Аномальне гравітаційне поле

Аномальне гравітаційне поле.Аномальна густина земної кори та верхньої мантії

Гравітаційне поле Землі, або поле сили тяжіння — це силове поле спричинене тяжінням Землі і відцентровою силою внаслідок обертання планети вручну навколо своєї осі. Його умовно поділяють на аномальну та основну -номальну частини, які розраховують за формулами розсподілу прискорення нормальної сили тяжіння. Аномальна частина поля значно менша за величиною, має складну будову і відображає особливості фігури Землі та неоднорідінсть густини її надр. На карті струкутру аномального гравітаційного поля відображають лініями однакових значень його величини, які називають ізоаномалами.

Аномальне гравітаційне поле території України змінюється в широких межах в зв'язку з великою різноманітністю розподілу густини порід земної кори і верхньої мантії.

На Заході України (Передкарпатський прогин), де потужна осадова площа і вітчутно занурена межа кора-мантія, або розділ Мохоровича (Мохо), спостерігається мінімальне значення поля в редукції Буге (до -100мГал). На захід від Карпат розділ Мохо різко піднімається і поле стає додатнім (до +30 мГал). У північно-західній частині території, де товща осадів сягає 1—3 км, поле -слабо відємне (порядку -10—20 мГал).

Центральна частина України розташована на Українському щиті. Тут рівень поля залежить, в основному, від густини порід у верхній частині кристалічної кори: гранітні масиви характеризуються субнульовим полем( за винятком аномалії у -30 мГал над масивом в районі міст Новоукраїнка, Кіровоград), а масиви основних порід — додатними значеннями поля, найбільш інтенсивне з яких (більше +60 мГал) спостерігається в районі міста Голованівськ. На південому сході щита значні додатні аномалії утворюються струкутрами, що містять у собі залізо, в районах міст Кривий Ріг, Дніпропетровськ, Нікополь, Запоріжжя, Мелітополь, Маріуполь. Для глибиної частини Українського щита спостерігається взаємна компенсація утворюючих аномалії чинників: ущільнена кора питаманна блокам  із зануреним розподілом Мохо, а в блоках суттєво легкої гранітної кори розподіл Мохо піднімається.

У східні частині України розташований Дніпровсько-Донецький авлакоген (ДДА). Тут поле залежить від співвідношеня ефектів осадової товщі та основних порід девонського віку, укорінених в кору вздовж осі авлакогену.Там, де основних порід багато спостерігаються інтенсивні додатні аномалії - в районах міст Чернігів (понад +90 мГал), Лохвиця, Гадяч. Високе поле спостерігається на Донбасі (понад +40 мГал), де породи потужної осадової тощі є дуже метаморфізованими і мають високу густину. З півночі ДДА  характеризуєтся мінімальним полем, що обумовлено товщею легких осадів, а локальні інтенсивні мінімуми в районах міст Сєверодонєцк (-40 мГал), Сватове, Шевченкове, Охтирка викликані низькою густиною порід фундаменту.

На півдні Криму, спостерігається дуже високе поле, максимум якого (понад +150 мГал) розташований в Кримських горах. Тут земна кора має переважно основний склад і не виключена присутність ультраосновних порід.

В тектонічно активних структурах (зона Карпат, Донбас, Крим) у гравітаційному полі  спостерігаються також ефекти зменшення густини порід мантії, викликані впливом високих температур.

З глибинними особливостями структури та речовинного складу земної кори, а в деяких регіонах і верхів мантії, зв'язок гравітаційного поля здебільшого зворотній. Тому особливості розподілу  аномальної густини земної кори і верхньої мантії були виявлені тільки за допомогою розробленої на Україні методикою та технологоією гравітаційного моделювання градієнтно-шаруватих тривимірних глибиних структур, що спирається на швидкісні розтини, кореляційні заежності r=f(V) для кристалічних порід, що базуються на експериментах за РТ умов глибиних струкутур з урахуванням попрафок на специфіку речовиного складу порід, вивчення теоритичних моделей різних типів блоків, сучасне математичне та програмне забезпечення.

Завдяки цьому виділенні зони аномальної густини порід земної кори та верхньої мантії та встановлені закономірності в їх розподілі. Зясовано, що завдяки спрямованості до ізостатичної врівноваженості окремих блоків та їх сукупностей більш важкі блоки мають занурення земної кори, а більш легкі — здимання поверхні Мохо. Так, на Українському щиті Голованівська структура, окремі блоки на Волино-Подолії та інших регіонах мають підвищину густину земної кори при її прогинах, а блоки гранітоїдів(Кіровоградський, Коростенський та інші) характеризуються зменшеною густотою порід та підйомом межі Мохо.

За результатами гравітаційного моделювання передбачаються зони підвищеної густини порід верхів мантіїї під ДДА, Кримом та Передкарпаттям, а в Закарпатському прогині — зона зниженої густини порід верхньої мантії.

Автори: Старостенко В.І, Красовський С.С.