Anomalía de gravedad en el aire libre

En geofísica , la anomalía de gravedad al aire libre , a menudo llamada simplemente anomalía al aire libre , es la anomalía de gravedad medida después de aplicar una corrección al aire libre para tener en cuenta la elevación a la que se realiza la medición. Esto se logra ajustando estas mediciones de gravedad a lo que se habría medido en un nivel de referencia, que comúnmente se toma como el nivel medio del mar o el geoide . ^{[ 1 ] [ 2 ]}

Los estudios de la estructura y composición del subsuelo de la corteza y el manto terrestres emplean mediciones con gravímetros para determinar la desviación de la gravedad observada respecto a un valor teórico, con el fin de identificar anomalías debidas a características geológicas bajo los puntos de medición. El cálculo de las anomalías a partir de las mediciones observadas implica la aplicación de correcciones que definen la anomalía resultante. La anomalía de aire libre puede utilizarse para comprobar el equilibrio isostático en amplias regiones.

La corrección de aire libre ajusta las mediciones de gravedad a las que se habrían medido al nivel medio del mar, es decir, sobre el geoide. Se ignora la atracción gravitatoria de la Tierra por debajo del punto de medición y por encima del nivel medio del mar, y se supone que la gravedad observada se mide en el aire, de ahí su nombre. El valor teórico de la gravedad en un lugar se calcula representando la Tierra como un elipsoide que se aproxima a la forma más compleja del geoide. La gravedad se calcula sobre la superficie del elipsoide utilizando la fórmula de gravedad internacional .

Para estudios de la estructura subsuperficial, la anomalía de aire libre se ajusta además mediante una corrección para la masa debajo del punto de medición y por encima de la referencia del nivel medio del mar o una elevación de datum local. ^{[ 3 ]} Esto define la anomalía de Bouguer .

La anomalía de gravedad en el aire libre${\displaystyle g_{F}}$viene dada por la ecuación: ^{[ 1 ]}

${\displaystyle g_{F}=(g_{obs}+\delta g_{F})-g_{\lambda }}$

Aquí, ${\displaystyle g_{obs}}$se observa la gravedad,${\displaystyle \delta g_{F}}$es la corrección de aire libre y${\displaystyle g_{\lambda }}$es la gravedad teórica .

Puede resultar útil considerar la anomalía de aire libre como una comparación entre la gravedad observada y la gravedad teórica ajustada hasta el punto de medición, en lugar de la gravedad observada ajustada hasta el geoide. Esto evita cualquier confusión derivada de suponer que la medición se realiza en aire libre. ^{[ 4 ]} En cualquier caso, se desprecia la masa terrestre entre el punto de observación y el geoide. La ecuación para este enfoque consiste simplemente en reordenar los términos de la primera ecuación de esta sección, de modo que se ajuste la gravedad de referencia y no la gravedad observada:

${\displaystyle g_{F}=g_{obs}-(g_{\lambda }-\delta g_{F})}$

Sobre el océano, donde la gravedad se mide desde barcos cerca del nivel del mar, no hay corrección de aire libre o es mínima. En estudios gravimétricos marinos, se observó que la anomalía de aire libre es positiva pero muy pequeña sobre las dorsales oceánicas, a pesar de que estas se elevan varios kilómetros sobre el lecho marino circundante. ^{[ 6 ]} La pequeña anomalía se explica por la menor densidad de la corteza y el manto debajo de las dorsales, como resultado de la expansión del fondo marino . Esta menor densidad es un aparente desfase a la altura adicional de la dorsal, lo que indica que las dorsales oceánicas se encuentran en equilibrio isostático.

• La gravedad de la Tierra
• elipsoide de referencia
• WGS84