Τι είναι το Βαρυόμετρο;

Το βαρυόμετρο είναι ένας εξειδικευμένος τύπος επιταχυνσιόμετρου που έχει σχεδιαστεί για τη μέτρηση του τοπικού βαρυτικού πεδίου της Γης. Σε μια πιο βασική αντίληψη, ένα βαρυόμετρο είναι απλώς μια εξαιρετικά ανεπτυγμένη παραγωγή μιας ζυγαριάς που χρησιμοποιείται για τη ζύγιση ενός αντικειμένου. Με αυτόν τον τρόπο, τα βαρύμετρα λειτουργούν με την ίδια αρχή όπως κάθε άλλο επιταχυνσιόμετρο, μετρώντας την επιτάχυνση σε σχέση με μια στατική βάση, αλλά είναι σχεδιασμένα να είναι πολύ πιο ευαίσθητα από ένα τυπικό επιταχυνσιόμετρο για να μετρούν τις μικρές αλλαγές στη βαρύτητα της Γης που μπορεί να συμβούν λόγω του σχήματος του πλανήτη ή των τοπικών γεωλογικών χαρακτηριστικών.

Σε αντίθεση με άλλα επιταχυνσιόμετρα που εμφανίζουν μετρήσεις σε κοινές μονάδες επιτάχυνσης, ένα βαρυόμετρο διαβάζει σε μονάδες γνωστές ως gals. Ένα gal ορίζεται ως 1 εκατοστό ανά δευτερόλεπτο στο τετράγωνο. Το μέτρο της βαρύτητας της Γης στην επιφάνειά της κυμαίνεται μεταξύ 976 και 983 γαλεριών. Οι διακυμάνσεις λόγω βουνών και άλλων χαρακτηριστικών εδάφους ποικίλης πυκνότητας κυμαίνονται συνήθως από δεκάδες έως εκατοντάδες milligals.

Συνήθως, τα βαρύμετρα χρησιμοποιούνται στην εξόρυξη πετρελαίου και ορυκτών, καθώς και για διάφορους τύπους γεωφυσικής έρευνας, συμπεριλαμβανομένης της σεισμολογίας. Υπάρχουν δύο διαφορετικοί τύποι βαρυτόμετρων: τα απόλυτα και τα σχετικά. Ενώ ένα απόλυτο βαρύμετρο μετρά την τοπική βαρύτητα σε gals ως απόλυτη μονάδα, τα σχετικά βαρύμετρα συγκρίνουν τη βαρύτητα σε μια θέση με μια άλλη και πρέπει να βαθμονομηθούν στη γνωστή θέση για να παρέχουν την αναλογία μεταξύ των δύο θέσεων. Ένα απόλυτο βαρυόμετρο χρησιμοποιείται γενικά για τη βαθμονόμηση ενός σχετικού βαρυμέτρου και λειτουργεί μετρώντας την επιτάχυνση μιας μάζας σε μια ελεύθερη πτώση που στεγάζεται σε κενό. Τόσο τα απόλυτα όσο και τα σχετικά βαρύμετρα είναι διαθέσιμα σε μεγέθη που το καθιστούν εφικτό για εργασία πεδίου.

Ένα κοινό σχετικό βαρύμετρο συνήθως αποτελείται από ένα βάρος που συνδέεται με ένα ελατήριο. Μετρά την ποσότητα του βάρους που τεντώνει το ελατήριο ως τη δύναμη της βαρύτητας. Τα καλύτερα σχετικά βαρύμετρα που κατασκευάζονται με αυτόν τον τρόπο είναι ακριβή σε περίπου 1 microgal.

Επί του παρόντος, τα πιο ακριβή σχετικά βαρύμετρα, ωστόσο, λειτουργούν αιωρώντας μια μικρή σφαίρα σε ένα σταθερό μαγνητικό πεδίο, με την ενέργεια που απαιτείται για τη δημιουργία του μαγνητικού πεδίου που αιωρεί τη σφαίρα να είναι ανάλογη με τη βαρύτητα της Γης. Αυτές οι συσκευές είναι γνωστές ως υπεραγώγιμα βαρύμετρα. Σε ένα τέτοιο βαρυόμετρο, η ίδια η σφαίρα αποτελείται από μια υπεραγώγιμη σφαίρα νιοβίου που ψύχεται με υγρό ήλιο, καθιστώντας την μαγνητικά απωθητική. Αυτές οι συσκευές είναι σε θέση να μετρήσουν τη βαρύτητα μέχρι ένα νανογαλίδιο, το οποίο είναι το ένα χιλιοστό του δισεκατομμυριοστού της δύναμης της βαρύτητας της Γης.