Номер 6, страница 97 - гдз по физике 9 класс учебник Громов, Родина

Глава 3. Гравитационные явления. Параграф 22. Свободное падение. Вопросы - номер 6, страница 97.

Условие.

6. На чём основана гравиметрическая разведка полезных ископаемых? Из-за чего возникают гравитационные аномалии?

Решение.

На чём основана гравиметрическая разведка полезных ископаемых?

Гравиметрическая разведка (гравиразведка) — это геофизический метод поиска и разведки месторождений полезных ископаемых, который основан на изучении гравитационного поля Земли. Суть метода заключается в высокоточных измерениях ускорения свободного падения ($\text{g}$) в разных точках на земной поверхности.

Согласно закону всемирного тяготения, величина $\text{g}$ зависит от распределения масс в земных недрах. Земная кора неоднородна по своему составу: различные горные породы и полезные ископаемые обладают разной плотностью. Если в земной коре присутствуют залежи полезных ископаемых, плотность которых отличается от плотности окружающих (вмещающих) пород, они создают локальные изменения, или аномалии, в гравитационном поле.

Например, месторождения тяжелых металлов (железные, медные, полиметаллические руды) обычно имеют плотность выше, чем у вмещающих пород. Над такими залежами гравитационное поле будет немного сильнее, что приведет к увеличению значения $\text{g}$. Это называется положительной гравитационной аномалией. Напротив, геологические структуры, связанные с полезными ископаемыми меньшей плотности, например, соляные купола (часто указывающие на наличие нефти и газа) или пористые осадочные породы, создают дефицит массы и, как следствие, отрицательную гравитационную аномалию (уменьшение значения $\text{g}$).

Измеряя эти аномалии с помощью чувствительных приборов — гравиметров, геологи могут определять местоположение, форму и глубину залегания геологических тел, а также оценивать их массу, что помогает в поиске полезных ископаемых.

Ответ: Гравиметрическая разведка основана на измерении аномалий (отклонений) ускорения свободного падения, которые вызваны неоднородным распределением плотности в земной коре из-за наличия залежей полезных ископаемых, плотность которых отличается от плотности вмещающих пород.

Из-за чего возникают гравитационные аномалии?

Гравитационные аномалии — это локальные отклонения измеренного значения ускорения свободного падения ($\text{g}$) от его теоретического ("нормального") значения, которое рассчитано для идеализированной модели Земли (однородного эллипсоида). Эти аномалии возникают из-за неоднородности строения реальной Земли, в первую очередь ее коры и верхней мантии.

Основными причинами возникновения гравитационных аномалий являются:

1. Неоднородность плотности горных пород. Это главная причина. Если под поверхностью залегают породы или руды с плотностью, превышающей среднюю плотность окружающих пород (например, залежи железной руды), они создают избыток массы и, как следствие, положительную гравитационную аномалию (увеличение $\text{g}$). Если же присутствуют геологические тела с плотностью ниже средней (например, соляные купола, гранитные интрузии, подземные пустоты, пористые коллекторы нефти и газа), они создают дефицит массы, что вызывает отрицательную аномалию (уменьшение $\text{g}$).

2. Рельеф местности. Горы представляют собой избыточную массу над условным средним уровнем, а долины, каньоны и морские впадины — дефицит массы. Это создает мощные гравитационные эффекты, которые учитываются и исключаются с помощью специальных поправок (поправка за рельеф, поправка Буге) при обработке данных, чтобы выявить аномалии, связанные именно с глубинным строением.

3. Геологические структуры. Различные тектонические структуры, такие как складки (антиклинали и синклинали), разломы, сдвиги, приводят к тому, что пласты пород разной плотности смещаются и располагаются на разной глубине, что также создает аномалии в гравитационном поле.

4. Изостатическая неуравновешенность. Согласно принципу изостазии, крупные блоки земной коры "плавают" в более плотном веществе верхней мантии. Если какой-либо блок не находится в состоянии равновесия (например, в результате быстрого таяния ледника, снявшего нагрузку, или интенсивной эрозии гор), это также приводит к возникновению гравитационных аномалий.

Ответ: Гравитационные аномалии возникают главным образом из-за неравномерного распределения масс (неоднородной плотности) в земной коре и верхней мантии. Дополнительными факторами, создающими аномалии, являются рельеф местности, наличие различных геологических структур и нарушение изостатического равновесия.