ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงในบริเตนและไอร์แลนด์

ความเข้มของแรงโน้มถ่วงของโลกมีการเปลี่ยนแปลงไปตามสถานที่ต่างๆ ซึ่งขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของความหนาแน่นของหินใต้พื้นผิวโลก ความแตกต่างเหล่านี้เรียกว่า ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วง (Gravity Anomalies) ซึ่งเมื่อนำมาจัดทำเป็นแผนที่ครอบคลุมพื้นที่หมู่เกาะบริเตนและบริเวณใกล้เคียง จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์และเปิดเผยโครงสร้างทางธรณีวิทยาที่ซ่อนอยู่ใต้ดินได้

ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงแบบลบ (Negative Anomalies)

ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงแบบลบเกิดขึ้นในบริเวณที่มีมวลสารน้อยกว่าปกติ เนื่องจากมีหินที่มีความหนาแน่นต่ำกว่าค่าเฉลี่ยสะสมอยู่ใต้ดิน โดยทั่วไปแล้วความผิดปกติประเภทนี้มักเกี่ยวข้องกับ ปล่องหินแกรนิต (Granite Plutons) และ แอ่งตะกอน (Sedimentary Basins)

การตรวจพบปล่องหินแกรนิต

จากแผนที่ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วง พบว่ามีปล่องหินแกรนิตกระจายตัวอยู่ในหลายพื้นที่ เช่น:

• กัลโลเวย์ (Galloway) และเนินเขาเชวิออต (Cheviot Hills) ในสหราชอาณาจักร
• ภูเขาแห่งมอร์น (Mountains of Mourne) ในไอร์แลนด์เหนือ
• คอนเนมารา (Connemara) และเคาน์ตีโดเนกัล (County Donegal) ในไอร์แลนด์
• ทางตะวันตกเฉียงใต้ของอังกฤษ (Cornubian batholith และ Haig Fras granite)
• บล็อก Askrigg (Yorkshire Dales) และบล็อก Alston (North Pennines)
• ที่ราบสูงแกรมเปียน (Grampian Highlands) เช่น บริเวณ Cairngorms

ตัวอย่างที่สำคัญคือ หินแกรนิต Weardale ซึ่งเป็นหินอัคนีแทรกซอนขนาดใหญ่ (Batholith) ขนาดประมาณ 60 x 25 กิโลเมตร ใต้บล็อก Alston ในเขต North Pennines ซึ่งถูกตรวจพบครั้งแรกผ่านการสำรวจแรงโน้มถ่วง และได้รับการยืนยันในภายหลังจากการเจาะสำรวจที่หลุม Rookhope นอกจากนี้ การเจาะสำรวจที่ Raydale ยังช่วยยืนยันการมีอยู่ของ หินแกรนิต Wensleydale ซึ่งเป็นมวลหินที่ไม่เคยปรากฏบนพื้นผิวโลกเลย

แอ่งตะกอนและความผิดปกติแบบลบ

ความผิดปกติแบบลบยังสอดคล้องกับตำแหน่งของแอ่งตะกอนหลายแห่ง เช่น แอ่ง Moray Firth, แอ่ง North Channel, แอ่ง Cheshire, แอ่ง Worcester และแอ่ง Wessex เป็นต้น

โดยเฉพาะใน แอ่ง Worcester (Worcester Basin/Graben) พบว่ามีความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงที่เด่นชัดและมีขอบเขตชัดเจน งานวิจัยในช่วงทศวรรษ 1950 และ 1960 โดย Cook, Thirlaway และ Brooks ได้ใช้ข้อมูลความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงร่วมกับการสำรวจคลื่นไหวสะเทือน (Seismic surveys) และการเจาะสำรวจที่ Kempsey เพื่อประมาณความหนาของชั้นหินตะกอนในแอ่งนี้

นอกจากนี้ ยังมีการสันนิษฐานว่า Lairg Gravity Low อาจเกิดจากหลุมอุกกาบาตที่ถูกฝังอยู่ใต้ดิน ซึ่งมีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 40 กิโลเมตร

ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงแบบบวก (Positive Anomalies)

ความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงแบบบวกเกิดขึ้นในบริเวณที่มีมวลสารมากกว่าปกติ ซึ่งมักเกี่ยวข้องกับพื้นที่ที่หินฐานรากยุคพรีแคมเบรียน (Precambrian basement rocks) อยู่ใกล้พื้นผิว หรือบริเวณที่มีหินบะซอลต์และหินที่มีความหนาแน่นสูงสะสมอยู่

ศูนย์กลางภูเขาไฟและภูเขาใต้ทะเล

ค่าแรงโน้มถ่วงที่สูงขึ้นอย่างมากสอดคล้องกับศูนย์กลางภูเขาไฟในยุคพาลีโอจีน (Palaeogene volcanic centres) ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแยกตัวของมหาสมุทรแอตแลนติก พื้นที่เหล่านี้รวมถึง:

• เกาะ Skye, St Kilda, รุม (Rùm) และเกาะ Mull
• Ardnamurchan และ Dubh Artach
• เกาะ Arran และ Lundy
• ภูเขาใต้ทะเล Anton Dohrn และ Rosemary Bank

การค้นพบศูนย์กลางภูเขาไฟ Blackstones Bank Central Complex ซึ่งอยู่ใต้ทะเลทั้งหมด เกิดจากการบูรณาการข้อมูลการสำรวจแม่เหล็กไฟฟ้า คลื่นไหวสะเทือน และแรงโน้มถ่วง โดยค่าความผิดปกติของแรงโน้มถ่วงแบบบวกขนาดใหญ่ชี้ให้เห็นว่าพื้นที่นี้เป็นจุดสำคัญสำหรับการวิจัยทางธรณีวิทยาต่อไป

โครงสร้างทางธรณีวิทยาและรอยเลื่อน

ค่าแรงโน้มถ่วงสูงยังพบได้ในบริเวณภูเขาใต้ทะเล Anton Dohrn และ Hebrides Terrace รวมถึงบริเวณแนวเส้นโครงสร้างทางธรณีวิทยา (Lineaments) ที่สำคัญ โดยเฉพาะในเขต Caledonides ของสกอตแลนด์ เช่น รอยเลื่อน Great Glen, รอยเลื่อน Walls Boundary, รอยเลื่อน Highland Boundary และรอยเลื่อน Southern Uplands