samenstelling van de aarde en daarmee de mechanische eigenschap pen daarvan voortdurend kunnen wijzigen. De op de aarde uitge oefende krachten zijn ten dele nauwkeurig bekend, maar hoe de aarde op die krachten reageert hangt af van haar momentane ma teriële opbouw. Ten dele zijn de directe oorzaken van de variabele krachten te zoeken en te vinden op het aardoppervlak in de vorm van de variabele verdeling van het water, de variabele bedekking door sneeuw en ijs, de begroeiing, de atmosferische druk enzovoort. Overigens kunnen we het water, de sneeuw, het ijs, de begroeiing en de dampkring als tot de aarde zelf behorend rekenen, en dan kun nen althans de processen die zich In deze oppervlakkige delen van de aarde afspelen direct worden gevolgd en de bevindingen daar van, waar nodig, in rekening worden gebracht. Het is natuurlijk niet het doel van, of een taak voor de geodesie om het hiermee geschetste gecompliceerde en gevarieerde geodyna- mischc probleem op te lossen. Wèl kan de geodesie en, met name, de satellietgeodesie daartoe in niet onbelangrijke mate bijdragen. De processen die zich mede onder invloed van de op de aarde uitge oefende krachten inwendig voltrekken kunnen aan het aardopper vlak en in de ruimte daarbuiten hun invloeden doen gelden. Bestaan deze uitwendige effecten in vervorming van het aardoppervlak of verandering van de onderlinge ligging van objecten daarop, in on regelmatigheden of veranderingen van de structuur van het uitwen dige zwaartekrachtsveld of in andere in de geodesie voor meting toegankelijke verschijnselen, dan kan geodetisch onderzoek mogelijk randvoorwaarden opleveren voor de oplossing van het ingewikkelde geodynamische probleem. Terloops noemde ik al enkele aspecten van een niet absoluut starre aarde. Ik voeg er nog enkele aan toe die voor de geodesie zekere implicaties hebben en die effecten hebben die met behulp van satel- lietgeodclische methoden in beginsel kunnen worden waargenomen: het optreden van getijden in de 'vaste' aarde, onregelmatigheden in de dagelijkse draaiing van de aarde en poolbewcging, plaattectoniek en structuurveranderingen in het uitwendige zwaartekrachtsveld. Deze aspecten hangen onderling samen en de relatie van de zwaarte- krachtsveldvariaties met elk van de andere aspecten is erg aanne melijk. Laat ik daarom nog even doorgaan met het zwaartekrachtsveld. Uit satcllielbaan-analyses aangevuld met zwaartekrachtsmetingen op het aardoppervlak is de structuur van het veld in globaal verband bepaald met een detaillering van ongeveer 1000 km halve golflengte, gerekend op het aardoppervlak. Natuurlijk is geprobeerd de zo vastgestelde structuur geofysisch te interpreteren. Hierbij wordt niet het zwaartekrachtsveld zelf, maar de afwijking daarvan ten opzichte van een als 'normaal' verondersteld veld van een op regelmatige wijze opgebouwde denkbeeldige 'normale' aarde in evenwicht, be schouwd. Er zijn dan twee gedachtengangen om het aldus gevormde anomale veld te verklaren: óf de aardmaterialen zijn zó sterk dat zij over lange tijd vervorming en spanning kunnen verdragen, óf de aardmaterialen zijn niet sterk en de zwaartekrachtanomalieën wor den in stand gehouden door een inwendig dynamisch proces, bij voorbeeld een verticale stroming met warmte-uitwisseling. Waar schijnlijk zijn beide opvattingen ten dele geldig. Bij nadere beschouwing blijkt de aardtopografie weinig te corre leren met het gevonden langgolvige zwaartekrachtsveld en hieruit volgt, dat de dichtheidsanomalieën, die de door dit veld vertegen woordigde zwaartekrachtsanomalieën veroorzaken, weinig te maken hebben met de verdeling van de continenten over het aardopper vlak, maar moeten worden gezocht in de aardmantel. Om nu dc vraag te beantwoorden of de dichtheidsanomalieën zetelen in de buitenste delen van de mantel of in stand worden gehouden door stromingen in de daaronder liggende laag van geringe sterkte, de asthenosfeer, is verdere detaillering van het zwaartekrachtsveld ge wenst. Helaas zullen baananalyses van kunstmanen, zelfs aan de hand van metingen met geperfectioneerde laserafstandsmeters dc ge zochte mate van detaillering niet kunnen geven. Deze voorspelling is gebaseerd op de bekende ongevoeligheid van hoge satellietbanen voor de gezochte details; hierop vestigde ik al de aandacht. Daarom is gezocht naar andere middelen. Deze zijn gevonden in technieken die nog niet operationeel zijn, maar die ik U toch al wil noemen. Voor de hand ligt het streven de kleinste baanhoogte voor satellie ten te verminderen, zodat fijnere details van het zwaartekrachtsveld voelbaar worden, zonder dat die echter worden overvleugeld door de storende invloed van de wrijving door de dampkring. Aan dit streven kan worden tegemoetgekomen door een satelliet door een losse omhulling tegen deze storende invloed te beschermen en er voor te zorgen dat die omhulling ten opzichte van de ongestoorde binnen-satelliet niet van plaats verandert. Het resultaat wordt in het Engels 'drag-free satellite' genoemd. Zo n drag-free satellite' kan nu vanaf de grond, maar ook vanaf een andere kunstmaan worden aangemeten. In het laatste geval spreken we van intcrsatellietmeting. Hierbij kan met de radio-Dop- pler techniek de relatieve radiale snelheid van de twee satellieten worden gemeten en deze zal door differentiatie de relatieve radiale versnelling opleveren. Is nu de baan van de aanmetende satelliet bekend dan kan op deze manier direct zwaartekracht langs de baan van de aangemeten satelliet worden gemeten. In beginsel dezelfde methode heeft wat betreft het zwaartekrachtsveld aan de voorzijde van de maan verrassende en ook voor het aardse onderzoek veel belovende resultaten opgeleverd. Voorspeld is dat een zwaartekrachtsgradiëntmeter met een gevoelig heid van 0.01 Eötvös-eenheid, dus 10 gal/cm, meegevoerd in een satelliet op een hoogte van 250 km, het zwaartekrachtsveld kan de tailleren tot op 250 km halve golflengte gerekend over het aardop pervlak. Proeven hebben aannemelijk gemaakt dat een onderneming van deze soort technisch realiseerbaar is. Op korte termijn zal radar-hoogtemeting van een satelliet worden gerealiseerd. Een deze zomer tc lanceren satelliet zal zo door radar loding zijn hoogte boven het zeeoppervlak meten met een precisie van enkele meters. Gemeten wordt dan een gemiddelde waarde over een zeker gebied en over een zeker tijdsinterval. Deze methode leidt in eerste aanleg tot een directe vormbepaling van de oceanische delen van de geoïde, omdat die binnen de door de meetprecisie gelaten speling zullen samenvallen met het wateroppervlak, gemiddeld zoals aangeduid. Dit eenvoudige benaderde verband bestaat niet meer als de meetprecisie ook hier wordt verbeterd tot 1 meter of misschien 10 centimeter, zoals in dc bedoeling ligt. Het principiële verschil tussen geoïde en zeeniveau zal dan voelbaar worden en een belang wekkende geodctisch-occanografische samenwerking zal dan moeten leiden tot een ontrafeling van dc invloeden van zwaartekracht ener zijds en waterstromingen, luchtdruk, wind, getijden en misschien seismische zeegolven anderzijds. De geodesie rekent hierbij op een oceanische geoïde met een horizontale detaillering tot 10 km halve golflengte. De invloed van het astronomisch getij op de waterstand is ons allen bekend, hoewel datgene wat wij er aan onze kust of op onze be nedenrivieren van ervaren een indruk geeft, die door topografische, hydrografische en meteorologische invloeden is vervormd. Het astro nomisch getij wordt veroorzaakt door een met dc dagelijkse draaiing van dc aarde en de bewegingen van zon en maan gepaard gaande voortdurende verandering van de zwaartekrachtsvelden van zon en maan ter plaatse van de aarde en gerekend ten opzichte van de ngt 74

Digitale Tijdschriftenarchief Stichting De Hollandse Cirkel en Geo Informatie Nederland

Nederlands Geodetisch Tijdschrift (NGT) | 1974 | | pagina 17