GRAVIMETRIA E ISOSTASIA

L’accelerazione gravitazionale ha un valore medio di 9,81 m/s^2,  tale accelerazione deriva dalla risultante tra la forza di attrazione gravitazionale ad opera della massa terrestre e la forza centrifuga dovuta alla rotazione del pianeta. Sapendo che la forma del pianeta terra non è perfettamente sferica possiamo dedurre che l’accelerazione gravitazionale non si distribuisce in modo omogeneo su tutta la superficie , infatti la sua intensità è maggiore ai poli dove la forza centrifuga è nulla.

ANOMALIE

Tuttavia sulla superficie terrestre possiamo osservare altre variazione del valore di accelerazione gravitazionale dovuta alla distribuzione eterogenea delle diverse masse rocciose e le loro relative diverse densità. Per quanto concerne la misurazione della forza gravitazionale possiamo registrarla come una misura assoluta analizzando la caduta di un grave passante in traguardi prefissati in un determinato tempo oppure tramite lo studio di un pendolo il cui periodo è T=2√(1/g) , in cui 1 è la lunghezza del pendolo.Possiamo utilizzare anche una misura relativa della forza di gravità attraverso il gravimetro . Questo strumento è composto da una sensibilissima molla collegata ad un peso affiancato da una scala misuratrice dell’allungamento della molla, il risultato ha un ordine di precisione nell’ordine dei milligal.

Tale strumento ci consente quindi di captare il valore gravitazionale in ogni punto della superficie a livello locale per poterlo confrontare con il valore teorico di attrazione gravitazionale che avremmo sulla superficie dell’ellissoide di rotazione. Tuttavia prima di fare questo confronto dobbiamo correggere il dato per avere la reale anomalia presente in quella zona. Le correzioni da effettuare sono sostanzialmente le seguenti :

  1. correzione in area libera 
  2. correzione topografica 
  3. correzione isostatica
  4. correzione di Bouguer 

CORREZIONE IN ARIA LIBERA

La correzione in aria libera si effettua per eliminare l’effetto che la distanza esercita sulla forza di gravità , infatti se non si opera a livello del mare l’intensità di tale forza risulterà inferiore a quella che si avrebbe avuto sulla superficie di riferimento dell’ellissoide poiché ci si ritrova più lontano rispetto al centro della terra. L’entita di tale correzione è molto significativa , basta pensare alla formula Newtoniana F=G (m1 x M2 / R^2 ) in cui si nota che il valore della forza gravitazionale è inversamente proporzionale al quadrato della distanza. Per concludere possiamo dire che la correzione in aria libera prevede l’aggiunta di 0.28-0,30 mGal/m.

CORREZIONE TOPOGRAFICA 

La correzione topografica tiene conto dell’influenza delle forme del paesaggio che circondano il punto misurazione, infatti rilievi e depressioni possono alterare il valore di gravimetria in senso negativo o positivo.CORREZIONE ISOSTATICA

Il concetto di isostasia rappresenta la base della geologia e si fonda sulle teorie di Dutton e Pratt che ipotizzavano un fenomeno di galleggiamento delle masse rocciose dovuto alla differenza di densità . Tale fenomeno è responsabile dei spostamenti verticali che determinate zone della crosta terrestre subiscono. Una prima evidenza di tale comportamento provenne dallo studio del comportamento di un pendolo in prossimità di un rilievo , come visto precedentemente il pendolo subisce un attrazione in prossimità della montagna dovuta alla presenza della massa che la compone , provocando cosi una deviazione del filo a piombo di un determinato angolo α. Tuttavia tale angolo risultava inferiore di quello che ci si attenderebbe se la composizione petrografica sottostante il rilievo fosse omogenea, ciò testimoniava un deficit di massa sotto il rilievo o meglio un deficit di densità. Ben presto si arrivò a comprendere che ogni rilievo possiede una radice molto grande che fa inflettere la MOHO. Ovviamente con il variare della massa sovrastante il mantello avverranno movimenti verticali di emersione o sprofondamento , ad esempio nel caso di un erosione del rilievo diminuzione della massa che porterà ad un sollevamento zonale. Casi di squilibri isostatici possono essere causati da coperture periodiche di masse glaciali correlate a glaciazioni o coperture sedimentarie locali. Si deve quindi considerare questa variazione se si vuole avere una misurazione precisa dell’anomalia gravitativa in un determinato punto.

 CORREZIONE DI BOUGUER

Un’ultima correzione prevede di tener conto dell’influenza della massa rocciosa che si interpone tra il punto di misurazione e la superficie dell’ellissoide di riferimento , infatti si deve sottrarre un valore prossimo ai 0.10 mGal/m e tale correzione detta anche correzione del piastrone deve essere effettuata solo dopo la correzione in aria libera e dopo quella topografica.

UTILIZZO DELLE ANOMALIE 

Una volta effettuate tutte le correzioni viste fin ora possiamo utilizzare le misurazioni per calcolare l’anomalia di Bouguer che tiene conto dell’omonima correzione e di quella in aria libera e quella topografica.

ANOMALIA DI BOUGUER = GRAVITA OSSERVATA + CORR. ARIA LIBERA – CORR. BOUGUER + CORR. TOPOGRAFICA – GRAVITA TEORICA SULL’ELLISSOIDE

Una volta calcolata tale anomalia posso costruire l’andamento generale delle anomalie in una determinata area costruendo carte delle isoanomale.

 Attraverso tali modelli posso riconosce strutture interne alla crosta come cavità , plutoni o particolari conformazioni geologiche , sia a livello regionale che locale . Posso infatti notare differenze significative di densità interna , ad esempio in prossimità di una dorsale il mio valore dell’anomalia sarà positivo poiché sarò molto vicino al mantello e quindi molto vicino ad una zona ad alta densità , mentre avrò una anomalia negativa in presenza di rilievi dove avrò una forza gravitazionale minore. Tali studi possono trovare valore applicativo anche a livello locale per identificare cavità sotterranee , diapiri o giacimenti di idrocarburi , ovviamente per arrivare a livello locale devo modificare il dettaglio di studio analizzando attentam

ente la lunghezza d’onda del profilo delle anomalie distinguendo le lunghezze d’onda più piccole come le anomalie più superficiali come potrebbero essere delle intrusioni magmatiche o dei dicchi .