Metode Gravitasi dalam Geofisika

Di antara sifat fisis batuan yang mampu membedakan antara satu macam batuan dengan batuan lainnya adalah massa jenis batuan. Distribusi massa jenis yang tidak homogen pada batuan penyusus kulit bumi akan memberikan variasi harga medan gravitasi di permukaan bumi. Metode medan gravitasi adalah metode penyelidikan dalam geofisika yang didasarkan pada variasi medan gravitasi di permukaan bumi.

Disribusi massa jenis yang tidak homogen ini dapat disebabkan oleh struktur geologi yang ada di bawah permukaan bumi. Walaupun kontribusi struktur geologi terhadap variasi harga medan gravitasi di permukaan bumi sangat kecil dibandingkan dengan nilai absolutnya, tetapi dengan peralatan yang baik variasi medan gravitasi di permukaan bumi dapat terukur dari titik ke titik sehingga dapat dipetakan. Selanjutnya dari peta tersebut dapat dilakukan interpretasi bentuk atau struktur bawah permukaan.

alam Metode gravitasi, jika suatu batuan berbeda tipe dengan batuan lainnya, makan akan berbeda pula densitasnya, dan jika suatu batuan yang mempunyai densitas lebih tinggi akan mempunyai daya gravitasi yang lebih besar.

Variasi harga medan gravitasi di permukaan bumi tidak hanya disebabkan oleh distribusi massa jenis yang tidak merata, tetapi juga oleh posisi titik amat di permukaan bumi. Hal ini disebabkan oleh adanya bentuk bumi yang tidak bulat sempurna dan relief bumi yang beragam. Untuk itu diperlukan metode-metode tertentu untuk mereduksi pengaruh selain karena distribusi massa jenis.

Metode gravitasi mempunyai beberapa kegunaan, yang diantaranya adalah :

1. Metode gravitasi cocok digunakan dalam pemetaan Salt Dome, karena secara keseluruhan, garam mepunyai densitas yang lebih rendah dibandingkan dengan formasi yang berada disekitarnya.

2. Metode gravitasi jufga dapat digunakan dalam mempelajari air tanah, dan untuk mendeteksi mineral-mineral berat, seperti Chromites ,dll.

3. Metode gravitasi yang menggunakan gravitimeter yang sangat sensitif dapat digunakan untuk mendeteksi terowongan bawah tanah, dan lokasi dari pemakaman-pemakanman di Pyramid.

Selain itu masih ada beberapa kegunaan dari metode ini.

1. I. Teori Medan Gravitasi

Teori medan gravitasi didasarkan pada Hukum Newton tentang medan gravitasi universal. Hokum medan gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya tarik antara dua titik massa m₁ dan m₂ yang berjarak r adalah :

(1)

di mana F₁₂ adalah gaya yang dialami benda m₁ dan G adalah tetapan medan gravitasi.

F₁₂ F₂₁

m₁ m₂

Gaya per satuan muatan pada sembarang titik berjarak r dari m₁ didefinisikan sebagai kuat medan gravitasi m₁. Bila m₁ adalah massa bumi, maka kuat medan gravitasi bumi sering disebut dengan percepatan medan gravitasi bumi, yang dirumuskan :

(2)

dengan M adalah massa bumi.

Medan gravitasi merupakan medan konservatif yang merupakan gradien dari suatu fungsi potensial scalar U(r), sebagaimana berikut

F(r) = – Ñ U(r) (3)

Di mana U(r) = – GM / r adalah potensial medan gravitasi bumi.

Hubungan antara besar percepatan medan gravitasi dengan potensial medan gravitasi adalah g = | Ñ U_p |. Percepatan medan gravitasi bumi bervariasi di permukaan bumi dan harganya bergantung pada (a) distribusi massa di bawah permukaan, sebagaimana ditunjukkan oleh fungsi densitas r(r_o) dan (b) bentuk bumi sebenarnya.