Il campo gravitazionale terrestre

Semplici considerazioni sul volume e sulla massa della Terra ci permettono di concludere che il suo interno non è omogeneo. Si consideri, in prima approssimazione, la Terra come una sfera di raggio pari a 6370 km: ricordando la formula del volume della sfera, da ciò si può ricavare che il volume della Terra (V) è pari a 1,08 · 10²¹ m³. Dalle leggi della fisica sull'attrazione gravitazionale tra i corpi nell'universo, si ricava inoltre la misura della massa terrestre (m), che è pari a 5,98 · 10²⁴ kg. Da questi due dati si può risalire alla densità media (d = m/V) della Terra, che vale 5,54 g/cm³. Poiché le rocce che costituiscono la crosta terrestre, accessibili all'osservazione diretta, hanno una densità media tra 2,7 e 3 g/cm³, si può dedurre che i materiali che si trovano a maggiori profondità hanno una densità più elevata, intorno a 10-13 g/cm³.

Variazioni locali che si registrano nel campo gravitazionale terrestre (intendendo per campo gravitazionale una zona di spazio intorno a un corpo dotato di massa, in cui altre masse risentono della sua attrazione) indicano che all'interno della Terra la densità non è distribuita in modo omogeneo. Il valore medio teorico dell'accelerazione di gravità g è pari a 9,81 m/sec². Ma misure di g, effettuate in diversi punti della superficie terrestre attraverso strumenti detti gravimetri, hanno evidenziato che esistono differenze tra il valore teorico medio di g e quello misurato, differenze che si attribuiscono alla disomogenea distribuzione dei materiali all'interno della Terra.

Lo studio delle anomalie di gravità, cioè le differenze tra il valore reale misurato e quello teorico medio, è importante per poter rilevare strutture a densità diverse sepolte in profondità. Esso risulta, inoltre, un buon metodo di prospezione del sottosuolo per la ricerca di depositi petroliferi e di rocce ricche di minerali.