Yerçekimi ve Jeodezi
Yerçekimi ve jeodezi, Dünya'nın yerçekimi alanını, şeklini ve boyutunu ölçer; yerçekimindeki değişimleri yüzey altındaki yoğunluk yapısını incelemek ve yükseklikler ile deniz seviyesinin referans alındığı jeoidi tanımlamak için kullanır.
Tanım
Yerçekimi ve jeodezi, birlikte, Dünya'nın yerçekimi alanı ve geometrik şeklinin incelenmesi ve ölçülmesini kapsar; jeoidi, referans çerçevelerini ve yerçekimi anomalilerinde kaydedilen yüzey altı yoğunluk değişimlerini belirlemek için gravimetri, nivelman ve uzay tekniklerini kullanır.
Kapsam
Bu alan, Dünya'nın yerçekimi alanını ve jeodezik belirlemesini kapsamaktadır: potansiyel alan kuramı ve yerçekimi ölçümlerinin anomalilere indirgenmesi, jeoid ve Dünya'nın referans elipsoidi artı dalgalanmalar olarak şekli ile topografyayı dengeleyici yoğunluk yapısına bağlayan izostazi ilkesi. Hassas konumlandırma ve özel yerçekimi görevleri dahil olmak üzere uydu ve uzay jeodezisini, ayrıca kabuk ve manto yapısı için yerçekimi anomalilerinin yorumlanmasını ele almaktadır. Vurgu, yerçekimi alanı, Dünya'nın şekli ve iç yoğunluk dağılımı arasındaki ilişki üzerindedir.
Alt konular
Temel sorular
- Yerçekimi ölçümleri, yüzey altı yoğunluğunu ortaya çıkaran anomalilere nasıl indirgenir?
- Jeoid nedir ve Dünya'nın şeklini nasıl tanımlar?
- İzostazi, yüzey topografyasını derinlikteki dengeleyici kütle ile nasıl ilişkilendirir?
- Uydu görevleri ve uzay jeodezisi, yerçekimi alanını ve konumları nasıl ölçer?
Anahtar kavramlar
- Yerçekimi potansiyeli ve yerçekimi anomalileri
- Serbest hava ve Bouguer düzeltmeleri
- Jeoid ve referans elipsoid
- İzostazi ve kabuksal dengeleme
- Uydu gravimetrisi ve uzay jeodezisi
Temel kuramlar
- İzostazi
- Yüzey topografyası derinlikte büyük ölçüde dengelenir, böylece kabuk ve mantonun sütunları bir dengeleme derinliğinde neredeyse eşit basınç uygular; Airy ve Pratt modelleri dağları derin kabuksal kökler veya yanal yoğunluk farklılıkları ile açıklar.
- Jeoid ve fiziksel jeodezi
- Ortalama deniz seviyesini yaklaşık olarak temsil eden yerçekimi alanının bir eşpotansiyel yüzeyi olan jeoid, Dünya'nın şeklini ve yükseklikler için referans noktasını tanımlar; fiziksel jeodezi, ölçülen yerçekimini potansiyel kuramı ve sınır değer problemleri aracılığıyla jeoid ile ilişkilendirir.
Klinik önem
Yerçekimi ve jeodezi, haritalama, navigasyon ve mühendisliğin temelini oluşturan referans çerçevelerini ve yükseklik sistemlerini sağlamaktadır; yerçekimi anomalileri mineral ve petrol aramasını yönlendirmekte, uydu gravimetrisi ise buz tabakası kaybını, yeraltı suyu depolamasını ve deniz seviyesi değişimini izlemektedir.
Tarihçe
Newton, Dünya'nın basıklığını öngörmüş, on sekizinci yüzyıl yay ölçüm seferleri bunu doğrulamış, Bouguer ve Airy on sekizinci ve on dokuzuncu yüzyıllarda yerçekimi indirgemelerini ve izostaziyi geliştirmiş, GRACE ve GOCE gibi özel görevlerle doruğa ulaşan uydu çağı ise yerçekimi alanı ve jeoid belirlemesini dönüştürmüştür.
Öne çıkan isimler
- Isaac Newton
- Pierre Bouguer
- George Biddell Airy
- Friedrich Robert Helmert
İlgili konular
Temel eserler
- fowler2005
- hofmannwellenhof2006
- turcotte2014
Sıkça sorulan sorular
- Yerçekimi anomalisi nedir?
- Bir noktada ölçülen yerçekimi ile standart düzeltmelerden sonra düzgün bir referans Dünya için beklenen değer arasındaki farktır; pozitif veya negatif anomaliler, altta daha yoğun veya daha hafif malzeme olduğunu gösterir ve yerçekimini yüzey altını incelemek için bir araç haline getirir.
- Dünya'nın şekli neden bir küre yerine jeoid ile tanımlanır?
- Dünya'nın kütlesi düzensiz dağıldığı ve döndüğü için yerçekimi alanı düzensizdir; jeoid, ortalama deniz seviyesini takip eden, hafifçe pürüzlü eşpotansiyel bir yüzey olup, basit bir kürenin sağlayamayacağı, yükseklikler için fiziksel olarak anlamlı bir referans sunar.