重力异常
| 英文 | Gravity Anomaly |
|---|---|
| 定义 | 地表某点的真实重力值与正常重力值之差 |
| 应用 | 地球物理勘探、大地水准面确定、地球内部结构研究 |
重力异常（Gravity Anomaly）是物理大地测量学和地球物理学中的一个核心概念。它指的是在地球表面某一个点上，实际测量的重力值（g）与该点在正常重力场模型中对应的理论值（γ，即正常重力）之间的差异。
重力异常的产生，根源在于真实地球与作为理想模型的参考椭球之间的差异，这些差异包括：
- 地球表面地形的起伏。
- 地球内部物质密度的不均匀分布。
因此，重力异常直接反映了地壳及上地幔的物质分布情况，是探测地下地质结构和矿产资源的重要物理量。
不同类型的重力异常
为了消除特定因素的影响，突出研究者关心的地质效应，在实际应用中会根据不同的改正方法，计算出多种重力异常，主要包括：
自由空间异常 (Free-air Anomaly)
自由空间异常只对测点的重力值进行了高度改正（自由空气改正），将其归算到大地水准面上，而未考虑测点与大地水准面之间地形质量的影响。它主要反映了测点下方较大范围内物质分布的总体效应。
布格异常 (Bouguer Anomaly)
布格异常在自由空间异常的基础上，进一步扣除了测点与大地水准面之间地形质量（通常简化为一个无限平版，即“布格板”）的引力影响。布格异常消除了地形的直接影响，因此能更好地反映地壳内部的密度变化。
- 在山区，由于山根的补偿作用，布格异常通常为负值。
- 在海洋区域，由于海水密度低于地壳岩石，布格异常通常为正值。
均衡异常 (Isostatic Anomaly)
均衡异常是在布格异常的基础上，再进一步考虑了地壳均衡补偿的影响。它反映了地壳偏离均衡状态的程度，对于研究地壳的垂直运动和构造活动具有重要意义。
应用
- 大地水准面确定：重力异常是利用斯托克斯公式计算大地水准面差距的核心数据。
- 地球物理勘探：通过分析重力异常的分布特征，可以推断地下的地质构造，如断层、褶皱、盆地等，从而寻找石油、天然气和金属矿产。
- 地球内部结构研究：大范围的重力异常分布与地幔对流、板块构造等深部过程密切相关。