Gradyometre Nedir?
Bir gradiometre, sıcaklıktan basınca manyetik veya gravimetrik bir alana kadar her şeyi içerebilen bilinen bir miktarda meydana gelen değişim oranını ölçer. Gradiometre bilimde çok sayıda yaygın uygulamaya sahiptir. Arkeolojiden Dünya yüzeyinin ve ikliminin haritalanmasına kadar her şeyde kullanılırlar.
Petrol ve mineral keşiflerinde yüzeyin altındaki toprak katmanlarının yoğunluğunu ölçmek için bir yerçekimi gradiometresi kullanılabilir. Minimalize edilmiş versiyonları, Satürn'ün Enceladus'un ayı gibi yer altı okyanuslarını tespit etmek için geliştiriliyor. ABD ordusunun Irak'taki karayolları altındaki doğaçlama patlayıcı cihazların (IED'lerin) tellerini tespit etmek için kullandığı insansız hava araçlarına (İHA'lar) radyometreler yerleştirildi ve ayrıca Meksika'dan ABD'ye kadar olan tünelleri tespit etmek için kullanılıyor Uyuşturucu kaçakçılarının kullandığı sınır. Bir gradiometre aynı zamanda bir eğimölçer türü olduğu için, inşaat ve ölçme ekipmanı, uçak uçuş yolları ve kros sporu bisikletleri için ufka göre açıları ölçmek için de kullanılabilir.
Yerçekimi gradiometrisi, farklı hızlanma eksenlerini ölçmek için çeşitli seviyelerde sofistike seviyelere sahiptir; bu, bir cihaza kaç bağımsız ölçüm gradiometre veya ivmeölçer biriminin dahil edildiğine bağlıdır. Ancak tüm gradiometreler, üretilen veriyi alır ve var olan değişim veya gradyan eğim oranını belirlemek için standart bir miktarla karşılaştırır. Yerçekimi gradiometer teknolojisi, Avrupa Uzay Ajansı (ESA) tarafından 2009 yılında düşük Dünya yörüngesinde başlatılan, Gravity alanında ve sabit durumlu Ocean Circulation Explorer'da (GOCE) zaten kullanılıyor.
GOCE gemisi, okyanus akıntıları ve volkanik aktivitenin davranışını inceleyen gemideki gradiometrelerin çözünürlüğünü artırmak için dış atmosferde 162 mil (260 kilometre) yükseklikte yuvarlanır. 2009 itibariyle, Hollanda'daki Twente Üniversitesi'ndeki araştırmacılar benzer prensiplere dayanan, yalnızca 35 gram (bir kilogram) ağırlığında olan ve güneş sistemini keşfetmek için gönderilen uzay problarına eklenebilecek minyatür bir gradiometre tasarlıyorlar. Yaylar tarafından askıya alınan iki yay yüklü kütle, yerçekimi çekişinde pikometre ölçeğine veya bir metrenin bir trilyonunun karşılaştırılabilir varyasyonlarını ölçecektir. Bu gradiometreler yeraltı ayının çapını 124 mil (200 kilometre) ya da daha küçük olacak şekilde çözebilir.
Başlangıçta madencilik endüstrisinde avuçiçi üniteler olarak kullanılan radyo dalgası gradiometreleri, 2004 yılında İHA uçaklarına yerden yaklaşık 200 fit (61 metre) yüksekte uçacak şekilde uyarlandı. Bir radyo dalgası yayınlarlar ve yüzey veya oyuk yapılar altında metal iletkenlerin varlığıyla değiştirilen dalganın yansımalarını tespit ederler. Orijinal radyo dalgası dedektörler tarafından bir tür gürültü olarak filtrelenir ve bu da yeraltındaki gradyan farkları nedeniyle dalgadaki daha zayıf değişikliklerin görülmesini mümkün kılar. ABD hükümeti, bu tür radyo gradiometre sistemlerinin kullanımı ve geliştirilmesine 2007 ve 2008'den itibaren devam eden saha testleri ile sponsorluk yapmaya devam etmiştir.
Diğer bir gradiometre tipi, arkeolojide ve ilgili alanlarda kullanılan manyetik gradiometredir. Dünyanın manyetik alanındaki manyetik fırtınaların neden olduğu dalgalanmalardan etkilenmediğini gösterir ve eski uygarlıklardan gelen fosilleri veya diğer tortuları gösterebilecek yüzeye yakın çok küçük anomalileri bulmak için kullanılır. Akış kapısı gradiometresi ve sezyum buharı sensörü tasarımları, Dünya'nın gömülü duvarlara verdiği manyetik alanı ölçmek için kullanılır, nesnelerin ateşe maruz kalan kısımları vb. Bu okumalar daha sonra sığ derinliklerde arkeolojik özellikleri bulmak için Dünya'nın arka plan manyetik alanı ile karşılaştırılır.