海面で重力が大きい地域のジオイドは万有引力の法則により凸でなく凹になるような気がするのですが・・・

ジオイドは海洋で凸、大陸で凹となる傾向があります。
で、その理由についてなんですが、大陸・・・とくに富士山とかの高い山・・・では、マントルを構成する物質の密度が大きいから万有引力の法則により、凹になるのはわかります。
でも、海洋はその逆、ということもまあ。

で、こんな問題がありまして：
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実際のジオイドには図に表れない細かい起伏がある。海洋底に孤立してそびえている。海山上の海面では、ジオイドはどのようになっているか。 50 字程度で説せよ。 なお、海山ではアイソスタシーが成り立たない事が分かっている。
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答えが、
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海山の引力によって重力の方向が変化し、それに垂直なジオイドは海山上の海面を
中心にして少し膨らんでいる。
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なんですが、
その解説で、
＋＋＋
ある問題の解説で、海山ではアイソスタシーが成り立っていないので、
この地域ではその質量に対応する分だけ他の地域よりも重力が大きく、
これが原因となって、ジオイドが凸になっている。
＋＋＋
とあるのですが、海面で重力が大きい地域のジオイドは万有引力の法則により凸でなく凹になるような気がするのですが・・・

No.2 回答者： hornblende_basalt 回答日時： 2017/08/12 22:38

理解が逆です．

No.1の方も言われているように，ジオイドとは同じ重力がかかる等重力面です．水面は一種の等重力面と考えることができるため，説明には水がよく使われます．

仮に地殻が均質で，かつ地球全体が全て水に覆われていたと考えた場合．
地下に高密度な物質＝重力を大きくする物質があれば，その付近に存在する水はより強く引きつけられませんか？つまり高重力地域では，「等しい」重力を持つ点をつないでできた面はより上方に存在します．ジオイドは「盛り上がる（凸になる）」のです．
海山は高密度な玄武岩質マグマが海底で噴出したもので，例えばハワイ諸島の島一つ一つが海山です．ほぼ一様な海底地形の中で，ポコンと飛び出たまるでニキビのようなものと想像してもらえばよいかと思います．高密度な玄武岩質マグマが固まったものなので，当然海山の付近は周囲よりも重力がちょっとだけ大きくなっています．ですから，海山の周りはわずかに海水が多めに引きつけられているはず．すなわち「凸になる」のです．

併せて，大陸と海洋の密度の認識も逆です．
一般に大陸地殻は花崗岩質（＝流紋岩質）物質が多く，平均化学組成は安山岩質と言われています．
一方，海洋地殻は玄武岩質物質が多く，つまり重い．だから大陸地殻と海洋地殻がぶつかる海溝では，海洋地殻のほうが潜りこむのです．重いから．ただし厳密には，「地殻」と「プレート」は別物なのですが，ここでは目を瞑って…．

ですから，海洋地域の方が高密度＝高重力であり，これと比較すると大陸地域は低密度＝低重力のため，仮想的な水面を引き付ける力が弱い．つまり等重力面は「凹になる」のです．

No.1 回答者： oniwabangairu 回答日時： 2017/08/10 13:20

http://www.gsi.go.jp/buturisokuchi/geoid.html
測地学や地球物理学では、
「重力の等ポテンシャル面」
＝水が重力だけを受けていると仮定すると、その水が地球の表面で落ち着いたときにつくる面

重力が大きい地域のジオイド面の位置を立体的にみれば凹でなく凸になる　＝　そうなるので、そのジオイド面では同じ大きさの重力が働く