Koreksi Gravitasi (Gravity Reduction)

Sebelum hasil survei gravitasi dapat diinterpretasikan kita perlu mengoreksi semua variasi medan gravitasi bumi yang tidak dihasilkan dari perbedaan densitas pada batuan di bawah permukaan bumi. Proses ini dikenal sebagai reduksi gravitasi (gravity reduction) (LaFehr, 1991) atau reduksi ke geoid (reduction to the geoid), sebagaimana permukaan laut biasanya merupakan tingkat datum yang paling mudah digunakan.

1. Koreksi Kelelahan Alat (Drift Correction)

Koreksi untuk kelelahan alat didasarkan pada pembacaan yang berulang-ulang di stasiun pangkalan (base) pada waktu perekaman sepanjang hari . Pembacaan meter diplot terhadap waktu (Gambar 1.1 ) dan pergeseran (drift) diasumsikan linier antara pembacaan di pangkalan (base) secara berurutan. Koreksi kelelahan alat (drift correction) pada waktu t adalah d , yang dikurangi dari nilai yang diamati.

Gambar 1.1 Kurva kelelahan gravimeter (gravimeter drift) didapatkan dari pembacaan berulang di lokasi yang tetap. Koreksi kelelahan alat (drift correction) yang dikurangi dengan pembacaan gravitasi pada waktu t adalah d .

Pengukuran Gravitasi

1. Gravitasi Absolut

Penentuan percepatan gravitasi secara absolut memerlukan prosedur percobaan yang sangat hati-hati dan biasanya hanya dilakukan dalam kondisi laboratorium.  Dua metode pengukuran yang digunakan, yaitu benda jatuh (falling body) (Gambar 1.1) dan  metode ayunan pendulum. Namun, pengukuran variasi gravitasi relatif  lebih mudah, murah dan menarik untuk explorationists. Deskripsi lebih rinci tentang bagaimana gravitasi absolut diukur dijelaskan oleh Garland (1965) dan Nettleton (1976). Sebuah penjabaran populer tentang gravitasi dan kemungkinan perilaku non-Newtonian telah dijelaskan oleh Boslough (1989); lihat juga Parker dan Zumberge (1989).

Gambar 1.1 Skema sebuah gravity meter absolut (dari National Oceanic and Atmospheric Administration, USA).

Instrumentasi Survei Gaya Berat (Gravity Surveying)

1. Pendulum

Pierre Bougeur menemukan bahwa gravitasi bisa diukur dengan menggunakan pendulum berayun. Pada abad ke-19, pendulum digunakan secara umum untuk mengukur variasi relatif pada gravitasi. Prinsip kerjanya sederhana. Gravitasi berbanding terbalik dengan kuadrat periode osilasi (T) dan berbanding lurus dengan panjang pendulum (L). Jika pendulum yang sama berayun pada kondisi yang identik di dua lokasi dimana nilai percepatan gravitasinya adalah g1 dan g2, maka rasio dari dua nilai g tersebut adalah sama dengan rasio dari dua periode osilasi yang bersesuaian T1 dan T2.

Lebih lanjut, ukuran perbedaan percepatan gravitasi (δg) antara dua lokasi tersebut sama dengan hasil perkalian gravitasi dan dua kali perbedaan periode (T2-T1) dibagi dengan periode pertama.

Metode ini akurat sampai sekitar 1 mGal jika periode-periodenya diukur sampai sekurang-kurangnya setengah jam. Sistem portabel digunakan di bidang eksplorasi hidrokarbon pada tahun 1930-an.

Teori Dasar Survei Gaya Berat (Gravity Surveying)

Teori dasar dari survei gaya berat (gravity surveying) adalah Hukum Gravitasi Newton, yang menyatakan bahwa gaya tarik F antara dua massa m1 dan m2, yang dimensinya kecil dibandingkan terhadap jarak r antara keduanya, dinyatakan dengan

 (1.1)

 dimana G adalah Konstanta Gravitasi ($6.67 \cdot {10}^{-11} {\mathrm{m}}^3{\mathrm{kg}}^{-1}{\mathrm{s}}^{-2}$)

Kita menganggap tarikan gravitasi dihasilkan oleh bumi yang bulat, tidak berotasi, dan homogen dengan massa M dan jari-jari R pada sebuah massa kecil di atas permukaannya.  Hal ini relatif sederhana untuk menunjukkan bahwa massa bumi seolah-olah terkonsentrasi di pusat bumi dan dengan substitusi persamaan (1.1) dihasilkan

 (1.2)

Gaya dinyatakan oleh perkalian massa dan percepatan, serta istilah g = $\frac{\mathrm{GM}}{{\mathrm{R}}^2}$ dikenal sebagai percepatan gravitasi atau secara sederhana disebut gravitasi. Berat massa dinyatakan oleh mg.