중력 이상(重力異常)과 종류

1. 중력이상

중력이상(重力異常, Gravity anomaly)은 실측(實測) 중력치와 이론(理論) 중력치와의 차이를 가리킨다. 즉 중력이상(gravity anomaly)은 지오이드 상의 한 점에서 측정한 중력과 기준 지구타원체(IGF/GRS80; International Gravity Formula/Geodetic Reference System 1980)상에서 계산되는 이론적 중력과의 차이이다. 

이론 중력치는 표준중력식(標準重力式)에 의하여 계산할 수 있다. 중력이상의 값이 (+)라고 함은 그 근방의 지각의 밀도가 평균상태에 비해서 크다는 뜻이며, 반대로 (-)라 함은 지각밀도가 작다는 뜻이다. 가령 높은 산에서 중력을 측정하고, 적당한 보정(補正)을 가하여 이를 해면상의 값으로 고친 다음에 해면상의 표준중력의 값과 비교하면 (-)의 중력이상치를 얻을 수 있으며, 지각평형설이 성립함을 알 수 있다.

2. 중력이상의 종류

 

1) 프리에어 중력이상

중력은 지구로부터의 거리에 따라서 변하는 값이다. 프리에어 보정은 중력을 측정한 지점의 고도를 고려하여 보정하는 것으로, 지구 표면에서 측정된 중력과 자유 공기 상태에서의 기대 중력 값 사이의 차이를 계산하여 얻어집니다.

자유 공기 상태에서의 기대 중력 값은 표준 중력 가속도에 대해 지각의 높이 변화에 따라 계산됩니다. 기대 중력 값은 지표면에서의 중력 가속도를 기준으로 하며, 고도가 높아질수록 중력은 약간씩 감소합니다. 이 값은 지각의 부하, 지형 변화, 지각의 조밀도 분포 등으로 인한 중력의 변화를 고려합니다. 

 

2) 부우게 중력이상

중력에 영향을 미치는 또 하나의 요인은 관측 지점 아래에 존재하는 질량이다. 고도가 높은 관측 지점은 그 아래쪽에 더 많은 질량이 있으므로 중력이 증가한다. 부우게 보정은 이러한 질량의 효과를 보정해주는 것이다.

프랑스의 지구물리학자인 P.부게가 밝혀냈다. 부게이상이 플러스(＋)이거나 마이너스(－)이거나, 그 원인은 모두 지하에 있다. 즉, 부게이상이 (＋)이면 밀도가 큰 것이 지표 가까이에 있다는 것, 즉 지각의 두께가 얇다는 것을 나타내며, 부게이상이 (－)이면 밀도(密度)가 큰 것이 지표로부터 멀리 떨어져 있다는 것, 즉 지각의 두께가 두껍다는 것을 나타낸다.

 

 

3) 아이소스타시 중력이상

아이소스타시 이상은 지각의 동력학적인 균형 상태에서 지각의 일부 영역이 상대적으로 낮아지는 현상을 말합니다. 이는 지각의 일부분이 부하로 압박되어 있을 때 발생할 수 있습니다. 이러한 압박은 산악 지형 형성, 플레이트 경계의 충돌로 인한 영향 등으로 인해 발생할 수 있습니다.