Aktuality

Ako sa mení gravitácia na Lomnickom Štíte?

Vložil(a): M. Španková, 6.9.2012, videné 1752-krát

Začiatkom júna 2012 trojica výskumníkov z Geofyzikálneho ústavu SAV (Mgr. Pavol Zahorec)Katedy geodetických základov STU v Bratislave (Ing. Juraj Papčo a Ing. Michal Mikolaj) uskutočnili merania vertikálneho gradientu tiažového zrýchlenia na Lomnickom Štíte.

 

Účelom meraní bolo, jednoducho povedané, zistiť, ako sa na tomto mieste mení veľkosť tiažového zrýchlenia s výškou. Z teórie vieme, že veľkosť tiažového zrýchlenia s nadmorskou výškou klesá, preto na Lomnickom Štíte nameriame najmenšiu hodnotu tiažového zrýchlenia na Slovensku vôbec. Okrem nadmorskej výšky vplýva na veľkosť tiažového zrýchlenia aj geologické zloženie a tvar okolitej topografie. Práve tvar topografie spôsobuje fakt, že hoci Gerlachovský Štít je o niečo vyšší ako Lomnický, v skutočnosti predpokladáme, že veľkosť tiažového zrýchlenia na jeho vrchole nie je najnižšia (v budúcnosti plánujeme potvrdiť naše výpočty aj priamo meraním tiažového zrýchlenia, ktoré doposiaľ nebolo na Gerlachovskom Štíte uskutočnené).

 

Na ilustráciu teda, hodnota tiažového zrýchlenia na Lomnickom Štíte je približne 9.803521 ms-2. Naopak, najvyššie hodnoty tiažového zrýchlenia na Slovensku nameriame vo Východoslovenskej nížine. Neďaleko Vranova nad Topľou sa namerali hodnoty približne 9.809508 ms-2. Rozdiel meraných hodnôt tiažového zrýchlenia v rámci Slovenska je teda približne 0.006 ms-2, čo je asi 0.06 % hodnoty tiažového zrýchlenia. Okrem veľkosti tiažového zrýchlenia je však pre nás zaujímavé vedieť, ako sa na konkrétnom mieste jeho veľkosť mení s výškou (označujeme to ako vertikálny gradient tiažového zrýchlenia). Tento údaj je dôležitý napr. pri presných gravimetrických (geodynamických) meraniach, kedy je potrebné zosúladiť medzi sebou merania uskutočnené v rôznej výške nad referenčným bodom.

 

Zo skúsenosti vieme, že hodnota vertikálneho gradientu je silne závislá od priebehu okolitej topografie. Veľmi zjednodušene povedané, čím strmšie je okolie vrchola (alebo opačne údolia), na ktorom meranie robíme, tým výraznejšiu (anomálnejšiu) hodnotu vertikálneho gradientu tiažového zrýchlenia nameriame. Pod pojmom „anomálnejšiu“ máme na mysli hodnotu, ktorá sa viac odchyľuje od teoretickej hodnoty, ktorej veľkosť je približne –0.3086 mGal/m (používame staršiu zaužívanú jednotku mGal, čo je 10-5 ms-2). Doposiaľ namerané hodnoty sa vcelku dobre zhodovali s hodnotami vypočítanými na základe gravitačného účinku topografie. Práve na základe týchto výpočtov sme predpovedali, že na Lomnickom Štíte by mala byť najextrémnejšia hodnota vertikálneho gradientu tiažového zrýchlenia u nás, čo nás inšpirovalo uskutočniť tam merania. Merania našu predpoveď plne potvrdili. Hodnota vertikálneho gradientu tiažového zrýchlenia na Lomnickom Štíte je naozaj extrémna, –0.580 mGal/m, čo je 88 % odchýlka od teoretickej hodnoty (odchýlky doterajších nami meraných hodnôt boli maximálne na úrovni 42 %). Ešte výraznejšie odchýlky by sme mohli očakávať zrejme len v iných, väčších pohoriach (napr. Alpy), doposiaľ sú nám podobné údaje z vedeckej literatúry nie známe.

 

Merania sa uskutočnili za podpory agentúry VEGA a zároveň sú súčasťou projektu VERGRAD (Vertikálny gradient tiažového zrýchlenia v geodetických referenčných sieťach) riešeného na STU v rámci Programu na podporu mladých výskumníkov. Ďakujeme kolegom z Astronomického ústavu SAV za ich ochotnú pomoc a ústretovosť pri realizácii týchto meraní.

 

Autor: Pavol Zahorec, GFÚ SAV B. Bystrica

Príloha

Trojica výskumníkov (zľava Michal Mikolaj, Juraj Papčo a Pavol Zahorec) a ich meracie prístroje - gravimetre Scintrex CG-5 a GNSS prijímač Trimble R8
Príloha

Pohľad na meranie na vrchole Lomnického Štítu
Príloha

Meranie vertikálneho gradientu tiažového zrýchlenia vnútri kupoly observatória