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).
Pada akhir abad ke-19, F.R. Helmut membangun Vienna Gravity System di Austria berdasarkan pengukuran pendulum dengan perkiraan akurasi relatif ± 10 mGal . Pada tahun 1909 sistem ini digantikan oleh Potsdam ( Jerman Timur ) Gravity System, dengan akurasi relatif ± 3 mGal , dan mengoreksi Vienna System dengan nilai sebesar -16 mGal . Pada tahun 1960 , diakui bahwa datum Potsdam meleset sekitar -14 mGal , tapi datum ini masih digunakan secara internasional . Nilai gravitasi absolut juga telah ditentukan di lokasi lain seperti di Museum Smithsonium , Washington , DC , Amerika Serikat, National Bureau of Standards di Gaithersburg , USA , National Physical Laboratory di Teddington , Inggris , dan Universidad de Nationale Colombia , Bogata , Kolombia , dan lain-lain. Pada akhir 1950-an dan 1960-an serangkaian pengukuran gravitasi absolut di seluruh dunia telah terintegrasi dan dikenal sebagai International Gravity Standardisation Net 1971 ( IGSN 71 ) ( Morelli , 1971) dan ditetapkan pada tahun 1963 oleh Woollard dan Rose ( 1963) . Sekitar 1900 lokasi di seluruh dunia berada dalam jaringan ini , di mana setiap situs diperkirakan memiliki standard error kurang dari ± 50 μGal , dengan koreksi -14 mGal di situs Potsdam . Dengan adanya jaringan tersebut memungkinkan kita untuk mengkaitkan setiap survei gravitasi regional untuk mendapatkan nilai absolut dengan mengacu pada IGSN 71 dan membentuk jaringan utama stasiun gravitasi.
Salah satu manfaat dari gravity meter absolut portabel adalah untuk mengukur tingkat rebound tanah di pedalaman benua Amerika Utara yang jauh dari laut karena respon tertunda terhadap penghapusan lapisan es Laurentide. Sebuah proyek oleh Geological Survey of Canada (dibantu oleh Geodetic Survey) dan National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) Amerika Serikat telah terlibat dalam pengukuran gravitasi absolut di Churchill, Manitoba, Kanada, dan International Falls, Minnesota, USA. Data sampai dengan tahun 1999 menunjukkan penurunan gravitasi sebesar 2,1 μGal / tahun di Churchill dan 0,9 μGal / tahun di International Falls, yang setara dengan pengangkatan tanah sebesar 14 mm / tahun dan 6 mm / tahun di lokasi masing-masing. Untuk keterangan lebih lanjut, lihat situs Geological Survey of Canada.
Lanjutan perkembangan instrumentasi gravitasi memungkinkan gravity meter absolut untuk menjadi semakin portabel. Memang, di daerah terpencil di mana mengulang penempatan stasiun utama (base station) untuk mengkalibrasi survei sangat memakan waktu dan secara fisik juga sulit, penggunaan gravity meter absolut portabel menjadi pilihan yang menarik, terutama dalam monitoring gravitasi dari gunung berapi aktif (Battaglia et al ., 2008). Mungkin akan tiba waktunya ketika penggunaan gravity meter absolut portabel menggantikan gravity meter relatif untuk beberapa aplikasi.
2. Gravitasi Relatif
Dalam eksplorasi gravitasi itu biasanya tidak perlu menentukan nilai gravitasi absolut, melainkan hanya mengukur variasi relatifnya saja. Sebuah base station (yang dapat dihubungkan dengan IGSN 71) dipilih dan jaringan sekunder stasiun gravitasi didirikan. Semua data gravitasi yang diperoleh pada stasiun yang diduduki selama survei dikurangi secara relatif terhadap base station. Jika tidak ada kebutuhan untuk menentukan nilai absolut g, nilai gravitasi di base stasion lokal secara arbiter ditandai sebagai nol.
Jarak antara stasiun gravitasi sangat penting untuk interpretasi data selanjutnya. Dalam survei regional, stasiun mungkin terletak dengan kerapatan 2-3 per km2, sedangkan dalam eksplorasi hidrokarbon, kerapatan stasiun dapat ditingkatkan menjadi 8-10 per km2. Dalam survei lokal di mana diperlukan fitur dangkal beresolusi tinggi , stasiun gravitasi dapat tersusun dalam grid dengan spasi 5-50 m. Dalam pekerjaan mikro-gravitasi, jarak stasiun bisa sekecil 0,5 m.
Untuk survei gravitasi dengan tujuan mencapai akurasi ± 0,1 mGal, posisi garis lintang dari gravimeter harus diketahui dalam rentang ± 10 m dan ketinggian dalam rentang ± 10 mm. Selain itu, dalam hubungannya dengan pembacaan-pembacaan gravitasi dan reduksi kepresisian data , data gaya berat dapat diperoleh dalam rentang ± 1 μGal. Penyebab paling signifikan dari kesalahan dalam survei gravitasi di darat adalah ketidakpastian ketinggian stasiun. Di laut, kedalaman air diukur dengan mudah dengan menggunakan echo sounders berpresisi tinggi. Posisi semakin banyak ditentukan oleh satelit navigasi; dan khususnya, kemunculan Global Positioning System (GPS) (Bullock, 1988), dengan hardware yang kompak dan waktu respon yang cepat, membuat penentuan posisi GPS menjadi lebih tepat. Hal ini terutama berlaku dengan mengacu pada pengukuran gravitasi di udara.
Referensi:
Reynolds, M. John. 2011. An Introduction to
Applied and Environmental Geophysics, 2nd Edition. New York : John Wiley & Sons
No comments:
Post a Comment