- Et gravimeter er et presisjonsinstrument som simulerer Newtons fallende eple og kan dermed måle akselerasjonen til eplet svært nøyaktig, forteller førsteamanuensis Jon Glenn Omholt Gjevestad ved Universitetet for miljø- og biovitenskap.

9,81 m/s2 - barnelærdom får vi høre. Fjøra og steinen som faller til jorda med samme fart. I vakum må det føyes til, ellers faller jo steinen mye fortere.

Mennesket og mørket og en klar stjernehimmel. Se for deg Isac Newton og eplet.

Der sitter han og fintenker, han godeste Newton. Glaner seg skakk på stjernehimmelen, skjønner det er krefter som holder orden ute i verdensrommet. At jorda går rundt sin egen akse, mens stjernehimmelen står stille. Krefter som påvirker og drar i hverandre. Og at disse kreftene mer eller mindre er konstante.

Da er vi fort tilbake til 9,81 igjen. Iallfall er vi blitt forklart hvorfor eplet faller til jorden.

Tidevann, tidejord

- Man tenker gjerne ikke i de baner til daglig, men jorda er som en appelsin, forteller Gjevestad. - Et skall og myk masse inni. En masse som beveger seg hele tiden. Faktisk hever og senker jordskorpa seg med hele 20 centimeter hver 6. time. Tidevannet følger månens rytme, samme rytme påvirker jordskorpa. Tidejord.

- Som et annet bilde, forklarer forskeren, kan vi ta for oss et hårstrå under et mikroskop. Dess mer vi zoomer inn på hårstrået, dess tydeligere ser vi at hårstråets overflate er flikete og ikke glatt som man skulle tro.

- På samme måte kan vi ved å zoome inn på de siste desimalene i tyngdens akselerasjon se at jordkloden ikke er èn stor roterende massiv stein, men isteden en viskøs klump med en tynn skorpe rundt. Denne skorpen er så tynn at den beveger på seg hele tiden som følge av gravitasjonskreftene fra måne, sol og planeter, forteller Gjevestad.

Landheving etter siste istid

Siste istids sentrum lå rundt Bottenviken i Sverige. Den enorme vekten av iskappen trykket jordskorpa ned i hele Skandinavia. Da isen etterhvert trakk seg tilbake, begynte jordskorpen å heve seg igjen og den bevegelsen kan faktisk måles den dag i dag, ifølge Gjevestad.

Størst var nedtrykningen rundt Bottenviken fordi her var isen tykkest. Langs kysten av Norge var iskappen mye tynnere og derfor er det nesten ikke landheving i disse områdene. Rundt Bottenviken hever fremdeles jordskorpen seg med 2-3 centimeter i året.

Gravimeteret måler tyngdens akselerasjon svært nøyaktig, ned til åtte desimaler. Teknologene vet derfor at Trysil hever seg med cirka én centimeter per år. Uten at man kan bruke det som unnskyldning i slalombakkene, når man står der og banker av seg snøen. Vi registrerer det ikke, for alt hever seg jo på samme tid.

Vi ser det ikke

Ikke merker vi det, ikke ser vi det med det blåtte øye. Hvorfor i det hele tatt bry seg? Flo og fjøre både ser vi og har fått følt på kroppen. Tydeligste beviset i Norge er Saltstraumen utenfor Bodø i Nordland. Men landheving. Nyttig eller?

Tja, fundér på dette neste gang du kjører gjennom en tunnel. Tenk da den umulige tanken at de to arbeidslagene, som borra seg gjennom fjellet fra hver sin side, ikke møttes på riktig sted.

De fleste er nok takknemlige for at Statens kartverk baserer seg på målingene som blant annet er gjort med særs nøyaktige gravimetre. Målinger fra gravimetre er helt nødvendig for å opprettholde et høydefastmerkenett av god kvalitet.

 

Statens kartverk eier og vedlikeholder et høydefastmerkenett, som i denne sammenhengen er en serie med messingbolter med kjent høyde, plassert rundt om på land. På sjøen baserer man høyder som regel på gjennomsnittlig vannstand målt over svært lang tid.

Masse og avstand

Da er vi tilbake til starten: vi vet høyden fordi gravimeteret måler tyngdens akselerasjon (g). Akselerasjonen påvirkes av to faktorer: endringer i massen eller endring av avstanden til massen. Det vil igjen si at måler man høyt til fjells får man mindre g, enn om man måler ved havnivå. Årsaken er at avstanden til massene øker.

Og jordskorpa hever seg, i større eller mindre grad. Og selv den minste endring fanger gravimeteret opp. Derfor vet vi at messingbolten i Trysil hever seg én centimeter per år, det blir ti centimeter på ti år. Man trenger ikke kjøre tunnel for å skjønne at dette er viktige centimetere.

Olje og gass pumpes opp fra fossile kilder, langt under havbunnen finnes reservoarene - men hvordan skal man finne ut hvor mye olje som er igjen?

- Ulike masser har ulik massetetthet. Når man pumper ut oljen endres massene under havbunnen og dermed endrer tyngdekraften seg. På den måten kan man overvåke hvor mye olje som er igjen, forteller Gjevestad.

GPS - (Global Postitioning System)

GPS er standardutstyr i nyere personbiler. Nøyaktighetsnivået er noen få meter.

Du finner en gateadresse i Trondheim, men du kan bomme på garasjeporten. GPS i vitenskapelig sammenheng opererer med en nøyaktighet på noen millimeter.

Hvordan er det mulig spør vi? Ved bruk av GPS må man basere seg på et referansesystem eller et koordinatsystem. Når man vet at jordskorpen er i stadig bevegelse, skjønner man også at referansepunktene er i stadig bevegelse.

- Vi må forstå denne bevegelsen for å kunne nyttiggjøre oss av millimetrene som GPS gir oss, sier Gjevestad.

GPS og gravimeter er i utgangspunktet svært ulike måleinstrumenter, men de kan noen ganger måle de samme fenomener som for eksempel landheving, eller nedsmelting av en isbre.

Forskerne sliter mange ganger med å separere ulike fenomener i målingene sine og trenger derfor flere, og supplerende teknikker for å komme helt i mål.

Troposfæren

La oss bevege oss opp i lufta igjen, nærmere bestemt troposfæren. Hvis forskerne ikke benyttet seg av gravimeter ville man sittet igjen med dårligere modeller for troposfæreforsinkelser - hvem skulle tro at måling av tyngdekraft har noe som helst med troposfæren å gjøre?

- Vi er helt avhengig av gode modeller for troposfæreforsinkelse for å være i stand til å utnytte den store nøyaktigheten GPS observasjonene gir oss, avslutter Jon Glenn Omholt Gjevestad.