычны ўклад многіх навуковых мадэляў, якія выкарыстоўваюцца ў акіянаграфіі, гідралогіі, геалогіі і сумежных дысцыплінах. Дыстанцыйнае зандаванне і картаграфія выкарыстоўваюцца для розных мэтаў і задач, у тым ліку:

• вымярэння змяненняў масы палярных льдоў;
• вымярэння змяненняў водных рэсурсаў на сушы;
• вызначэння дробных і глыбокіх акіянічных плыняў;
• вызначэння змяненняў узроўню мора ў выніку тэмпературных ваганняў;
• больш падрабязнага разумення такога масавага абмену, як атмасфера-акіян;
• апісання сіл, якія генеруюць геамагнітныя поле Зямлі;
• разумення ўнутраных сіл планеты, руху тэктанічных пліт у выніку землятрусаў і вывяржэнняў вулканаў;
• паляпшэння прагназавання прыродных небяспек.

Анамаліі прыцягваюць турыстаў

Мы жывем у эпоху, калі амаль усё ў свеце маюць імгненны доступ да інфармацыі. Нягледзячы на тое што кожны пры жаданні можа пазнаць усё, што захоча, ёсць у свеце дзівацтвы, і іх нямала, якія застаюцца загадкай, адной з такіх і з'яўляецца гравітацыйная анамалія.

Ёсць на планеце месцы, здольныя здзіўляць, дзе прыродныя сілы цяжару не працуюць, дзе губляецца пачуццё раўнавагі, дзе аўтамабіль можа каціцца ў гару і гэтак далей. Падобныя з'явы сапраўды разглядаюцца як няправільныя з пазіцыі мыслення чалавека.

Такія загадкавыя месцы можна сустрэць па ўсім свеце, праўда, не ўсе з іх могуць размяшчацца ў віхурах паранормальной актыўнасці, але некаторыя вызначана могуць стаць добрым месцам прыпынку для стомленых ад дарогі турыстаў.

Інтэрпрэтацыя гравітацыйных і магнітных анамалій

Магнітныя анамаліі ў асноўным генеруюцца варыяцыямі крышталічнага падмурка і магматычнага матэрыялу. Большасць адкладаў можна разглядаць як магнітна-празрыстыя, гэта значыць маюць нязначную ўспрымальнасць.

Такім чынам, магнітныя інтэрпрэтацыі дадзеных могуць быць карысным і прадуктыўным спосабам даследавання самых глыбокіх і часта найбольш фундаментальных структур.

Гравітацыйная анамалія на возеры або зямлі можа быць звязаная з кантрастам шчыльнасцяў подповерхностных слаёў (глыбінных пранікненняў, разломаў, межамі басейнаў рэк і гэтак далей).

Што значыць "ГА"?

Гравітацыйная анамалія, "ГА" скарочана, з'яўляецца агульным тэрмінам для апісання выпадкаў фіксавання не зусім звычайных паказчыкаў гравітацыйнага поля. Гэта вызначэнне тлумачыць моманты, якія ўзнікаюць у выпадках супярэчнасці паміж агульнапрынятай матэматычнай мадэллю гравітацыйнай тэорыі і другім бокам, не ўкладваюцца ў агульныя рамкі фізічнай прыроды гравітацыйнага ўзаемадзеяння.

практычнае значэнне

Вывучэнне характарыстык і ўласцівасцяў гравітацыйнага поля Зямлі гуляе важную ролю і знаходзіць практычнае прымяненне ў многіх галінах гаспадаркі. Існуе цэлы навуковы напрамак - гравиметрия, якая стаіць у адным шэрагу з іншымі навукамі аб Зямлі (геалогія, геадэзія, касманаўтыка, акіянаграфіі, сейсмалогіі і іншыя). Прадмет яе вывучэння - і гравітацыйная анамалія ў тым ліку.

Анамаліі сілы цяжару

Змены сілы цяжару, якія звязаны з такой уласцівасцю зямной паверхні, як неаднастайнасць шчыльнасці, не маюць відавочнай заканамернасці і паказваюць на пэўны адхіленне значэнняў ад агульнапрынятых, называюцца анамаліямі сілы цяжару. Як правіла, розніца паміж нармальнай і ненармальнай гравітацыяй мінімальная. Аднак нават нязначныя адхіленні дапамагаюць лепш вывучаць ўласцівасці зямной кары, а таксама ажыццяўляць пошук карысных выкапняў.

Гравітацыйная анамалія ўзнікае як на паверхні Зямлі, так і ў яе нетрах. Важным вонкавым фактарам пры гэтым з'яўляецца рэльеф. Што тычыцца падземных прычын, то да іх адносяць руху слаёў па вертыкалі і гарызанталі, а таксама змены плотностного складу гэтых слаёў. Такая з'ява, як гравітацыйная анамалія, мае важнае значэнне ў геалогіі. Метады гравиметрии шырока выкарыстоўваюцца падчас пошуку радовішчаў жалезнай руды, нафты і газу.

Цуды, ды і толькі!

З кожным годам з'яўляецца ўсё больш інфармацыі аб анамальных месцах на планеце. Гэта месца, дзе нейкім цудоўным чынам знікае сіла цяжару, мячык ці разлітая вада пачынаюць падымацца ўверх па схіле або адбываюцца іншыя цуды, якія не паддаюцца ніякай логіцы.

Найбольш вядомымі з'яўляюцца Бейт-Шэмэш ў Ізраілі, цясніну Д'ябла ў Іарданіі, перавал ў Ладхаке (Індыя), а таксама гравітацыйныя анамаліі ў Расіі, паблізу вёсачкі Галашка Няўянск раёна на Сярэднім Урале, дзе быў знойдзены ручаёк з незвычайным плынню.

Што ж адбываецца на самай справе? Ці ўсё анамальныя месцы такімі з'яўляюцца? Многія з іх маюць нешта агульнае, а менавіта:

• У асноўным такія зоны размяшчаюцца ў гарыстай мясцовасці.
• Большая частка знаходзіцца ў субтропіках.
• Характэрнай рысай з'яўляюцца параўнальна невялікія памеры, калі гэта дарога, то працягласць анамальнага ўчастка не перавышае, як правіла, 600 м.

У чым фокус?

Гравітацыйныя анамаліі ў сістэме Зямля і Месяц абгрунтаваныя з навуковай пункту гледжання, іх ўзаемасувязь можна назіраць, напрыклад, пры дапамозе прыліваў.

А што тычыцца шматлікіх месцаў, дзе сілы прыцягнення працуюць наперакасяк? Няўжо ўсё тое, што здаецца незразумелым, з'яўляецца ненармальным? Возьмем прыклад з горнай дарогай адной анамальнай зоны. Ўздым наверх аказваецца лягчэй, чым спуск уніз. Дык чаму ж спускацца так цяжка? Гэта таму, што цела падмануць вельмі цяжка, у адрозненне ад вачэй. Цяжка паверыць, але большасць загадкавых прыродных з'яў - гэта ўсяго толькі аптычныя ілюзіі.

Гравітацыя з'яўляецца адной з найбольш важных фундаментальных сіл Сусвету, якая не раз азадачвала навукоўцаў з моманту яе адкрыцця. Унікальныя ўласцівасці гравітацыі і стаўленне да масы дазваляе жыцця існаваць, а не ляцець у космас. Калі аб'ект перамяшчаецца вышэй, ён атрымлівае гравітацыйную патэнцыйную энергію, і яе колькасць залежыць ад масы аб'екта, вышыні і сілы прыцягнення. У прыродзе існуюць таксама з'явы скажэнні гравітацыйных палёў. Анамаліі з'яўляюцца досыць умоўнай паняццем, якое можа пазначаць мноства розных з'яў. Па факце, іх праявы - гэта фізічна апраўданае якасць рэчывы або матэрыі.

Гравітацыйныя палі могуць аказваць значнае ўздзеянне, што можа выяўляцца ў функцыянальных збоях разнастайнай тэхнікі. Напрыклад, на часах раптам спыняюцца ці пачынаюць рухацца ў процілеглым кірунку стрэлкі, разряжаются тэлефоны, выключаецца фотатэхніка і гэтак далей. Усе скажэнні часу і прасторы трэба ўспрымаць больш шырока, а не толькі на ўзроўні матэрыяльных праявах рэфлекторнага характару.