Гравіметричні пункти, які визначені в Україні до 1914 року

Рік	Пункт	Маятник	Спостерігач
1868	Кам'янець-Подільський	Репсольда	А.Савич, П.Смислов
1868	Кременець	-//-	-//-
1888-1889	Солониха	-//-	Ф.Бредихін, П.Штернберг
1888-1889	Сергіївка	-//-	-//-
1892	Олександрівськ	-//-	Н.Вільницький
1904	Київ	Штериска	М.Рудський
1908	Одеса	-//-	А.Аганін
1909	Маріуполь	-//-	Н.Корзун
1909	Бердянськ	-//-	Н.Корзун
1909	Генічевськ	-//-	Н.Корзун
1909	Одеса	-//-	О.Геккер
1914	Київ	-//-	Т.Банахевич
1914	Харків	-//-	Т.Банахевич
1914	Кам'янка	-//-	Т.Банахевич

Полтавській гравіметричній обсерваторії ( ПГО ) було передбачено розв'язувати такі основні завдання:

1 ) планомірне вивчення прискорення сили ваги в різних пунктах України з метою складання гравіметричної карти,

2 ) вивчення припливних змін сили ваги і деформацій Землі,

3 ) вивчення руху полюса Землі і коливань широти .

З самого початку функціонування ПГО розпочались експедиційні гравіметричні роботи з маятниковими приладами Штюкрата, які придбав А. Я. Орлов у 1913 році для Одеської астрономічної обсерваторії. В першу чергу були здійснені гравіметричні зв'язки Полтави з центром європейської системи - Потсдамом і з усіма пунктами СРСР. 3 1926 по 1933 роки були виконані такі гравіметричні зв'язки Полтави: шість разів з Одесою, три рази з Пулково і Москвою , два рази з Казанню і Tбілісі , а також чотири рази з Ленінградом ( головна Палата мір і ваг ) . У 1927 році під керівництвом А. Я. Орлова був виконаний гравіметричний зв'язок пункту Полтавської обсерваторії з Потсдамом . Паралельно з цим виконувалось маятникове гравіметричне знімання України , в результаті якого були одержані матеріали для складання гравіметричної карти. Було виявлено багато різних аномалій сили ваги на території України , серед яких найбільшою була Чернігівська аномалія. На прикладі гравіметричного знімання України А. Я. Орлов показав переваги суцільного гравіметричного знімання в порівнянні із зніманням окремих вузьких профілів . А Я. Орлов ретельно працював над удосконаленням маятниковоїгравіметричної апаратури. Під його керівництвом механік Одеської механічної майстерні І. Тимченко виконував дослідження, пов’язані з виготовленням геодезичного годинника з незмінними маятниками.За кресленнями А. Я. Орлова механік Гамбуprcької морської обсерваторії Бреккінг виготовив оптичний лічильник, який вперше в Україні був використаний і одержав широке застосування.

Малочисельний колектив ПГО з 1926 по 1938 р . виконав 42 експедиції і визначив біля 500 гравіметричних пунктів з допомогою маятникових приладів Штернека і Штюкрата . Під керівництвом А. Я Орлова в експедиціях приймали участь співробітники обсерваторії : З. Аксентьєва , Т. Буй , В Гуссова , В Елістратов , Е. Лаврентьєва , М. Мигаль , П. М. Михайловський , М. Попов та працівники інших установ. До 1938 року гравіметрична карта України була завершена і передана геологічним організаціям . Після завершення цієї роботи відомий російський гравіметрист і астроном академік О. Михайлов писав , що ПГО був поставлений перший лише в Україні успішний і правильний дослід суцільного гравіметричного знімання . В ПГО продовжувалась розробка варіометра , яким займалась невелика група співробітників очолювана П. Нечипоренком .

Під час другої світової війни на території України гравіметричні роботи практично не виконувались . Післявоєнний період характерний тим , що для виконання вимірювань сили ваги масово запроваджуються гравіметри , які без сумніву мали ряд суттєвих переваг перед маятниковим приладом . Точність вимірювань сили ваги гравіметрами в порівнянні з маятниковими приладами зросла в цей час на порядок , а саме від 3-5 мГал до 0,3-0,5 мГал . Крім того , цей період характеризується збільшенням обсягугравірозвідувальних робіт , гравіметричного знімання згущення навколо астрономічних пунктів астрономо –гравіметричного нівелювання , визначення сили ваги на морі з використанням надводних і підводних суден. Так , з кінця 40 - х і до початку 60 - х років на територію України була складена гравіметрична карта масштабу 1 : 200000, а в 60 - х роках гравіметрична карта масштабу 1 : 50000. Гравіметричне знімання виконувались трестом Укргеофізика, під керівництвом Шерешевської С. Я. В Західній Україні гравіметричні роботи виконувались під керівництвом Бородатого l . Й., Фільштинського Л.Є. і Біліченка В.Я.

Перші в колишньому СРСР спостереження припливних змін прискорення сили ваги були виконані в 1955 році в ПГО 3. М. Аксентьєвоюгравіметром Граф - 2 . На початку 60 - х років ці роботи були значно розширені , коли обсерваторія придбала два гравіметри фірми " Асканія " GS - 11 i GS - 12 . Програмою спостережень було передбачено визначення гармонійних сталих припливних хвиль в різних пунктах і тривалі спостереження припливних змін сили ваги в одному пункті з метою удосконалення методики спостереження , виявлення тонких ефектів внутрішньої будови Землі . Перший ряд спостережень у Полтаві виконав в 1961-1964 роках І. Дичко гравіметром GS – 11. Пізніше , в 1973 р . , у Полтаві на основі більш удосконаленої методики були виконані спостереження двома гравіметрами GS - 11 i GS - 12 ( В. Баленко , П . Корба , В.Булацен, В. Шляховий , I. Дичко ) . Дещо раніше П. Корба ( 1965 р . ) організував спостереження варіацій сили ваги в Сімферополі , Ялті , Бахчисараї і закінчив їх у 1971 році .

Ці роботи виконувалися в рамках комплексного вивчення Чорноморської западини і досліджень Кримського геодинамічного полігону . Роботи Полтавської гравіметричної обсерваторії ,пов'язані з вивченням гравітаційного поля Землі і земних припливів , одержали високу оцінку спеціалістів і широке визнання.

Розділ 1

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА

ГРАВІТАЦІЙНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛІ

1. Закон всесвітнього тяжіння. Гравітаційна стала

Відомий англійський вчений І. Ньютон ( 1643-1727 ) відкрив точний закон тяжіння, який можна сформулювати так : кожна частинка матерії притягує кожнуіншу частинку з силою , прямо пропорційною добутку їх мас і обернено пропорційною квадрату відстані між ними . Під частинкою матерії тут розуміють тіла , розмірами яких можна знехтувати в порівнянні з відстанню між ними , тобто так звані матеріальні точки. Ця сила прикладена до кожної із взаємодіючих точок і напрямлена вздовж прямої , яка їх сполучає , у напрямі взаємного зближення .Для двох матеріальних точок закон Ньютона записують так :

де :

f - гравітаційна стала , яка дорівнює силі взаємного притягання двох матеріальних точок з масами , рівними одиниці на відстані , рівній одиниці .

Чисельне значення гравітаційної сталої визначають експериментально, вимірюючи силу взаємного притягання двох мас з відомими розмірами , взаємним положенням , формою і густиною . Для цього використовують крутильну вагу Кулона . Сталу називають сталою Кавендиша , який вперше визначив її величину в 1798 р . В геодезичній референційній системі 1980 року ( Канберра , 1979 , XVII Генеральна Асамблея Міжнародного геодезичного і геофізичного союзу ) було прийнято:

f=(6672±4 1) ·10^-14м³ ·кг ^-1 ·с ^-2

Сила притягання F - векторна величина , тобто характеризується не тільки чисельним значенням,але й напрямом в просторі . Сила притягання всією масою Землі одиничної масиm₁=1

де r - віддаль від притягуючої одиничної маси в точці ( x , y , z ) до елементаdm маси Землі в точці ( ;

τ - об'єм Землі .