axsmyth: (голова)
[personal profile] axsmyth
В своём блоге Кирилл [livejournal.com profile] kiri2ll недавно разместил новость от НАСА - гравитационную карту Марса. Если хотите быть в курсе последних новостей от НАСА, то обязательно подписывайтесь на его блог.

Я же хочу рассказать немного о другом. Я уже успел привыкнуть, что отклонения от средней силы тяжести в некоторой точке называются гравитационными аномалиями. То есть подобная карта показывает нам что-то вроде рельефа. Но не реального рельефа соответствующей местности, а гравитационный рельеф. Подобные отклонения силы тяжести очень незначительны. По крайней мере с точки зрения нашей повседневной жизни. Никакими подручными средствами подобные отклонения обнаружить невозможно. И для измерения этих отклонений изготавливают специальные приборы.
Они так и называются, гравиметры:


Прибор достаточно компактен. И в современном варианте оснащён электроникой:


Но, несмотря на экстравагантность результатов работы прибора, сейчас они используются на любой крупной стройке. Более того, соорудить крупный объект без использования данных гравиметрии практически невозможно. Дело в том, что при строительстве очень важно знать положение местной вертикали. А местная вертикаль определяется отвесом. Для определённости скажу, что для постройки современного здания часто нужно соблюдать точность десять в минус шестой степени. Подразумевается, что отклонение в проведении всяких линий не должно превышать одну миллионную часть от общего размера здания. Иначе кривизну постройки можно будет увидеть даже невооружённым взглядом. И дело не только в кривизне. При превышении указанного допуска станет сложно или невозможно состыковывать между собой блоки, которые изготавливаются не на стройке. А вымерять и заказывать всякие плиты, балки и так далее нестандартных размеров вам никто не позволит.

И тут оказывается, что благодаря неравномерности силы земного притяжения, даже на расстоянии около ста метров местная вертикаль гуляет уже за пределами данной погрешности. Поэтому перед началом строительства в обязательном порядке составляется гравиметрическая карта строительного участка.

В основе гравиметра лежит прецизионная механика. Применяется он очень просто. Берёшь прибор и идёшь промерять точки по карте, составляя таблицы данных. Ничего сложного, но, вместе с тем, не очень удобно. В Советском Союзе была составлена гравиметрическая карта шестой части суши. Хорошо поработали советские геологи. Ножками. Других вариантов нету. Точнее до определённого момента не было. Момент наступил, когда научились очень точно измерять параметры орбиты спутников. Тогда стало возможным замерять отклонения орбитального движения спутника при пролёте им над определённым местом. И по этому отклонению орбиты устанавливают отклонение гравитационного поля планеты в данной точке. Для океанов и морей гравиметрическая карта составляется ещё проще. Вокруг точек с повышенной гравитацией уровень воды оказывается в среднем повышен, и наоборот. Спутник просто замеряет среднюю высоту уровня океана в данной точке и всё.

Подобный метод измерения аномалий силы тяжести (отклонение орбиты) впервые был применён лунными спутниками. Очень быстро обнаружилось, что орбита лунного спутника очень быстро уходит от заданных параметров. Причём непредсказуемым образом. И без постоянных коррекций спутник вообще не может долго оставаться на лунной орбите.


Тогда возникло предположение, что отклоняют орбиту спутника большие скопления массы. Эти концентрации массы так и назвали - масконы. И составили карту масконов.

MoonLP150Q grav 150.jpg


Таким образом полная карта отклонений силы тяжести была впервые составлена именно для Луны. А уж потом аналогичная методика стала применяться и для нашей планеты. И не только. Теперь отгравиметрировали и Марс. Добавлю только, что термин "гравитационные аномалии" теперь используется для всех случаев, кроме Луны. Для Луны их по старинке именуют масконами. На Луне они необычайно велики.

Когда я в своём исследовании прибег к гравиметрической карте интересующих меня участков поверхности, то выяснил, что подобная картинка довольно часто проясняет некоторые запутанные ситуации.

К сожалению, точность спутниковой гравиметрии невысока, в смысле разрешения по поверхности Земли. То есть измерить гравитационную аномалию размером даже в километр не представляется возможным по понятным причинам. Поэтому я очень обрадовался, когда ко мне в руки попался кусок гравиметрической карты, составленной по данным, собранным ещё в СССР. К сожалению, карта, попавшая ко мне, была составлена не в той проекции, что позволяет свободно её "натянуть" на шарик в Планетогугле. А заниматься написанием софта по преобразованию проекций мне совершенно не с руки. Поэтому пришлось ограничиваться небольшими участками гравиметрической карты для сравнения с тем, что видно на космоснимках. Но и этого оказалось в некоторых случаях достаточно. Тем более что разрешение по местности у этой карты просто великолепное, по сравнению со спутниковой гравиметрией.

И вот тут мне пришлось убедиться, что орбитальная гравиметрия, помимо плохого разрешения по местности обладает ещё и другими неточностями. Причём неточности эти носят не случайный, а систематический характер.
Случайных неточностей, напоминающих интерференционную картину в ней тоже хватает:
Интерференция

На тот момент я исследовал Котуйканские ударные структуры. В частности, вторую Котуйканскую.

Сделать скриншот спутниковой гравиметрии было несложно, тем более что я составил себе гравиметрический слой для Планетогугла.
Вот так выглядит вторая Котуйканская ударная структура на карте гравианомалий:
Котуйканская2 с гравики

Здесь кружком я обозначил саму ударную структуру. Гравикартинка несколько смазана, но вполне пригодна для анализа.

С другой гравикартой я провозился дольше - требовалось подобрать участок, сходный с первым и по масштабу, и по расположению.
И вот что получилось.
Это кусочек советской "честной" гравиметрии:
Котуйканская2 с листа

Честной в том смысле, что это результат прямой гравиметрии, когда приборами по всему участку были измерены непосредственно отклонения силы тяжести. В отличие от спутниковой гравиметрии, когда измеряются орбитальные отклонения и, в соответствии с подходящей, теорией пересчитываются на отклонения силы тяжести.

Что мы видим?
Разница такова, что по вертикали всё бьётся, а по горизонтали возникает впечатление чуть ли не зеркального отражения.
На советском изображении - слева понижение, справа поднятие, на спутниковом - наоборот. Причём западная граница обведённой структуры очень хорошо видна на спутниковом изображении и не просматривается на советском, а на спутниковом - наоборот, восточная граница очевидна.
При этом, если сравнивать области над структурой, то там уже всё нормально. В общем, различий много.

Явно видно, что методики, применяемые для снятия данных в обоих случаях принципиально различны. И из двух этих вариантов я склонен гораздо больше доверять именно советским данным. Остаётся только догадываться, каким именно теоретическим аппаратом пользуются спутниковые гравиметристы. В сети этого мне найти не удалось.

Хочу специально обратить внимание читателей, что это не обман. Просто эти разные карты составлены по измерениям совершенно разных величин. Причём в одном случае это именно гравиметрия, а в другом - орбитальные отклонения. Так что никто никого не обманывал.
И в некотором смысле это хорошо, просто стоит относиться к этому, как к дополнительным данным для исследований. Правда смысл спутниковых данных несколько размыт, но это - вполне добротные независимые данные.

Мда, а начинал с того, что хотел вам показать некоторые интересные моменты, различимые на опубликованных НАСА данных по гравиметрии Марса. Ну что ж, придётся это делать в следующий раз.

Продолжение следует...

Profile

axsmyth: (Default)
axsmyth

January 2017

S M T W T F S
123456 7
891011121314
151617181920 21
22232425262728
293031    

Most Popular Tags

Style Credit

Expand Cut Tags

No cut tags
Page generated Sep. 22nd, 2017 01:33 pm
Powered by Dreamwidth Studios