MEDAN GRAVITASI BUMI (GRAVITY OF THE EARTH)

Bentuk bumi sangat kompleks dan tidak teratur atau dikatakan bumi tidak berbentuk bulat homogen sempurna, sehingga percepatan gravitasi di setiap permukaan bumi tidak konstan. Nilai g sangat bergantung pada bentuk bumi sesungguhnya dan penyebaran volume bumi yang dinyatakan dalam rapat massa. Karena bentuk bumi sangat kompleks, maka dibutuhkan suatu model yang sederhana untuk mendekati bentuk bumi yang sesungguhnya untuk dilakukan perhitungan secara matematis yaitu melalui  pendekatan ellipsoid dan geoid yang termasuk dalam ilmu Geodesi.

Ellipsoid merupakan bentuk matematis model permukaan bumi. Geoid adalah bentuk matematis permukaan bumi berdasarkan nilai equipotensial (nilai gaya berat).

 Sumber: Bahan Mata Kuliah Geomatika oleh Mulkal Razali, M.Sc

Besarnya percepatan gravitasi bumi dipengaruhi oleh 5 faktor, yaitu:

·         Sudut lintang (Latitude)

·         Elevasi (Elevation)

·         Topografi (Topography of the surrounding terrain)

·         Gaya tarik benda langit (Earth tides)

·         Variasi apat massa bawah permukaan (Density variation in the subsurface)

Adanya rotasi bumi yaitu perputaran bumi pada porosnya mengakibatkan adanya gaya sentrifugal dan terbentuk flat pada kedua kutubnya yang mempengaruhi jari-jari bumi yang disebut dengan efek flattening, sehingga jari-jari bumi di khatulistiwa 21 km lebih besar daripada jari-jari di kutub. Akibatnya, terjadi perbedaan percepatan gravitasi di kutub dan khatulistiwa.

Perbedaan percepatan gravitasi bumi di kutub dan khatulistiwa sebesar (3.39 + 6.63 – 4.85) = 5.17 Gal. Hal tersebut didasarkan pada: (Hammer, 1943)

1.        Adanya percepatan sentrifugal di khatulistiwa sedangkan dikutub tidak ada, sehingga menyebabkan gravitasi di khatulistiwa lebih besar yaitu 3.39 Gal.

2.        Jari-jari dikutub lebih pendek dibandingkan dengan jari-jari dikhatulistiwa, sehingga gravitasi di kutub lebih besar yaitu 6.63 Gal.

3.        Akibat bentuk bumi ellipsoid, maka distribusi massa di khatulsitiwa lebih besar daripada di kutub, sehingga menyebabkan gravitasi di khatulistiwa sebesar 4.85 Gal lebih besar daripada di kutub.

Bentuk permukaan bumi yang disederhanakan memungkinkan untuk meningkatkan kepadatan dengan kedalaman, namun tidak untuk variasi lateral yang merupakan objek eksplorasi gravitasi, karena referensi geoid dan elipsoid pada variasi lateral sering tidak sesuia.

Sumber: Telford.W.M, dkk. Apllied Geophysics. 1990

Anomaly yang terdapat pada massa local menyebabkan geoid melengkung. Geoid yang melengkung dibawah benua terjadi karena massa diatasnya dan menarik kebawah akibat adanya cekungan laut dengan kepadatan air rendah (lihat gambar). Akan tetapi, deviasi atau penyimpangan ellipsoid yang tidak berkorelasi dengan benua atau lempeng litosfer diakibatkan adanya perbedaan kepadatan dibawah lempeng litosfer. Deviassi antara dua permukaan sebesar 100 m.