Gravimetri yerin merkezinden gezegenlere kadar yoğunluk değişimlerinin ölçülmesinde kullanılan ve popülerliği her geçen gün yükselen bir yöntemdir. Özellikle yoğunluk değişimlerinin yeryüzünde ki topografik değişimlerle ilişkili olmasından kaynaklı olarak, ölçülen topografik düzensizliklerde ki hataların an aza indirilmesine bağlı olarak, yoğunluk olarak çok farklı şekillerde ölçülen değerlerin hassasiyetinin yükseleceği kesindir.
Gravimetrinin temelleri Newton yasasına dayanır ve özellikle bu yasaların uygulanması sürecinde öğrenilmesi gerekli olan fiziksel birimlerin doğru anlaşılması ve uygulanması istenir. Gravite büyük değişimlerinin ölçeksel değişimlerinin özellikle küçük ölçekten büyük ölçeklere doğru anlaşılması ve farklı ölçeklere bağlı ortaya çıkan değişimlerin doğru yorumlanması istenir.
Gravite yönteminin tarihçesine bakıldığında önemli değişimlerin fark edildiği yıllar dikkat çeker. Serbest düşüş deneyleri (1590), Teorik temellerin belirlenmesi (1687) süreçlerinde gözleme ilişkin teorik yapının sağlamlaştırıldığı periyodu gösterir. Daha sonra ki yüzyıllarda (18yy ve 19 yy) gravimetri cihazının geliştirilmesi ve yerin altında ki saklı jeofizik ve Jeoekonomik yapıların bulunması ile süreç oldukça önemli bir düzeye taşınır. Petrol keşfi (1928) Amerika'nın Teksas eyaleti içinde kalan Nash Dome alanında Eötvös Burulma Gravimetrisi ile yapılır. Keşfedilen petrolün araştırılmasında temel faktör ve yöntem olan Gravimetri uygulamalarının kullanımı hız kazanır.
1700 yılından günümüze yerin gravite değişimlerinin ölçülmesinde kullanılan Gravimetrik yöntemlerin tarihsel süreçte popülerliğinin değişimi şekil olarak verilmiştir. Özellikle, Pendulum 'Sarkaç' yöntemi geçmişten günümüze uygulanabilirliği devam eden temel yöntem olarak dikkat çekmektedir Günümüze yaklaştıkça, farklı özelliklere sahip Gravimetri cihazlarının (örn. Dönen Vakım Borusu, Balistik..) yöntemlerinin uygulanmaya başlandığı dikkat çekmektedir.
20. YY'da Gravimetri çalışmalarının seyrine bakıldığında, Sarkaç Gravimetrisi (1932), Yüksek Hassasiyetli Gravimetri İmalatı (1932-1935) ve ilave iyileştirme çalışmaları (1940) yapıldığını gözlenmektedir. 2000 yılından günümüze son 20 yıllık süreçte ise Mikro-Gravimetri başta olmak üzere Uydu Gravimetrisine kadar giden geniş bir yelpazede çalışmaların ve ilerlemelerin ortaya çıktığı görülür.
Petrol başta olmak üzere yüksek hassasiyetli maden aramalarında Mikro-Gravite yöntemi ile karasal ölçekte yapılan aramalarda ölçüm hassasiyeti yükselmiş ve arama mühendisliği olan Yer Mühendisliği çalışmalarında verimlilik artmıştır. Kullanımında kolaylık ve çevre dostu bir yöntem olarak yerin altında ki maden aramalarında diğer jeofizik yöntemlerle birlikte başarılı şekilde uygulanmaktadır.
Mutlak Gravite olarak bilinen Gravimetrik Ölçüm yöntemi ise istasyon mantığı ile çalışır. Yerin Yoğunluk Değişimlerinin sürekli doğru ölçüldüğü ve gözlemlendiği bir Yer Yoğunluk İzleme istasyonu olarak değerlendirilmesi yanlış olmaz. Daha sonra ki paylaşımlarda ve açıklamalarda biraz daha detay verilecektir.
F65 Mutlak Gravimetri ölçüm cihazı ile ilgili şekilde ölçümün yapıldığı Gravimetrik cihaz ve ölçülen değerlerin kayıt altına alındığı kayıtçı düzeneği görülmektedir (Sol Şekil). Gravimetri cihazını meydana getiren elemanların ayrıntılı olarak gösterildiği ve açıklandığı şekilden teknik özellikleri görülmektedir (Sağ Şekil).
Mutlak Gravimetri Ölçümlerinin yapıldığı bir istasyondan 1992 yılından günümüze kayıt edilen 1200 günlük ölçülen yerin gravite değişim eğrisi yerin gravite alanının değişen dinamik bir yapısal özellikte olduğunu gösterir. Yerin gravite büyüklüğünün zaman ölçeğinde değişimi ile ölçülen büyüklüklerin ortalaması (VLBI) yerin gravite alanında yükselen ve azalan şekilde bir periyodik değişime sahip olduğunu düşündürtmektedir.
Mutlak Gravite İstasyonlarının kurulması bir önceki şekil üzerinde sağlanan yerin çekim büyüklüğünde ki değişimin zaman içinde dinamik olduğunu göstermesinden kaynaklı olarak ne kadar önemli olduğu açıktır. Özellikle büyük deprem riski altında ki ülkelerde yerin çekim alanında ki değişimin gözlenmesi ilave yeni bir jeofiziki parametre sağlayabilir. İstasyon kurulma aşamaları adım adım gösterilmektedir.
Yerçekimi potansiyel alanının değişimi nasıldır, yere ve zamana göre değişir mi? Benzer sorulara cevap olabilecek şekilde verilecek yanıt oldukça basittir. Yer çekimi alanı simetrik ve kuvvet yönleri yerin merkezine doğrudur. 360 derecelik değişimde yön ve kuvvet vektörü değişimi gözlenmez.
Manyetik Potansiyel Alan değişimi bir az farklıdır, çünkü bu değişimin nedeni yerin içinde K (-) - G (+) yönlü kutupların süreçte etkili olmasıyla ilişkilidir. Manyetik alan büyüklüğü ve vektörlerin yönü büyüklük olarak ekvatordan kutuplara göre değişir. Değişim iki kat büyüklüğe ulaşır.
'Dünya'da yerçekimi gravite ve manyetik alanı değişimlerini karşılaştırmalı olarak açıklayınız?' şeklinde bir soru için kısaca verilecek yanıt nedir? Yerin gravite alanında kuvvetin yönleri veya doğrultuları yerin merkezine doğru yönelir. Fakat, manyetik alan kuvvetinin büyüklük ve yönü Dünya'nın pozitif ve negatif kutuplarına doğru değişir.
Yer çekimi potansiyel alanının değişimlerinin fiziksel temelleri görsel destekli açıklanır. Çekim kuvveti büyüklüğü, iki kütle arasında ki uzaklık ile azalır. Uzak oldukça küçülen, yakın oldukça büyüyen bir büyüklük değişimi olarak ortaya çıkar. Kütlelerin büyüklüğü de çekim kuvveti büyüklüğünü etkiler (A). B durumunda ise ivme büyüklüğünde ki değişim etkilidir. C durumunda, yerin merkezine olan uzaklık etkilidir.
'Dünya'nın yerçekim potansiyel alanı nasıl hesaplanır, şema ve denklem ile açıklayınız?' şeklinde ki bir soru için verilecek açıklama çok iyi bir şekilde verilmiştir. Dünya'nın merkezinden herhangi bir diğer kütlenin merkezine doğru uzaklık (r) ile azalma, kütlesel büyüklükler ile birlikte ise artma durumu sonucu belirlenir.
No comments:
Post a Comment