Che cos'è un misuratore di gravità?

Un misuratore di gravità, noto anche come gravimetro, viene utilizzato per misurare i campi gravitazionali sulla terra, nei mari e nello spazio. I misuratori di gravità in realtà sono accelerometri, che misurano l'accelerazione variabile verso il basso della forza di gravità. Come tali, sono simili nella costruzione e nel design ad altri accelerometri, ma sono in grado di effettuare misurazioni molto più sensibili. Le differenze che devono misurare attraverso la superficie della Terra e dei mari sono frazionarie nella maggior parte dei casi. Essendo così sensibili, sono sensibili a vibrazioni come il rumore; tuttavia, le capacità di elaborazione del segnale e di isolamento delle vibrazioni tentano di controbilanciare queste interferenze.

I misuratori di gravità relativi sono una delle due principali categorie di misuratori di gravità in uso che effettuano confronti tra livelli di gravità in più posizioni. Effettuare una calibrazione in una posizione già accuratamente misurata e quindi spostare il misuratore di gravità in una seconda posizione per un'altra lettura fornisce un rapporto della gravità in entrambi i punti. I misuratori di gravità relativa più sensibili e affidabili in modo affidabile, che di solito sono a molla, sono chiamati misuratori di gravità superconduttori, che presentano una sfera galleggiante in niobio superconduttore in un campo magnetico stabile. Uno di questi contatori a Metsahovi, in Finlandia, era così sensibile da aver misurato un cambiamento progressivamente crescente nella gravità superficiale mentre alcuni operai erano sul tetto del laboratorio per liberare la neve. Dopo aver notato che per un certo periodo di tempo non ci sono stati cambiamenti, gli scienziati sono stati informati che gli addetti alla rimozione della neve stavano facendo una pausa per il tè.

I gravimetri assoluti hanno un metodo per misurare la gravità che prevede l'accelerazione grafica, mentre è costantemente fissata al suolo, di una massa a caduta libera nel vuoto per misurare la velocità della massa. La resistenza dell'aria sulla massa viene ridotta impostando la pressione dell'aria nella camera del misuratore di gravità su un miliardesimo di atmosfera. Un misuratore di gravità assoluto portatile può misurare fino a un livello di precisione di una parte in 1 miliardo in un periodo di 24 ore. L'attrazione delle maree, la compressione delle rocce e l'oscillazione della Terra sul suo asse incidono sul fatto che la gravità terrestre cambia molte volte nel corso della giornata. Tali misurazioni hanno scoperto che la superficie terrestre sta salendo nel nord del Manitoba, in Canada, in una risposta ritardata alla rimozione di un enorme strato di ghiaccio.

Alcuni misuratori di gravità specifici possono determinare la densità dei suoli in profondità per determinare la quantità di rinforzo dei suoli necessaria come base per la posa di strade asfaltate. Non solo i suoli, ma anche i campioni di acqua e aria possono essere misurati utilizzando un misuratore di gravità specifico digitale per arrivare a pesi per acqua e aria e variazioni di volume in entrambi. Le misurazioni della gravità possono essere eseguite su fondali marini usando i misuratori di gravità oceanici profondi rimorchiati e produrre dati a bordo della nave con misurazioni del fondo oceanico.