Tyngdkraften mättes för första gången i Finström på Åland

Tyngdkraften kan inte mätas var som helst utan forskarna vid Lantmäteriverket mäter tyngdkraften på stationer för tyngdkraftsmätning som grundats för ändamålet. Stationerna ligger huvudsakligen i punkter i Lantmäteriverkets FinnRef-nätverk som observerar satellitsignaler. FinnRef-nätverket har utökats sedan 2012 och omfattar nu 47 punkter. I samband med utökningen har en del av stationerna byggts ut för att även kunna mäta tyngdkraften. Finström på Åland var den sista av de nya mätstationerna för absolut tyngdkraft som inte hade mätts. Nu har Finland utöver ett nätverk av GNSS-stationer också ett heltäckande nätverk för mätning av absolut tyngdkraft där mätningar görs med regelbundna intervall.

– Tyngdkraft kan mätas på två sätt, antingen absolut eller relativt. Vid relativa mätningar mäts ändringar av tyngdkraftens värde i förhållande till tid och plats. Vid absoluta mätningar, som vi nu också gjorde på Åland, mäts ett noggrant värde på accelerationen vid fall. Absoluta mätningar kan göras som kampanj, det vill säga mätinstrumentet behöver inte mäta kontinuerligt i punkten. Av sådana mätningar kan tidsserier över år byggas upp, berättar forskningschef Jyri Näränen vid Lantmäteriverket.

Mätningarna på Åland utvidgar tyngdkraftsnätverket till havsområdena

Utvidgningen av nätverket för absolut tyngdkraftsmätning är klar och tyngdkraften har mätts minst en gång vid alla 20 stationer. De flesta av stationerna i nätverket har redan mätts två gånger eller mer. Mätningarna på Åland som gjorde nätverket komplett genomfördes i slutet av maj.

Mätningarna på Åland kompletterar det nationella nätverket för tyngdkraftsmätning. Tidigare har absolut tyngdkraft inte mätts så här noggrant på havsområden. De närmaste stationerna på fastlandet finns i Kyrkslätt, Orivesi och Vasa, så de nya mätningarna fyller ett stort hål i det nationella nätverket för absolut tyngdkraft.

För mätningarna av tyngdkraft används Lantmäteriverkets gravimeter FG5-X som är placerad vid Geodatacentralen och är det noggrannaste mätinstrumentet för absolut tyngdkraft i världen. Det finns färre än 50 sådana instrument i världen.

Tyngdkraften i Finland försvagas med landhöjningen

I Finland pågår fortfarande jordskorpans höjning efter istiden och detta förändrar tyngdkraften ständigt. Denna landhöjning är inte lika stor överallt och därför måste den mätas i olika delar av Finland. Värdet på tyngdkraften påverkas också av många andra faktorer, som den geografiska positionen, den lokala geologin och andra rörelser i jordskorpan. Tyngdkraftsmätningar är viktiga för beräkning av geoidmodeller.

– Geoiden beskriver Jordens form. Från den härleds höjder till exempel i förhållande till medelhavsnivån. Det krävs allt noggrannare modeller av geoiden i takt med att noggrannhetskraven på satellitbaserad positionsbestämning och navigering växer, eftersom geoidmodeller gör det möjligt att överföra höjdkoordinaterna från satellitbaserad positionsbestämning till de höjder som används i kartor, såsom Finlands officiella höjdsystem N2000, berättar forskningsgruppchef Mirjam Bilker-Koivula.

– En noggrannare geoidmodell möjliggör säkrare navigering framför allt i Finlands kustområden som är utmanande farleder på grund av litet vattendjup och många grund, tillägger forskare Timo Saari.

Tyngdkraften förändras långsamt

Genom att studera tidsserier från tyngdkraftsmätningar kan allt noggrannare simuleringar av landhöjningen göras och bättre prognoser för landhöjningen i framtiden produceras. Detta är viktigt till exempel för strandlinjernas läge.

Forskarna tror att man från tidsserien för absolut tyngdkraft på Åland utöver landhöjningssignalen också kommer att kunna se inverkan av havsytans höjning på tyngdkraften på grund av klimatförändringen.

Förändringen av tyngdkraften går långsamt och de årliga förändringarna ligger nära gränsen för mätnoggrannheten hos de noggrannaste instrumenten i världen. På grund av detta behövs långa tidsserier av mätresultat. Långa tidsserier fås med mätningar av kampanjnatur som upprepas vid varje station med tre års intervall under årtionden.