Ю. В. Антонов, А. К. Рибін, Воронезький державний університет
При вимірі вертикального градієнта сили тяжіння в різних регіонах колишнього Радянського Союзу (Памір, Тянь-Шань, Кавказ, Крим і т. Д.) [1-4] відзначено вплив на результати вимірювань вертикального градієнта динамічного стану земної кори. Розбіжності між контрольними і рядовими вимірами нерідко не відповідали передбачуваним помилок вимірювання, виходячи з кратності спостережень на одному пункті. При цьому похибка одиничного вимірювання приймалася в два-три рази грубіше реальної похибки, і кількість спостережень було більше, ніж було потрібно похибкою одиничного спостереження для досягнення спільної помилки вимірювання, наприклад, ± 10-15 етвеш. Крім того, попередні дослідження [1-4] показали, що неприливних варіації вертикального градієнта носять планетарний характер і пов'язані з власними коливаннями Землі. Але вимірювання неприливних варіацій були виконані в обмеженому обсязі, особливо це стосується синхронних спостережень, тому для отримання більш достовірних висновків щодо характеру варіацій необхідно провести додаткові дослідження.
Для з'ясування зазначених причин і невідповідностей між розрахунковими і вимірюваними помилками спостереження спеціально проведені стаціонарні дослідження в містах Воронеж і Бішкек. Спостереження велися далеко від міст (не менше 25 км) в закритих приміщеннях для виключення впливу погодних умов (в основному, вітер), що дає можливість більш надійно оцінити інструментальну похибку вимірювань. Таким чином, всі перешкоди, крім землетрусів, практично були усунуті.
Методика обробки була досить простою.
Спостереження сили тяжіння на верхній і нижній майданчиках вишки попередньо згладжувалися, щоб зменшити вплив випадкових похибок. Інтервал згладжування включав в себе три точки. За згладженим значенням сили тяжіння обчислювали різниці значень сили тяжіння вгорі і внизу і середнє значення градієнта по різницям. Потім будували криву зміни градієнта щодо середнього значення. Виявилося, що зміни носять апериодический характер з елементами випадкових похибок.
Були побудовані графіки зміни неприливних варіацій вертикального градієнта для Воронежа і Бішкека. Порівняння синхронних спостережень показало, що варіації в загальному випадку збігаються між собою. Природно, варіації ускладнені похибками, що носять не тільки випадковий, але і природний характер. Бішкек розташований в активній альпійської зоні, де відбуваються численні дрібні землетруси, які не відчуваються візуально, зате чітко фіксуються гравіметрами, так як гравіметри в принципі є вертикальним сейсмографом Голіцина.
Щоб в якійсь мірі не допустити вплив дрібних землетрусів і випадкових помилок, були обчислені амплітудно-частотні спектри (рис. 2). Спектри досить добре відображають наявність тих чи інших меж в Землі: глибинні кордону характеризуються великими періодами. За статистикою, для Воронезького регіону характерні періоди близько години, що відповідає теоретичним розрахункам для моделей Землі по Буллену і Гуттенбергу в платформних умовах. Для Бішкека, навпаки, характерні періоди коливань в 31 хв, в рідкісних випадках відзначаються часові періоди. Мабуть, в Тянь-Шаньском регіоні, де йдуть горотворні процеси, відбулася глибока проробка земної кори, що, власне, і визначає відмінність спектрів в Воронежі і Бішкеку.
Робота виконана за грантами ДФФД № 08-05-00716-а, № 08-05-10042-к
