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New analytic solutions for modeling vertical gravity gradient anomalies

机译：垂直重力梯度异常建模的新解析解决方案

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Modern processing of satellite altimetry for use in marine gravimetry involves computing the along-track slopes of observed sea-surface heights, projecting them into east-west and north-south deflection of the vertical grids, and using Laplace's equation to algebraically obtain a grid of the vertical gravity gradient (VGG). The VGG grid is then integrated via overlapping, flat Earth Fourier transforms to yield a free-air anomaly grid. Because of this integration and associated edge effects, the VGG grid retains more short-wavelength information (e.g., fracture zone and seamount signatures) that is of particular importance for plate tectonic investigations. While modeling of gravity anomalies over arbitrary bodies has long been a standard undertaking, similar modeling of VGG anomalies over oceanic features is not commonplace yet. Here we derive analytic solutions for VGG anomalies over simple bodies and arbitrary 2-D and 3-D sources. We demonstrate their usability in determining mass excess and deficiency across the Mendocino fracture zone (a 2-D feature) and find the best bulk density estimate for Jasper seamount (a 3-D feature). The methodologies used herein are implemented in the Generic Mapping Tools, available from .
机译：用于海洋重力测量的卫星测高仪的现代处理方法包括：计算观察到的海面高度沿轨道的坡度，将其投影到垂直网格的东西向和南北向偏转，并使用拉普拉斯方程代数获得一个网格。垂直重力梯度（VGG）。然后通过重叠的平坦地球傅立叶变换对VGG网格进行整合，以生成自由空气异常网格。由于这种整合和相关的边缘效应，VGG网格保留了更多的短波信息（例如，断裂带和海山特征），这对于板块构造研究特别重要。尽管长期以来一直在任意物体上进行重力异常建模，但在海洋特征上进行类似的VGG异常建模却并不普遍。在这里，我们导出了关于简单物体以及任意2-D和3-D源上的VGG异常的解析解。我们证明了它们在确定Mendocino断裂带上的质量过剩和不足（二维特征）方面的可用性，并找到了贾斯珀海山（3-D特征）的最佳堆密度估计值。本文使用的方法是在可从获得的通用映射工具中实现的。

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