Tyngdeanomali

Tyngdeanomali eller gravitetsanomali refererer til avvikene i den lokale tyngdekraften på jordens overflate i forhold til en teoretisk modell for tyngdekraften som er basert på en ideell, jevn fordeling av masse i jordens indre. Med andre ord er tyngdeanomalier forskjellene mellom de observerte verdiene av tyngdekraften og de verdiene som er forventet ut fra en standard modell, som for eksempel en ellipsoid modell av jorden.  

Jorden er ikke en perfekt sfære og dens masse er heller ikke jevnt fordelt. Dette fører til at tyngdekraften varierer fra sted til sted. Avhengige faktorer for hvordan dette varierer er: 

 Topografien til landskapet. For eksempel fjell og daler kan endre den lokale tyngdekraften 
 Geologisk påvirkning. Hvordan geologien til området ser ut vil ha en påvirkning på tyngdekraften. Områder med bergarter av større eller mindre tetthet vil gjøre høyere eller lavere utslag på gravitasjonsmåleren. 
 Jordens ikke sfæriske form. Jorden er et geoid, den har ikke en perfekt sfærisk form, og er mer en ujevn kule som buler ut ved ekvator og flater ut ved polene

 Ulike typer tyngdeanomali 

 Positiv tyngdeanomali 
miniatyr|Målt tyngdeanomali forskjeller utifra legemets tetthet og dybde.
Positiv tyngdeanomali oppstår når den lokale tyngdekraften er kraftigere enn først antatt. Dette indikerer gjerne et område med høyere tetthet, ofte tunge bergarter som for eksempel gabbro eller peridotitt . Det kan også bety at område har vært påvirket av mye trykk som gir bergartene høyere massetetthet, ofte funnet under fjell og fjellkjeder. 

 Negativ tyngdeanomali 
Negativ tyngdeanomali oppstår når den lokale tyngdekraften er svakere enn forventet og indikerer et område med lavere tetthet. For eksempel tykke sedimentlag som har lettere masse enn omliggende berggrunn. Underjordiske hulrom gir også utslag som en negativ tyngdeanomali. 

 Bruksområde 
Kartleggingen av tyngdeanomalier har generelt blitt brukt til å finne verdifulle ressurser (for eksempel mineralforekomster, olje- og gassfelt) og for å finne geologiske strukturer av interesse i berggrunnen. Geologiske strukturer inkluderer; fjellkjeder, magmatiske kamre, sedimentære basseng og grotter. Et annet bruksområde er tektonisk kartlegging, der tyngdeanomalier kan gi innsikt i jordens tektoniske prosesser (for eksempel skorpe bevegelser). 

Astronomi
Området i verdensrommet med høyere massetetthet enn ventet vil skape en tyngdeanomali. Observasjoner av tyngdeanomalier på galaktiske og intergalaktiske skalaer, har ført til teorien om at mørk materie finnes der. 

 Målemetoder 
Måling av tyngdeanomalier blir brukt i geofysiske undersøkelser, som for eksempel for undersøkelser ved leting etter petroleum. 

For å måle små variasjoner i jordas gravitasjonsfelt bruker man et instrument som kalles gravimeter. Disse målingene kan gjøres både på bakken og fra fly. På bakken brukes følsomme instrumenter som kan registrere små forskjeller i gravitasjon, og fra fly kan man raskt kartlegge store områder – noe som er nyttig i vanskelig terreng. Målingene brukes blant annet til å lage kart som viser hvor det er ekstra mye eller lite masse i undergrunnen, noe som kan si noe om geologien under overflaten.

 Satellitt 
Satellitter som GRACE og GOCE gjør det mulig å måle gravitasjonsfeltet til jorda fra verdensrommet. GRACE fungerer ved å måle endringer i avstanden mellom to satellitter som følger hverandre i bane . Når gravitasjonen varierer, påvirker det hastigheten deres, og disse små forskjellene brukes til å kartlegge massefordeling på jorda. GOCE, på sin side, måler gravitasjonen mer direkte med et følsomt instrument kalt et gradiometer. Disse satellittene gir et globalt og veldig detaljert bilde av hvor tyngdekraften varierer, noe som er nyttig både for geologiske undersøkelser og for å forstå ting som havnivå og ismassetap.

 Korreksjoner 
Når man måler jordas gravitasjonsfelt, må det gjøres flere justeringer for å få meningsfulle data. Først korrigeres det for høyde over havet, siden gravitasjonen svekkes med økende avstand fra jordas sentrum, dette kalles free air-korreksjon. Deretter justeres det for massen av berggrunnen mellom målepunktet og havnivå, kjent som Bouguer-korreksjon. Til slutt tas det hensyn til terrengets form rundt målepunktet (for eksempel åser og daler) gjennom en terrengkorreksjon. Disse justeringene er nødvendige for å isolere variasjoner i gravitasjonen som skyldes strukturer under bakken, og ikke overflatens topografi. Korreksjonene er spesielt viktige i områder med kupert terreng.

 Eksempler på tyngdeanomalier i Norge 

 Leka 
På Leka i Trøndelag er det en positiv tyngdeanomali, dette skyldes at øya består av ultramafiske bergarter fra en ofiolitt. Disse bergartene har høyere tetthet sammenlignet med området rundt, som øker det lokale tyngdefeltet. Anomalien ble målt med landbasert gravimetri og aerogravimetri, som gir detaljert data over området. Petrofysiske målinger ble brukt for å bekrefte egenskapene til bergartene. Leka ble kartlagt i 2016 av NGU (Norges geologiske undersøkelse) og UiB (Universitetet i Bergen).

 Jotunheimen 
Jotunheimen har en negativ tyngdeanomali til tross for topografien. Fjellkjeden består av anortositt og gabbro. Denne fjellkjeden ligger over en større, men lettere jordskorpe. Det er et resultat av isostatisk likevekt, hvor tunge fjellmasser støttes opp av dyp skorpe. Anomalien ble målt med landbasert gravimetri og aerogravimetri, seismisk data ble også brukt for å forstå og modellere dypstrukturen av området. Studier og målinger i Jotunheimen ble gjort på 1950-1960 tallet av NGI (Norges geotekniske institutt) og NGU (Norges geologiske undersøkelse). 

 Orkdalen 
Orkdalen har en negativ tyngdeanomali forårsaket av tykke lag med løsmasser og sedimenter som fyller dalen over grunnfjellet. Disse løsmassene har lavere massetetthet enn fast fjell, som reduserer den lokale tyngdekraften. Anomalien er målt med landbaserte gravimetri. Målinger ble gjennomført fra 1987 til 1990 og publisert som rapport i 2014 av NGU (Norges geologiske undersøkelse) som en del av Karma-3D prosjektet. 

 Referanser 

Kategori:Gravitasjon