A: Gravimetri, geoide og isostasi Flashcards
Hvad er værdien og enheden for gravitationskonstanten, G?
G = 6,67 * 10^(-11) m^3/(kg * s^2)
Hvad er densitets mixing loven? altså til at beregne densitet for sediment
Formel
rho = phi * rho_fluid + (1-phi) * rho_matrix
Især porøsiteten (phi) afgør densiteten af sedimentet
Hvad er densiteten for hhv. vand og luft?
Luft: 1/800 g/cm3
Vand: 1,00 g/cm3
Hvad er densiteten for sediment, kvarts og feldspat?
Sediment: 2 g/cm3 (tommelfingerregel)
Kvarts: 2,65 g/cm3
Feldspat: 2,60 g/cm3
Hvad er densiteten for hhv basalt og olivin?
Basalt: 3,0 g/cm3
Olivin: 3,3 g/cm3
Hvad er forholdet mellem enhederne m/s^2 og mGal?
Tyngdeacceleration
1 m/s^2 = 10^5 mGal.
Vi bruger enheden mili-Gal for en bedre størrelsesorden.
Hvad er formlen og enhed for tyngdeacceleration?
a = (G*m)/r^2
Enheden er [m/s^2], men vi bruger mGal
Hvilken værdi har tyngdeaccelerationen i DK og hvad afhænger den af?
Tyngdeaccelerationen i DK: 9,81 m/s^2
Afhænger af geografisk breddegrad.
Hvordan måler vi i praksis tyngdemålinger og hvad kan de bruges til?
I praksis ved brug af gravimetre og satelitter.
Anvendelse:
- Finde olie (saltdiapirer)
- Mineraler
- Storskala klimaobservation (havstrømme og tidevand)
Hvad er geoiden?
Goeiden = sfæroiden + geoidehøjden
Over havet er den “mean sea level”. På kontinenter er det der, hvor havnivauet ville have været.
Da Jorden på ingen måde er sfærisk
Hvordan skal hhv. positiv og negativ anomali forståes?
Densitet
Som massefyldekontrast: rho1-rho0.
Negativ tyngdeanomali –> lav densitet på relativ høj densitet (ex. till på granit).
Positiv tyngdeanomali –> høj densitet på relativ lav densitet (ex. till på ler)
Hvordan er gravitationen indenfor/udenfor en homogen skal?
indenfor: ingen gravitation
udenfor: som om alt gravitation er i centrum af skallen
Hvorfor regner man altid med en kugle som model for tyngdeanamoli?
- gravimetrien er sensitiv, hvis diametern er størren en dybden til masse centrum
- hvis diameteren er mindre en dybden til masse centrum, så for man center fra tyndgeanamolien. Derfor er kuglen bedste estimat for formen.
Hvilken type anomali ville et malmlegme eller en saltdiapir have?
malmlegme - negativ anomali
salt diapir - positiv anomali
Formel for en homogen plade tyngdeaccelaration?
g_z = 2pi * G * rho * d
2 pi * G = 42 (mgal/(km * (g/cm^3)))
d=tykkelse af pladen
Hvilke to former for gravitet kan vi måle?
- relativ gravitet
- absolut gravitet (nede i kælderen)
Hvad er en anomali?
difference mellem observeret og normal
Hvilken formel viser den normale tyngde ved havniveau og hvilken faktor afhænger den af?
g_1967 og afhænger af lambda (breddegraden)
Hvad viser den vertikale gravitets gradient?
den viser hvor meget tyngde vi taber per meter vi bevæger os i friluft
-G * M * (2/r^3) = -0,3086 mgal/m
Hvad er formlen for g_normal friluft og hvad betyder den?
Normal tyngde ved højde h
g_n friluft (lambda,h) = g_1967(lambda) - 0,3086 (mgal/m) * h
Hvad er frilufts-anomalien og den tilhørende formel?
g_FA = g_obs - g_1967(lambda) + 0,3086 (mgal/m) * h
Forskellen ml. observeret tyngdeværdi i højden, h, og den “normale” i positionen i fri luft
obs. ingen terræn korrektion
Hvad er bougeranomali og formel?
anomali med friluft, plade tyngde og ikke plade tyngde (bjerge)
g_BA = g_FA + 0,04191 (mgal/(m * (g/cm^3))) * rho_T * h - g_T
Kan man korreger for hastigheden man bevæger sig med?
Ja med Eötvös korrektion.
Afhænger af hastighed, vinkel fra øst og breddegrad
Hvordan får man x½ ved interpretation af anomali
x afstanden mellem ½amplitude og 1/2 amplitude
Hvordan kan man beregne dybden med x½ ved anomali beregning
x½ = 1,305 * h
Hvordan kan vi beregne overskudsmassen af en anomali m. kuglemodel
vi kender amplituden, dybten og G ->
deltaM = g_ampl * ((h^2)/G)
Hvilken teori kan man bruge til at give et estimat på overskudsmassen i et anomali-felt?
Gauss teori
Hvad er pratts teori?
Teori om at tykkelse er over det hele den sammen men densiteten varierer
Kompensationsdybden er konstant
Hvad er airys teori?
den siger at densiteten er over det hele de sammen, men tykkelsen variererer
Varierende kompensationsdybde
Hvor stor er afvigelsen fra en kugle til sfæroiden ved ækvator?
21,3 km
Hvad er den almene definition af isostatisk ligevægt?
ved isostatsk ligevægt er trykket i en given dybde lige stor i alle retninger
kompensationsdybten.
Hvad afhænger airys isostasi af?
flere forskellige lag som er skorpe og kappe nogen gange vand hvis skorpen liger under vandniveauet af geoiden
Hvorfor får vi en geoide-hævning efter kompensation for højde og masse?
Pga. formlen vi bruger fra fowler 5.50, hvor roden betyder mere end bjerge
Hvad er formlen som viser overhøjning af geoiden ved bjerge
delta h = 6 * h1 * (0,7 + 0,066 * h1)
topografi-ændring på km giver en geoide ændring på få m
Hvad er inversion?
Modellering og fortolkning
Det at gå fra de målte tyngdedata til kvantitativ tolkning af massefyldestrukturer i undergrunden
Hvad er superpositionsprincippet?
Tyngdefeltet fra givne densitetsstrukturer
Jorden kan inddeles i en masse små volumener.
Tyngdeaccelerationen for én kasse -> ved mange kasser tager man summen
“LEGO-princippet”
Hvad er tyngdepotentiale?
Hvad er residual anomali?
Man estimerer et regional felt. Det respons der så ikke stammer fra regionalfeltet, må være den lokale anomali (altså residual anomalien).
Residual anomali = Bouguer ano - “regional felt”
Residual = “det der er tilbage”
Hvad er geoidens topografi relativt til sfæroiden?
+/- ca. 100 m
Hvad betegner kompensationsdybde?
Dybden hvor isostatisk ligevægt er nået
Hvilken formel er tyngdeacc. givet ved i et givent punkt på en homogen helplade?
Isostasi
g = 2pi * G * densitet * d
d er tykkelse
Hvilken sætning har vi om friluftsanomaliens værdi v. isostatisk ligevægt i et meget bredt område?
Isostasi
Når et meget bredt område er i isostatisk ligevægt vil friluftsanomalien være tæt på konstant, faktisk tæt på nul
ses ikke ret mange steder i verden (bredden af området, skal være >400km
