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Unterschiede in der Dichte der Gesteine der Erdkruste beeinflussen das Schwerefeld der Erde. Das Gerät zur Messung dieses Feldes heißt Gravimeter.
Gesteine des Grundgebirges haben im allgemeinen eine höhere Dichte als die überlagernden Sedimente. Hohe Schwerewerte ergeben sich somit dort, wo das Grundgebirge bis nahe an die Oberfläche aufsteigt, niedrige Schwerewerte dagegen über tiefen Sedimentbecken. Gravimetermessungen sind somit geeignet, Sedimentbecken zu erkunden und möglicherweise strukturelle Einzelheiten darin festzustellen. Auch innerhalb der Sedimentgesteine gibt es Dichte Unterschiede. Abnorm hohe Schwerewerte werden dort gemessen, wo in den Kernen von Antiklinalen und anderen Strukturen ältere, das heißt dichtere Gesteine in Oberflächennähe liegen. Die Dichte von Steinsalz ist meist geringer als die der umgebenden Gesteine. Besonders niedrige Schwerewerte werden deshalb als Salzstrukturen interpretiert.
Die Werte des Schwerefeldes schwanken zwischen 983,210 Gal an den Polen und 978,083 Gal am Äquator. Da für die Ölexploration schon Schwankungen in der Größenordnung von 0,001 Gal von Bedeutung sein können, hat man für Gravimetermessungen den tausendsten Teil eines Gais, das MilliGal, als Einheit festgelegt. Die sehr empfindlichen modernen Gravimeter können Schwere Unterschiede in der Größenordnung von 0,01 mGal messen.
Das Gravimeter wiegt nur etwa 2,5 Kilogramm und läßt sich somit leicht transportieren. Trotzdem hängt die Geschwindigkeit, mit der ein Gebiet durch Gravimetermessungen überdeckt werden kann, von den Geländeverhältnissen ab. Jeder Meßpunkt muß nach seiner geographischen Position und seiner Höhe exakt eingemessen sein, und das\' Instrument muß jedesmal sorgfältig justiert werden.
Gravimetermessungen auf See erfordern eine Spezialausrüstung. Da die Eigenbewegungen des Schiffes ein Standardgravimeter zu sehr stören würden, werden ferngesteuerte Instrumente, eingeschlossen in wasserdichte Behälter, für jede Beobachtung auf den Meeresboden herabgelassen. Für Übersichtsmessungen ist dieses Verfahren sehr zeitaufwendig. Man hat es deshalb vergleichsweise wenig angewandt und statt dessen ein Gravimeter entwickelt, das auf einer kreiselstabilisierten Plattform auf dem Schiff montiert ist. Es kompensiert die Eigenbewegungen des Schiffes, so daß bei guten Wetterbedingungen eine Genauigkeit von 1 bis 2 mGal erreicht wird. Dieses Gravimeter zeichnet kontinuierlich auf und kann zusammen mit anderen Meßinstrumenten betrieben werden. Es wird zunehmend für Übersichtsmessungen eingesetzt und erzielt brauchbare Ergebnisse.
Über ein Gebiet, das vermessen werden soll, wird eine Serie von Meßlinien gelegt, an denen entlang die einzelnen Meßstationen angeordnet werden. Die Abstände zwischen den einzelnen Beobachtungspunkten richten sich danach, wie genau die Messung ausfallen soll. Im allgemeinen liegen sie bei 0,2 bis 1 km. Nach Berücksichtigung verschiedener Korrekturen für die geographische Breite, die Höhe über N. N. und die Topographie der Umgebung werden die verbleibenden Änderungen des Schwerefeldes der Erde kartenmäßig dargestellt. Eine geogische Interpretation der Schweredaten setzt Annahmen über den strukturellen Bau und den Dichtekontrast der unterirdischen Gesteinsschichten voraus. Die Kenntnis dieser Faktoren ist besonders im Stadium von Übersichtsmessungen eines Explorationsprogramms sehr begrenzt. Deshalb ist die Auswertung von Schweremessungen meist mehrdeutig, und sie sollte nur als Richtschnur für die weitere geophysikalische Erkundung dienen.
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