[Earth Science] 地球の構成と内部エネルギー 重力異常

標準重力と重力異常
標準重力：地球の形を地球楕円体と仮定した時の引力と遠心力の合力．
重力異常：地下の密度の不均一によって実際の重力の測定値が標準重力からずれた大きさ（引力は物体の質量に比例して大きくなるので，地下に密度が大きい物体が存在する場所では局所的に重力が大きくなる）．

重力補正
重力補正：重力の測定値を他の地域と比較するために，実測値をジオイド面の値に変換すること．重力補正は以下の3段階で行われる．

1. フリーエア補正：引力は重心からの距離の2乗で小さくなる（c.f. $f = G \frac{Mm)}{r^2}$）．この効果を取り除いてジオイドにおける重力値に変換すること．
2. 地形補正：地形による効果を測定値から取り除き，ジオイドと並行な地形における重力値に変換すること．
3. ブーゲー補正：測定点とジオイド面の間には，物質が存在するために引力をもたらす．測定点とジオイドの間にある物質の密度と平均的な近くの密度と仮定して測定値から取り除くこと．

フリーエア補正の例：重力は1m高くなるごとに約$3.086 \times 10^{-6}$[m/s$^2$]小さくなる．よって，ジオイド面から高度H[m]での重力はジオイド面での重力よりも$3.086 \times 10^{-6} \times H$[m/s$^2$]だけ小さくなる．

地形補正

ブーゲー補正

フリーエア異常とブーゲー異常
フリーエア異常：ある測定点での重力の実測値をフリーエア補正した値と標準重力との差．測定点の下にある物質が均質な時にはフリーエア異常は見られない．
ブーゲー異常：ある測定点での重力の実測値をフリーエア補正，地形補正，ブーゲー補正した値と標準重力との差．

フリーエア異常の例：プレート境界では，プレートの強制的な沈み込みによってアイソスタシーが成立せず，著しいフリーエア異常が見られる．

ブーゲー異常

日本のブーゲー異常

過去の地学関連のメモ
・地球の形と重力