GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika...
Transcript of GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika...
![Page 1: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/1.jpg)
GRAVIMETRIA meranie, vyhodnocovanie a
interpretácia tiažových meraní
![Page 2: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/2.jpg)
Základy aplikovanej geofyziky
gravimetria magnetometria geoelektrika seizmika karotáž rádiometria seizmológia
![Page 3: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/3.jpg)
Základy aplikovanej geofyziky
skriptá: http://www.kaeg.sk/studium/ucebne-texty/
![Page 4: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/4.jpg)
GRAVIMETRIA trošku z histórie ...
Galileo Galilei (1564 - 1642)
Isaac Newton (1643 - 1727 )
Pierre Simon Laplace (1749 – 1827)
Pierre Bouguer (1698 – 1758)
![Page 5: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/5.jpg)
GRAVIMETRIA meranie a vyhodnocovanie
tiažových meraní
![Page 6: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/6.jpg)
základná veličina a fyzik. jednotka
merané je tiažové zrýchlenie: g jednotka: m.s-2
používaná: mGal (1mGal = 10-5 m.s-2) µGal (1µGal = 0.001 mGal) hustota: ρ jednotka: kg.m-3 (g.cm-3) v gravimetrii sa exaktne odlišuje tiažové a gravitačné zrýchlenie
g = 9.81234567 m/s2
úroveň mGal-ov úroveň µGal-ov
najvyššia súčasná presnosť: od 0.005 do 0.001 mGal = 5 do 1 µGal
![Page 7: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/7.jpg)
podľa princípu merania tiaže delíme na:
absolútne relatívne gravimetre gravimetre (laboratórne, (terénne vyššia presnosť nižšia presnosť 0.001 mGal 0.01 mGal pomalšie rýchlejšie (princíp: voľný pád, (pricíp: systém kyvadlo) kremenných pružín)
prístroje v gravimetrii nazývajú sa gravimetre
![Page 8: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/8.jpg)
princíp relatívneho merania tiaže
![Page 9: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/9.jpg)
relatívny kremnný gravimeter
starší systém (manuálne meranie) meraná veličina: dieliky
novší systém (automatické meranie) meraná veličina: el. napätie
![Page 10: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/10.jpg)
príklady merania s relatívnym gravimetrom
![Page 11: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/11.jpg)
v gravimetrii sa nevyhodnocuje
priamo zrýchlenie, ale sa tvoria tzv.
ÚPLNÉ BOUGUEROVE
ANOMÁLIE
![Page 12: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/12.jpg)
od účinku celej reálnej Zeme sa odpočíta ...
+-P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
+
![Page 13: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/13.jpg)
P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
účinok teoretickej homogénnej Zeme
![Page 14: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/14.jpg)
P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
účinok teoretickej homogénnej Zeme pozostáva:
z normálneho poľa = účinok elipsoidu premietnutý nahor do bodu merania pomocou
tzv. Fayovej redukcie
![Page 15: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/15.jpg)
P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
účinok teoretickej homogénnej Zeme pozostáva:
….. ďalej z účinku sférickej dosky
![Page 16: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/16.jpg)
P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
účinok teoretickej homogénnej Zeme pozostáva:
.... napokon z opravy na topografické
hmoty - topokorekcie
![Page 17: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/17.jpg)
+-P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
+
čo sa deje pri výpočte Bouguerových anomálií?
od účinku celej Zeme...
![Page 18: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/18.jpg)
+-P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
+
je odstránené normálne pole
![Page 19: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/19.jpg)
... účinok sférickej dosky
+-P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
+
![Page 20: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/20.jpg)
+-P(h,ϕ,λ)
0 m n.m.
+
a napokon účinok topografických hmôt
VÝSLEDOK úplné Bouguerove anomálie
![Page 21: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/21.jpg)
UBA = ∆gB = g – (gn – Fay) – gsf. + T ∆gB = g – (gn – 0.3086h) – (0.0419hρ. + B) + T ∆gB = g – gn + 0.3086h – 0.0419hρ – B + T gn - normálne pole (účinok elipsoidu) Fay = – 0.3086h – korekcia “vo voľnom vzduchu“ gsf – účinok sférickej dosky do vzdialenosti 167 km = rovinná doska (0.0419hρ) + Bullardov člen T – topokorekcie ρ – tzv. korekčná/redukčná hustota
matematická definícia Bouguerovej anomálie
![Page 22: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/22.jpg)
Dôležitosť výpočtu Bouguerových anomálií
a)
b)
tieto dve situácie by sa mohli zameniť!
![Page 23: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/23.jpg)
Dôležitosť výpočtu Bouguerových anomálií
a)
b)
spodná situácia je vyriešená v poli ∆gB!
![Page 24: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/24.jpg)
pri prieskume budovách (kostoloch) hrá veľmi dôležitú úlohu vplyv múrov – – podobne ako vplyv topografie
gravitačný účinok múrov (stĺpov a pod.) je potrebné počítačovo namodelovať a pri tvorbe Bouguerových anomálii pripočítať k meranému zrýchleniu (označuje sa často ako člen K, príp T0)
![Page 25: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/25.jpg)
Príklad výpočtu Bouguerových anomálií nad podzemnou chodbou
(kanalizačný zberač)
![Page 26: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/26.jpg)
Gagarinova ulica
Profil č. 1
Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača
namodelované teleso kanála
0 5 10 15 20metráž (m)
193
194
195
196
197
198
199
m.n
.m.
45.90
45.95
46.00
46.05
46.10
46.15
46.20
46.25
g rez(m
Gal
)
reliéf terénu
M 1:100
![Page 27: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/27.jpg)
Gagarinova ulica
Profil č. 1
Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača
namodelované teleso kanála
0 5 10 15 20metráž (m)
193
194
195
196
197
198
199
m.n
.m.
45.90
45.95
46.00
46.05
46.10
46.15
46.20
46.25
g rez(m
Gal
)
reliéf terénu
M 1:100
nameraná tiaž
chod
![Page 28: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/28.jpg)
Gagarinova ulica
Profil č. 1
Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača
namodelované teleso kanála
0 5 10 15 20metráž (m)
193
194
195
196
197
198
199
m.n
.m.
45.90
45.95
46.00
46.05
46.10
46.15
46.20
g rez(m
Gal
)
reliéf terénu
M 1:100
nameraná tiaž
chod - odstránený
![Page 29: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/29.jpg)
Gagarinova ulica
Profil č. 1
Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača
namodelované teleso kanála
0 5 10 15 20metráž (m)
193
194
195
196
197
198
199
m.n
.m.
45.90
45.95
46.00
46.05
46.10
g rez(m
Gal
)
reliéf terénu
M 1:100
Fayova anomália - odstránenie vplyvu nadm. výšok
![Page 30: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/30.jpg)
Gagarinova ulica
Profil č. 1
Modelovanie tiažového účinku kanalizačného zberača
namodelované teleso kanála
0 5 10 15 20metráž (m)
193
194
195
196
197
198
199
m.n
.m.
0.05
0.10
0.15
g rez(m
Gal
)
reliéf terénu
M 1:100
výsledok - Bouguerova anomália
![Page 31: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/31.jpg)
INTERPRETÁCIA – kvalitatívna/kvantitatívna
a) priama úloha – pri zadaných parametroch telies vypočítať ich gravitačný účinok (tzv. modelovanie)
b) obrátená úloha – opačná úloha (náročnejšia)
![Page 32: GRAVIMETRIA - kaeg.sk · Základy aplikovanej geofyziky . gravimetria. magnetometria . geoelektrika . seizmika . karotáž . rádiometria . seizmológia](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022042612/5f671730e418a0739045fa8d/html5/thumbnails/32.jpg)
využitie gravimetrie v archeológii hlavne detekcia dutín – pomocou tzv. mikrogravimetrie (podrobný krok merania – sieť 1 x 1 m, opakované merania)
m g
m g
m g
m gm g
m g m g
dutina
pokles gravitácie
hľadáme negatívne anomálie