Adanya variasi medan gravitasi bumi ditimbulkan oleh adanya perbedaan rapat massa (density) antar batuan. Adanya suatu sumber yang berupa suatu massa (masif, lensa, atau bongkah besar) di bawah permukaan akan menyebabkan terjadinya gangguan medan gaya berat (relatif). Adanya gangguan ini disebut sebagai anomali gaya berat. Karena perbedaan medan
gayaberat ini relatif kecil maka diperlukan alat ukur yang mempunyai
ketelitian yang cukup tinggi. Alat ukur yang sering digunakan adalah
Gravimeter. Alat pengukur gayaberat di darat telah mencapai ketelitian
sebesar ±0.01 mGal dan di laut sebesar ±1 mGal.
Beberapa
endapan seperti zinc, bauksit, atau barit sangat sulit dideteksi
melalui metoda magnetik maupun elektrik, namun dapat dideteksi dengan
metoda gaya berat (gravity), tapi hanya untuk mengetahui profil batuan sampingnya (tidak dapat langsung mendeteksi bijihnya) melalui anomali densiti.
Dasar
teori yang dipakai dalam metoda ini adalah Hukum Newton tentang
gravitasi bumi. Untuk bumi yang berbentuk bulat, homogen, dan tidak
berotasi, maka massa bumi (M) dengan jari-jari (R) akan menimbulkan gaya tarik pada benda dengan massa (m) di permukaan bumi sebesar :
dengan (g) adalah percepatan gaya berat vertikal permukaan bumi.
Harga rata-rata gayaberat di permukaan bumi adalah 9.80 m/s2. Satuan yang digunakan adalah gayaberat adalah milliGal (1 mGal = 10-3 Gal = 10-3 cm/s2)
atau ekivalen dengan 10 gu (gravity unit). Variasi gaya berat yang
disebabkan oleh variasi perbedaan densitas bawah permukaan adalah
sekitar 1 mGal (100 mm/s2).
Karena
bentuk bumi bukan merupakan bola pejal yang sempurna, dengan relif yang
tidak rata, berotasi serta ber revolusi dalam sistem matahari, tidak
homogen. Dengan demikian variasi gayaberat di setiap titik permukaan
bumi akan dipengaruhi oleh 5 faktor, yaitu :
1. lintang
2. ketinggian
3. topografi
4. pasang surut
5. variasi densitas bawah permukaan
sehingga dalam pengukuran dan interpretasi, faktor-faktor tersebut harus diperhatikan (dikoreksi).
1 Prosedur Lapangan
Targetan
observasi harus mempunyai kontras densiti yang jelas (significant) agar
dapat dideteksi oleh gravimetri. Grid (lintasan) yang umum digunakan
cukup lebar yaitu antara 200 m s/d 1 km (500 ft s/d 1 mil). Setiap titik
pengamatan diusahakan bebas dari angin, pohon-pohon, pengaruh (getaran)
tanah, dll. Elevasi setiap titik observasi harus diketahui dengan
akurat karena akan diperhitungkan dalam pengkoreksian hasil pembacaan
alat. Begitu juga dengan waktu setiap pengukuran.
Series dari hasil perhitungan akan diplot pada kertas grafik terhadap waktu (Gambar 1).
Gambar 1. Contoh pemplotan hasil pengukuran (0,01 mgal = 0,1 g.u).
(Parasnis, 1973, p 239)
2 Koreksi Hasil Observasi
Seperti
yang telah disebutkan di atas bahwa, harga pengukuran gayaberat di
permukaan bumi dipengaruhi oleh 5 faktor. Sedangkan dalam melakukan
survei gayaberat diharapkan satu faktor saja yaitu variasi densitas
bawah permukaan, sehingga pengaruh 4 faktor lainnya (lintang,
ketinggian, topografi, pasang surut) harus direduksi atau dihilangkan
dari harga pembacaan alat.
a. Koreksi lintang (latitude)
Koreksi terhadap titik pengukuran terhadap kutub bumi.
dimana F1 dan F0 adalah koordinat titik pengukuran dan titik base.
b. Koreksi elevasi (Free-Air Correction)
Koreksi ini merupakan koreksi terhadap pengaruh ketinggian pengukuran terhadap medan gravitasi bumi.
FAC = 3,086 h gu, dimana h adalah elevasi titik pengukuran.
c. Koreksi Bouguer (Bougeur correction)
Koreksi massa lapisan yang diasumsikan berada diantara titik amat dengan bidang referensi (lihat Gambar 2).
Gambar 2. Koreksi Bougeour (Parasnis, 1973, p 242)BC = 3,086 h gu, dimana h adalah elevasi titik pengukuran.
d. Koreksi topografi (Terrain correction)
Koreksi topografi, Tc, adalah koreksi pengaruh topografi terhadap gayaberat pada titik amat, akibat perbedaan ketinggian antara titik observasi dengan base. Dapat dihitung dengan menggunakan Hammer Chart (lihat gambar 3).
Gambar 3. Model yang digunakan untuk koreksi topografi dan diagram perhitungan (Parasnis, 1973, p 245 dan 246).
3 Anomali Bouguer
Merupakan
anomali yang dicari dengan cara mereduksi hasil pengukuran lapangan
dengan koreksi-koreksi seperti yang telah diuraikan di atas.
Dg = {Dgobs ± DgF + (3,086 – 0,4191r) h + Tr} gu
Contoh penentuan anomali dapat dilihat pada Gambar 4.
Gambar 4. Contoh penentuan Anomali Bougeour