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Bouguer Anomalie USA 1 Schwerefeld der Erde. 2 Potentialfelder der Erde Schwerefeld Magnetfeld radialsymmetrisch weltweit ungefähr gleich gross Dipolfeld.

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Präsentation zum Thema: "Bouguer Anomalie USA 1 Schwerefeld der Erde. 2 Potentialfelder der Erde Schwerefeld Magnetfeld radialsymmetrisch weltweit ungefähr gleich gross Dipolfeld."—  Präsentation transkript:

1 Bouguer Anomalie USA 1 Schwerefeld der Erde

2 2 Potentialfelder der Erde Schwerefeld Magnetfeld radialsymmetrisch weltweit ungefähr gleich gross Dipolfeld mit Nord- und Südpol Magnitude variiert um Faktor zwei

3 3 Gravitationskraft F = G·m 1 ·m 2 / r 2 G: allgemeine Gravitationskonstante (6.67· Nm 2 /kg 2 ) F = m 1 ·a = G·m 1 ·m 2 / r 2 g = G·M E / R E m/s 2 g: Erdbeschleunigung M E : Masse der Erde R E : Radius der Erde 1 Gal = 1 cm/s 2 = 0.01 m/s 2 Einheit: (nach Galileo Galilei) (d.h. ungefähr ein Tausendstel der Erdbeschleunigung) 1 mGal = Gal = m/s 2 (d.h. ungefähr ein Millionstel der Erdbeschleunigung)

4 4 Gravimeter LaCoste-Romberg-Gravimeter (Relativgravimeter) Absolutgravimeter: absolute Schwere keine Kalibrierung nötig Messung: freier Fall, (Schwerependel) Genauigkeit: ± 10 μGal Relativgravimeter: Veränderung gegenüber einem Nullpunkt Messung: Federauslängung Genauigkeit: ± wenige μGal

5 5 Schwerefeld Komponenten des Schwerefeldes: - Gravitationswirkung der Erdmasse - Zentrifugalkraft (aus Erdrotation) - Unregelmäßigkeiten in Aufbau und Form der Erde - Gezeiten (Gravitationswirkung von Mond und Sonne)

6 6 Äquator vs. Pol Unterschiede in der Erdbeschleunigung am Äquator im Vergleich zum Pol: höhere Zentrifugalkraft am Äquator geringere Schwere (-g) größerer Abstand R zum Erdmittelpunkt geringere Schwere (-g) zusätzliche Masse wg. größerem Radius höhere Schwere (+g)

7 7 Maßgebliche Faktoren Geographische Breite ( φ ) Topographische Höhe ( R) Verteilung der Massen in der Erde (M) Korrektur möglich g 0 = g e ·( ·sin 2 φ ·sin 4 φ ) g 0 :theoretische Gravitation für den Breitengrad des Meßpunktes [mGal] g e :theoretische Gravitation am Äquator [978, mGal] φ :Breitengrad des Meßpunktes [°] Korrektur für geographische Breite Normalschwere:

8 GFZ Potsdam 8 Form der Erde

9 9 Geoid Physikalisches Modell der Erdfigur: Fläche gleichen Schwerepotentials (durch den mittleren Meeresspiegel der Weltmeere repräsentiert) Geometrisches Modell der Erdfigur: Ellipsoid

10 10 Lotabweichung Differenz zwischen wahrer Lotrichtung und theoretischer Ellipsoidnormalen (sie entspricht der Neigung zwischen Geoid und Ellipsoid und verzerrt terresterische Vermessungsnetze)

11 11 Geoidundulationen Geoidundulationen relativ zum Referenzellipsoid [m]

12 12 Freiluftkorrektur Korrektur für Unterschiede in der topographischen Höhe: g F [mGal] = 0.308·h [m] (Masse der Topographie bleibt unberücksichtigt)

13 13 Freiluftanomalie Abweichung von der Normalschwere g 0 : g F = g beob + g F - g 0 Freiluftschwere: g F = g beob + g F (Free air anomaly, FAA) (= g F - g 0 )

14 14 Beispiel für FAA

15 15 Bouguerkorrektur Korrektur für die Masse zwischen Meßpunkt und Referenzniveau: g B [mGal] = 2·π·ρ·G·h = ·ρ [g/cm 3 ]·h [m] Bouguerplatte: Platte unendlicher Ausdehnung mit der Höhe h und der Dichte ρ

16 16 Bouguerkorrektur an Land g B [mGal] = ·ρ·h = 0.112·h [m]

17 17 Bouguerkorrektur überm Meer g B [mGal] = ·(ρ w -ρ c )·h w = ·h [m]

18 18 Bougueranomalie Abweichung von der Normalschwere g 0 : g B = g F - g B Bouguerschwere: g B = g beob + g F - g B (Bouguer anomaly, BA) (= g B - g 0 )

19 19 Beispiel für FAA & BA [mGal]

20 Strobach (1991): Unser Planet Erde Information über Isostasie Information über Mohotiefe Freiluft- anomalie (FAA) Bouguer- anomalie (BA) 20 Bedeutung von FAA & BA (FAA = 0 bei Isostasie) (z.B. BA < 0 bei Krustenwurzel) topographische Korrektur ( g top ): berücksichtigt die Schwerewirkung seitlicher Massen g top

21 Berckhemer, H. (1990): Grundlagen der Geophysik. 21 Tiefe (z) Größe (R) Dichtekontrast ( ρ) Interpretation nie eindeutig, da mehrere Faktoren die Schwereanomalie beeinflussen: Einflußfaktoren

22 22 Kugelförmiger Körper Größe (R)Tiefe (z) Dichtekontrast ( ρ) Moores, R.J. & Twiss, E.M. (1995): Tectonics. Unterschiedliche Interpretationen derselben Schwereanomalie

23 Topographie USA

24 Bouguer Anomalie USA


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