Gravimetrie

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Gravimetrie bezeichnet die Meßmethoden des Erdschwerefelds. Die physikalische Einheit für die Schwerebeschleunigung g ist m/s² oder in der älteren Einheit Gal = cm/s².
Die Schwerebeschleunigung g bezieht sich auf die an der Erdoberfläche gemessene Summe von der Massenanziehungskraft der Erde und ihrer Zentrifugalbeschleunigung durch die Rotation der Erde. Sie ist orts- und zeitabhängig da sie durch die unterschiedliche Massendichte und insbesondere durch die Anziehungskräfte von Mond, Sonne, Jupiter und die anderen Planeten beeinflußt wird. Als Erdgezeiten wird die Deformation der visko-elastischen Erde durch externe Gravitationskräfte bezeichnet. Die Verformung der Erde durch gravitative Kräfte läßt sich als Distanzvariation zwischen Erdmassenzentrum und Aufstellort an der Erdoberfläche interpretieren. Die Erdgezeiten sind bei der Datenreduktion von Basislinienmessungen und SLR-Messungen zu berücksichtigen. Zwei unterschiedliche Instrumente werden in der Gravimetrie eingesetzt: a. absolute Gravimeter bestimmen den Wert g nach der Freifall-Methoden, sie werden kampagnenweise eingesetzt; b. relative Gravimeter bestimmen die zeitlichen Variationen von g als "Delta"g und werden kontinuierlich gemessen.

Gravimetrie in TIGO

TIGO betreibt ein Absolutgravimeter FG5 #227 seit 2006 und bereits seit 2002 das erste Supraleitende Gravimeter in Lateinamerika, genannt SG38.

Das Gravimeter FG5 nutzt eine frei fallende Testmasse. Während des freien Falles werden zwei räumlich getrennte Lichtschranken passiert, um das Zeitintervall zu bestimmen. Gleichzeitig wird die Fallstrecke laserinterferometrisch ausgemessen. Das zeitliche und räumliche gemessene Intervall des freien Falls werden zur Bestimmung des absoluten Werts von g benutzt.

Das Supraleitende Gravimeter SG38 benutzt eine in einem verlustfreien Magnetfeld schwebende Metallkugel als Sensor. Das Magnetfeld wird durch supraleitende Spulen erzeugt, die sich in einer Umgebungstemperatur von -268°C befinden.
Externe Gravitationskräfte, besonders die von Mond und Sonne, bewirken eine Ortsänderung der schwebenden Metallkugel. Ein Regelkreis wirkt jedoch diesen Ortsänderungen entgegen, so daß die zugeführte bzw. abgeführte Energie der Magnetspulen als Meßsignal für die Erdgezeiten zur Verfügung steht. Die erreichbare Auflösung des SG liegt bei 1-10nGal, die einer vertikalen Höhenänderung von 0,03mm an der Erdoberfläche entspricht.
Die relativen Messungen des SG erfordern von Zeit zu Zeit eine Kalibrierung der Gerätedrift mit Absolutgravimetern.