P, g - точка наблюдения и значение силы тяжести g на физической поверхности Земли

- точка наблюдения изначение силы тяжести на поверхности сфероида

h – высота точки наблюдения

- плотность промежуточного слоя

Поэтому все наблюдённые значения силы тяжести приводят к поверхности уровня моря (геоиду), которая близка к уровню земного сфероида. Приведение наблюдённых значений силы тяжести к поверхности уровня моря называется редуцированием силы тяжести и состоит во введении поправок за высоту, промежуточный слой и некоторых других.

Поправки (редукции) силы тяжести

Поправкой за высоту учитывается только высота пункта наблюдений над уровнем моря; при этом принимается, что между физической поверхностью и уровнем моря нет никаких притягивающих масс, т.е. всё пространство между ними как бы заполнено воздухом. Поэтому данная поправка иногда называется поправкой за свободный воздух или поправкой Фая.

Значение силы тяжести на поверхности уровня моря можно выразить приближённой формулой:

(6)

где М_З – масса Земли, R –средний её радиус, - гравитационная постоянная.

Поправка за высоту пункта наблюдений:

(7)

При вычислении выражения (7) учтено, что высота ‹‹ R.

Полагая 981 000 мГал, R = 6 370•10³ м, получим

(8)

где h – высота точки наблюдения в м, – в мГал.

Изменение силы тяжести на каждый метр высоты составляет примерно 0,3 мГал. Поправку за высоту берут со знаком плюс, если пункт наблюдения находится выше уровня моря, и со знаком минус – если ниже.

Притяжение масс, расположенных между физической поверхностью и уровнем моря, учитывается с помощью другой поправки – поправки за промежуточный слой :

(9)

где – в мГал, h – в м, – плотность пород промежуточного слоя, обычно применяется значение 2,3 г/см³_. На территориях, где на поверхность выходят породы фундамента или закартированы выходы горных пород повышенной плотности, плотность промежуточного слоя принимается равной 2,67 г/см³.

Поскольку притяжение промежуточного слоя вызывает увеличение силы тяжести в точке наблюдения, эту поправку вычитают, если пункт наблюдений находится выше уровня моря, и прибавляют – если ниже его.

Суммарная поправка за высоту и промежуточный слой называется поправкой Буге:

(10)

Аномалия силы тяжести

Аномалией силы тяжести в гравиразведке называется разность между наблюдённым (измеренным) и теоретическим (нормальным) значениями силы тяжести:

(11)

где и – наблюдённое и нормальное значения силы тяжести.

Наблюдённое значение силы тяжести включает в себя значения нормального поля и поля, созданного неоднородными массами, находящимися внутри Земли. Вычитая из наблюдённого поля нормальное, получают аномалии силы тяжести, которые отражают распределение плотностных неоднородностей внутри Земли, т.е. содержат информацию о внутреннем строении земной коры.

Аномалия силы тяжести с поправкой Буге называется аномалией силы тяжести в редукции Буге (кратко – аномалия Буге):

(12)

2. Методика и техника полевых работ