Tyngdemålinger på MAREANO-tokt

Under dybdekartleggingstokt i regi av MAREANO samler et gravimeter inn tyngdemålinger. Det er målinger av tyngdens akselerasjon g som er den akselerasjon et legeme får hvis det kun påvirkes av tyngdekraften som ytre kraft. Tyngdens akselerasjon er ca 9,81 m/s2 ved jordoverflaten, men den varierer litt fra sted til sted og med høyden, og angir hvor sterk tyngdekraften er på stedet. Gravimeteret er et presisjonsinstrument som kontinuerlig måler små variasjoner i det lokale tyngdefeltet. Resultatene brukes blant annet til å beregne landheving, havstrømmer, geoide (grunnlag for høydesystemer), berggrunngeologiske kart med mer. 

Gravimeteret installert på
Bildet viser gravimeteret installert på "Hydrograf". Den gravimetriske sensoren er montert på en gyrostabilisert plattform inne i den svarte boksen helt til høyre. De to rackene inneholder tilhørende elektronikk, batteripakke, UPS (uninterruptible power supply) og transformator.

Det lokale tyngdefeltet påvirkes av geologiske strukturer og jordens form. Geodesidivisjonen bruker tyngdedata for å beregne geoiden i norske land- og havområder. Geoiden er en ekvipotensialflate (- en flate der tyngdfeltets potensial W er det samme overalt,) som omtrent sammenfaller med havoverflatenes gjennomsnittlige nivå. Geoiden beskriver jordens buklete form, og den danner basisen for det norske høydesystemet. Begrepet ”meter over havet” er i praksis ”meter over geoiden”. Geodesidivisjonen bruker også tyngdedata til å måle landheving og beregne havstrømmer.

Geoide
Geoiden er en ekvipotensialflate som brukes som grunnlag for høydesystemer. En ekvipotensialflate er en flate der tyngdefeltets potensial er konstant.

NGU er en annen viktig aktør når det gjelder innsamling og bruk av tyngdedata. NGU bruker informasjonen til geologisk tolkning og til utarbeidelse av kart over jordens tyngdefelt og berggrunngeologiske kart. I tillegg har petroleumsnæringen samlet inn og brukt tyngdedata til letevirksomhet gjennom mange år.

Arbeidet med og analysene av tyngdedata er ikke en direkte del av MAREANO-programmet, men MAREANO-toktene gjør det mulig å montere gravimeter om bord på ulike fartøy. I år foregikk dybdekartlegging parallelt med fartøyene Hydrograf og FUGRO Gauss, og Geodesidivisjonen valgte å la gravimeteret bli med FUGRO Gauss på tokt i Troms III og Nordland VI. Gravimeteret måtte skifte noen deler rett i forkant av toktet, og det var bare så vidt det rakk å bli med ut i Barentshavet. Mannskapet om bord har som oppgave å kontrollere at instrumentet hele tiden får strøm, og at det virker som det skal. Installasjon, demontering og dataanalyse tar Statens kartverk Geodesidivisjonen seg av i etterkant av toktet. Sjefsingeniør Dag Solheim i Geodesidivisjonen presiserer at instrumentet er avhengig av kontinuerlig strøm – også under forflytning mellom forskjellige fartøy. Dette har skapt en rekke utfordringer, men så langt har det gått bra.
 
Dag Solheim
Gravimeteret om bord kalibreres mot et gravimeter på land før og etter toktet. Her leser Dag Solheim i Statens kartverk Geodesidivisjonen av landgravimeteret etter årets MAREANO-tokt på et punkt der tyngden er kjent fra før.

I periodene hvor instrumentet ikke benyttes i MAREANO-programmet, forsøker Geodesidivisjonen å plassere det ombord i andre fartøy. Det har blant annet vært montert ombord i Kartverket sitt fartøy F/F Hydrograf på kystnær kartlegging, og da ble det gjort et eget gravimetrisk tokt i Sognefjorden.

Instrumentet er i august 2010 om bord i RV Arni Fridriksson. Dette fartøyet dybdekartlegger nå ved Jan Mayen på et norsk-islandsk tokt i regi av Oljedirektoratet i Norge og Orkustofnun (National Energy Authority) på Island. Fartøyet kan følges her: http://www.sailwx.info/shiptrack/researchships.phtml

Les mer om måling av tyngde og bruk av tyngdedata (eksterne lenker):