Konsep dasar metode gravitasi

Metode gravitasi adalah salah satu metode geofisika yg didasarkan pada hukum Newton mengenai gravitasi. Sebagaimana diketahui, hukum gravitasi universal Newton menyatakan bahwa gaya tarik-menarik antara 2 benda berbanding lurus dengan kedua massa tsb. dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antar keduanya. Dalam bentuk persamaan (untuk sementara kita abaikan dulu vektor arahnya), F = G x m1 x m2 / r^2, dimana G adalah konstanta universal gravitasi.

grav_4

Untuk benda di permukaan bumi yg mengalami gaya tarikan gravitasi bumi (atau sebaliknya) maka m1 = M atau massa bumi, m2 = m atau massa suatu benda dan r = R atau jari-jari bumi. Jika benda bermassa m yg mengalami gaya sebesar F maka benda tersebut mengalami percepatan sebesar a sebagaimana dinyatakan oleh hukum Newton yg lain, F = m x a. Dalam hal ini a = g atau percepatan gravitasi bumi. Dengan demikian berlaku, g = G x M / R^2. Dengan kata lain, percepatan gravitasi adalah gaya gravitasi per-satuan massa benda.

grav_5Dengan asumsi bumi berbentuk bola dengan jari-jari R = 6400 km, percepatan gravitasi rata-rata di permukaan bumi g = 9.8 m/s^2 dan G = 6.67 x 10e-11 SI maka kita dapat menghitung massa bumi M = 5.96 x 10e+24 kg. Kita juga dapat menghitung volume bumi dan kemudian rapat massa (atau densitas) bumi rata-rata, yaitu sekitar 5500 kg/m^3 atau 5.5 gr/cm^3. Sementara itu batuan di permukaan bumi bahkan sampai pada kedalaman cukup besar rapat massanya hanya berkisar antara 2.0 – 3.0 gr/cm^3. Lalu apa artinya?

grav_3

Dapat disimpulkan bahwa di bagian dalam bumi terdapat material yg rapat massanya jauh lebih besar dari 5.5 gr/cm^3. Pengetahuan kita mengenai gravitasi bumi memungkinkan kita memperkirakan distribusi rapat massa bawah-permukaan bumi. Memang informasi tsb. masih sangat sederhana, namun perlu diingat “data” yg kita miliki juga hanya 1 yaitu harga gravitasi rata-rata bumi. Jika kita bisa mengukur variasi percepatan gravitasi di permukaan bumi (variasi spasial) maka kita bisa memperoleh informasi yg lebih detil mengenai distribusi rapat massa bawah-permukaan. Tentu saja diperlukan peralatan khusus yg sangat presisi, yaitu dengan ketelitian sampai┬áseperseratus juta (10e-8) percepatan gravitasi rata-rata bumi, mengingat variasi percepatan gravitasi di permukaan bumi amat sangat kecil.

Semoga tulisan singkat ini bermanfaat…

 

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

error: Content is protected !!