정답
㉠ 67.5, ㉡ 밀도, ㉢ 암석 A이다.
출제 의도
이 문제는 중력가속도 측정값에 여러 보정 과정을 적용하여 부게중력이상값을 계산하고, 그 물리적 의미를 해석하여 지하 물질의 밀도 분포를 추론할 수 있는지를 평가한다.
풀이 과정
측정 지점에서 시간에 따른 중력 변화의 영향을 보정한 중력가속도 값은 표준 중력가속도보다 59.1 mGal만큼 작으므로, 초기 중력이상은 −59.1 mGal이다.
이 값에 추가적인 중력 보정을 모두 적용하여 부게중력이상값을 계산한다. 주어진 보정은 무한판 질량에 대한 부게 보정, 측정 지점의 고도에 따른 자유공기 보정, 주변 계곡에 대한 지형 보정이다.
$$ \Delta g_{\text{Bouguer}} = -59.1 + 33.6 + 92.6 + 0.4 $$
$$ \Delta g_{\text{Bouguer}} = 67.5 \text{ mGal} $$
따라서 모든 중력 변화 요인을 보정한 부게중력이상값 ㉠은 67.5 mGal이다.
부게중력이상은 지하 물질의 밀도 분포를 반영하므로, 이를 통해 지하 물질의 ㉡인 밀도를 해석할 수 있다.
주어진 상황에서 부게중력이상이 양(+)의 값이므로, 주변보다 밀도가 큰 물질이 지하에 존재함을 의미한다. 암석 A와 B 중 밀도가 더 큰 것은 암석 A이므로 ㉢은 암석 A이다.