Gal

Gal (symbol: Gal) to jednostka przyspieszenia w układzie CGS (centymetr–gram–sekunda), zdefiniowana jako 1 centymetr na sekundę do kwadratu (1 cm/s²). Najczęściej występuje w geofizyce i grawimetrii do opisu przyspieszenia grawitacyjnego oraz jego niewielkich zmian.

Jednostka Gal została nazwana na cześć Galileusza (Galileo Galilei), którego badania nad ruchem i spadkiem swobodnym położyły fundamenty pod klasyczną mechanikę. W praktyce nauk o Ziemi Gal służy do wygodnego zapisu wartości, które w jednostkach SI (m/s²) byłyby „małe” i wymagałyby wielu miejsc po przecinku. Ponieważ 1 Gal = 0,01 m/s², typowe ziemskie przyspieszenie grawitacyjne wynosi około 980 Gal (dokładna wartość zależy od szerokości geograficznej i wysokości nad poziomem morza).

W grawimetrii szczególnie istotne są nie tyle same wartości przyspieszenia grawitacyjnego, ile jego anomalia (odchylenie od wartości odniesienia) wynikająca z lokalnych różnic w budowie geologicznej, topografii czy rozkładzie mas w skorupie ziemskiej. Z tego powodu w praktyce częściej używa się podwielokrotności Gala: mGal (miligal) = 10⁻³ Gal oraz µGal (mikrogal) = 10⁻⁶ Gal. Dla porównania: zmiany grawitacji rejestrowane w badaniach geofizycznych mogą mieć rząd kilku–kilkuset mGal, a w precyzyjnych pomiarach (np. monitorowanie pływów Ziemi, zmian hydrologicznych) często rozpatruje się poziom µGal.

Choć SI jest dominującym układem jednostek w nauce i technice, Gal utrzymał się w wyspecjalizowanych dziedzinach jako jednostka „praktyczna” i historycznie ugruntowana. W literaturze spotyka się zarówno zapisy wartości bezpośrednio w Gal, jak i w mGal/µGal, zwłaszcza w raportach z pomiarów grawimetrycznych, mapach anomalii grawitacyjnych oraz opracowaniach geodezyjnych. Przykładowo, zamiast pisać, że anomalia wynosi 0,00015 m/s², często podaje się 15 mGal, co jest czytelniejsze i lepiej pasuje do typowych zakresów zmienności.

• Kluczowe właściwości
• Wielkość fizyczna: przyspieszenie (w tym przyspieszenie grawitacyjne i jego zmiany).
• Definicja: 1 Gal = 1 cm/s² = 0,01 m/s².
• Podwielokrotności używane w praktyce: mGal = 10⁻³ Gal, µGal = 10⁻⁶ Gal (częste w grawimetrii precyzyjnej).
• Skala odniesienia: typowe przyspieszenie grawitacyjne na Ziemi ~ 980 Gal (wartość przybliżona, zależna od miejsca).

• Typowe konteksty użycia
• Grawimetria i geofizyka: mapowanie anomalii grawitacyjnych związanych z różnicami gęstości skał (np. baseny osadowe, intruzje magmowe).
• Geodezja fizyczna: badania pola grawitacyjnego Ziemi, korekty grawimetryczne, modele geoidy (często w mGal).
• Monitorowanie zmian masy: obserwacje zmian grawitacji wywołanych pływami Ziemi, zmianami poziomu wód gruntowych czy obciążeniem śniegiem (często w µGal).
• Raporty i mapy specjalistyczne: prezentacja wyników pomiarów terenowych w jednostkach wygodnych dla typowych zakresów wartości.

• Częste nieporozumienia
• Mylenie z „gaussem” (G): gauss to jednostka indukcji magnetycznej w CGS, a Gal dotyczy przyspieszenia; to różne wielkości i różne symbole.
• Traktowanie Gala jako jednostki SI: Gal należy do układu CGS; w SI przyspieszenie wyraża się w m/s², choć w praktyce geofizycznej Gal bywa nadal powszechny.
• Utożsamianie wartości w Gal z „siłą grawitacji”: Gal opisuje przyspieszenie, nie siłę; siła zależy dodatkowo od masy (F = m·a).
• Przekonanie, że grawitacja jest stała: przyspieszenie grawitacyjne zmienia się z szerokością geograficzną, wysokością i lokalną budową geologiczną; dlatego używa się mGal i µGal do opisu drobnych różnic.