Gravity anomalies in the Eastern Mediterranean as measured with the Graf-Askania sea gravimeter

Summary At the end of 1961, the area round the isle of Crete distinguished by large gravity anomalies was subjected to thorough investigations and for this purpose continuous gravity profiles were run. The material of the above research and the results of former submarine pendulum measurements were included in a detailed isogam map of free-air anomalies of the whole Eastern Mediterranean (plate 3). From this map the Bouguer anomalies and the isostatic anomalies were derived and represented on coloured maps (plates 4 and 5).A comparison of two Askania sea gravimeters (fig. 3) operated simultaneously, demonstrates an instrumental accuracy of about 2 mgals for the gravity values measured from the ship underway. In addition, there resulted mean errors of about 5–6 mgals from uncertainties in the determination of the position (Eötvös effect), in the terrain correction, and in the isostatic compensation. The freeair anomalies are thus to be stated with an accuracy of about ±6 mgals, the Bouguer anomalies with an accuracy of about ±8 mgals and the isostatic anomalies with about ±10 mgals. Considering the fact, that the anomalies can assume positive and negative values of up to 200 mgals, this accuracy is completely sufficient.The measurement of gravity shows that the Eastern Mediterranean has, to a great extent, not yet reached the state, of equilibrium. The movements of compensation have developed differently in the individual parts of the area; the least advance is found in the area of the isle of Crete.The present morphology of this area has probably developed from an uplifting of the sea bottom of the Aegean Sea and a depression outside the island arc Kithira-Crete-Rhodes. Taking into account that before the beginning of this movement isostasy prevalied, the medium depth of the water must have been about 1500 metres.The combination of gravity anomalies with the present morphology of the ring zone extending in front of the three islands of kithira, Crete and Rhodes (bule II on plate 6) results in a mean density of the substratum of about 3,0 g/cm³. The extreme south-east of the Mediterranean, however, is in almost complete equilibrium (green IV, on plate 6). Between these two zones (blue II and green IV on plate 6) lies a transition zone (red III on plate 6) showing — like the Aegean Sea — an unbalanced density contrast of about 2,1 g/cm³.

Anomalies de presanteur en Méditerranée orientale, suivantles enregistrements avec le gravimètre de mer Askania

Résumé Vers la fin de 1961, les parages autour de la Candie, marqués de grandes anomalies de pesanteur, ont été l'objet des enregistrements précis et continus de l'intensité de gravité, exécutés à bord d'un navire en route. Les résultats de ces recherches ainsi que ceux des mesures pendulaires antérieures faites à bord d'un sous-marin, pouvaient être réunis sur une carte montrant en détail les courbes iso-anomales des anomalies totales mesurées de toute la Méditerranée orientale (planche 3). On se servait de cette carte pour en déduire les anomalies d'après Bouguer et les anomalies isostatiques pour les représenter sur des cartes multicolores (planches 4 et 5).La comparaison de deux gravimètres de mer Askania (fig. 3), actionnés simultanément, faisait la preuve d'une précision d'enregistrement de 2 mglas environ pour les valeurs gravimétriques mesurées à bord d'une navire en route. De plus, il faut tenir compte des erreurs moyennes d'environ 5–6 mgals dues aux déterminations un peu insécures de la position (effet d'Eötvös) et aux insécurités de la correction du terrain et de la compensation isostatique. On doit, donc, indiquer les anomalies totales mesurées à ±6 mgals environ, près, les anomalies de Bouguer à ±8 mgals environ près et les anomalies isostatiques à ±10mgals environ près. Tenant compte du fait que les anoamlies peuvent atteindre de valeurs positives ou négatives jusqu' à 200 mgals, cette précision est bien satisfaisante.Les enregistrements gravimétriques montrent que la Méditerranée orientale est encore loin d'avoir atteint son état d'équilibre. Les mouvements de compensation ont fait des progrès inégaux dans les diverses parties de la Méditerranée orientale; le moindre progrès a été constaté aux alentours de la Candie.La morphologie actuelle de cette région paraît être le résultat d'un soulevèment du fond de la mer Egée et d'un affaisement du fond au dehors, du cordon des îles de Cythérée, de Candie et de Rhodes. Lorsqu'on suppose que le commencement de ces mouvements était précédé d'un état d'isostasie, la profondeur moyenne de la mer aurait été de 1500 mètres environ.De l'association des anomalies de pesanteur avec la morphologie actuelle de la région circulaire, qui s'étend devant, le cordon des îles de Cythérée, de Candie et de Rhodes (no. II, bleu, planche 6) résulte une densité moyenne du substratum d'environ 3,0 g/cm³. La partie de l'extrème sud-est de la Mediterranée (no. IV, vert, planche 6) se trouve, cependant, dans un état d'istostasie presque parfait. Entre ces deux zones (nos. II, bleu, et IV, vert, planche 6) s'étend une zone de transition (no. III, rouge, planche 6) qui est, comme la mer Egée, caractérisée par un excès non-compensé de densité de 2,1 g/cm³ environ.