Anomalie de Bouguer

L'anomalie gravimétrique de Bouguer est une représentation du champ de la pesanteur terrestre obtenue après élimination de variations du champ de la pesanteur attribuables aux : différences d'altitudes des sites de mesure, aux différences de latitude entre ces sites, aux influences de la topographie, aux fluctuations de la pesanteur engendrées par les marées terrestres (similaires aux marées océaniques, mais ce sont les petites déformations que subit la Terre sous l'influence du champ de la pesanteur). Après l'application de corrections tenant compte de toutes ces influences, la valeur théorique du champ de la pesanteur de la Terre en un point de mesure est soustraite de la valeur mesurée (ou observée) corrigée et la différence est appelée anomalie de Bouguer. En théorie, les différences de l'anomalie de Bouguer sur une carte sont reliées aux différences de densité de la roche. Là où la densité est plus grande, l'anomalie de Bouguer est plus forte et est souvent exprimée comme étant de valeur davantage positive. Les cartes gravimétriques permettent d'observer des configurations d'anomalies de la pesanteur qui peuvent être reliées à des unités lithologiques ou des structures (p. ex. des failles ) spécifiques. De telles configurations sont extrêmement utiles pour suivre lesdites unités ou structures sous des morts terrains glaciaires, sous l'eau ou sous le sable de déserts. Certaines ressources minérales peuvent être associées à des minéraux présentant une densité supérieure à la densité moyenne des roches (p. ex. cuivre, zinc, fer, plomb) ou inférieure à celle-ci (p. ex. sel, potasse) et qui engendrent des perturbations locales (anomalies) remarquables du champ de la pesanteur.

La carte ci-après de l'anomalie gravimétrique de Bouguer (anomalie à l'air libre au large) pour la Province des Esclaves utilise une représentation par ombres portées par une source lumineuse simulée inclinée à 50° et orientée à 110°. Dans les terres, l'espacement des stations varie généralement de 10 à 15 km avec une valeur moyenne située près du milieu de cette plage. Au large, l'espacement des stations est d'environ 6 km. Les données gravimétriques utilisées pour dresser la carte de l'anomalie de Bouguer dans les terres et l'anomalie à l'air libre au large peuvent être téléchargées depuis l'Entrepôt de données géoscientifiques du Canada.

La Province des Esclaves est délimitée par le trait noir plein.

L'unité utilisée pour exprimer l'anomalie de Bouguer est le milligal, abrégé en mGal. Une accélération de 1 cm/s2 correspond à 1 Gal (1 cm/s2 est un sous-multiple de l'unité fondamentale utilisée pour l'accélération dans le SI (Système international d'unités) qui est de 1 m/s2. Le Gal est l'unité utilisée dans le SI. Cette unité est d'un ordre de grandeur trop grand pour les valeurs des variations du champ de la pesanteur habituellement observées dans le cadre de travaux géophysiques et c'est pourquoi on utilise couramment une quantité un millier de fois plus petite, le milligal (mGal). L'attraction gravitationnelle à la surface de la Terre s'établit approximativement à 980 Gals. Les gravimètres permettent généralement la mesure de cette attraction à 0,01 mGal près. Il est ainsi possible de mesurer une quantité correspondant approximativement à 1/100 000 000 de l'attraction totale exercée par la Terre.

Densité des roches

Les emplacements de prélèvement des échantillons de roches pour lesquels on obtient des mesures de la densité sont surimposés à la carte ci-haut de l'anomalie de Bouguer. La taille des cercles représentant les emplacements de prélèvement est proportionnelle à la valeur de la densité. Les propriétés physiques des roches déterminent les champs géophysiques mesurés et la connaissance de ces champs est d'une aide critique pour l'étalonnage des anomalies géophysiques ainsi que pour les études de modélisation. Le jeu de données sur la densité représentées sur la carte ci-haut est basé sur des mesures de la densité d'échantillons recueillis en des stations gravimétriques régionales par l'Observatoire fédéral (qui devint par la suite la Direction de la physique du globe du ministère de l'Énergie, des Mines et des Ressources) dans le cadre du programme national de cartographie gravimétrique. Puisque les roches dans cette région sont généralement cristallines et vraisemblablement très peu poreuses, on peut considérer que les densités signalées sont représentatives de celles des unités lithologiques en profondeur sous le niveau phréatique.

La densité de la roche est une mesure de la masse de cette roche par rapport à la masse d'un volume d'eau équivalent. Un centimètre cube d'eau a une masse de 1 gramme alors qu'un centimètre cube de roche a habituellement une masse de deux à trois fois plus grande. La densité est exprimée sous forme du rapport de la masse d'un matériau sur son volume. La densité de l'eau est de 1, puisque la masse d'un volume d'eau de 1 cm3 est de 1 gramme. Une méthode rapide pour déterminer la densité d'une roche consiste à la peser dans l'air puis de la peser submergée dans l'eau (où elle pèse moins). La densité est alors déterminée en divisant le poids obtenu dans l'air par la différence entre le poids dans l'air et le poids dans l'eau; on la désigne alors par l'expression masse volumique et on l'exprime en g/cm3, une sous-unité du SI dans lequel l'unité de base est le kg/m3.

Le jeu de données sur la densité peut être téléchargé [XLS, 137.2 ko] sous forme d'un fichier .xls et il comprend le numéro de l'échantillon, sa latitude et sa longitude, sa masse volumique (g/cm3), le type de roche ainsi que les valeurs de l'abscisse et de l'ordonnée de la position où il a été prélevé. Les valeurs de l'abscisse et de l'ordonnée se rapportent à la projection conique conforme de Lambert avec des parallèles d'échelle conservée par 62 et 67 degrés de latitude nord, une origine de 64,5° en latitude, un méridien central par 112° de longitude ouest et une abscisse et une ordonnée fictives de zéro.

Les emplacements pour lesquels des données de sismique-réflexion ont été obtenues dans le cadre du programme LITHOPROBE sont indiqués sur la carte ci-haut par le trait blanc passant par Yellowknife. Le LITHOPROBE est le projet de recherche national du Canada en sciences de la Terre visant l'étude suivant la troisième dimension de la structure de la masse continentale et des marges continentales du Canada.