6. Gravimetría
1. Introducción
2. Historia
3. Principio
4. Reducciones
5. Determinación de la densidad
6. Métodos e instrumentos de medición de la gravedad
7. Interpretación
8. Aplicaciones
4.2 Reducción para la deriva del gravímetro
Cuando se repite una medición por un gravímetro en el mismo lugar y bajo las mismas circunstancias varias veces en el día se obtiene distintas lecturas variando unos 0,001mgal. Estas variaciones se deben a los resortes y fibras de torsión no perfectamente elásticos de los gravímetros, al efecto de la temperatura y a la influencia de las mareas. La llamativa deriva del instrumento se corrige observando los valores de gravedad correspondientes a la estación de base en intervalos discretos de tiempo, por ejemplo cada media hora y durante el intervalo de tiempo, en que se realiza todas las mediciones. La primera y la ultima medición se debe realizar en esta estación.
Se delinea las variaciones observadas en la estación de base construyendo una curva de las variaciones de gravedad en la estación de base en función del tiempo. Se elige un valor como valor de referencia, por ejemplo el primero valor observado en la estación de base. Los valores para corregir los valores observados son las variaciones de la gravedad con respecto al valor de referencia en los instantes de medición en las estaciones de observación. Se los encuentra por interpolación. Se toma la variación 'valor interpolado - valor de referencia ' correspondiente a la estación de base en el instante de medición en la estación de observación.
En el ejemplo graficado el valor de referencia es 3757 subdivisiones de escala (sdde). Las variaciones de gravedad con respecto al valor de referencia en los instantes de medición en las estaciones de observación están presentadas por barras. Una barra dirigida hacia arriba es un valor de gravedad mayor al valor de referencia, que se midiera en la estación de base en el instante de medición en la estación de observación. A las 8:45 horas en la estación de base se midiera un valor de 3575,015sdde (véase la tabla de valores puesta abajo). La diferencia 'valor de referencia - valor interpolado' = 3575sdde - 3575,015sdde = -0,015sdde es negativa. En consecuencia se la resta del valor observado en la estación de observación en cuestión. Una barra dirigida hacia abajo indica un valor menor al valor de referencia, que se mediría en la estación de base en el instante de medición en una otra estación de observación en cuestión. A las 10:15 horas en la estación de base se tomaría la lectura 3574,965sdde. La diferencia 'valor de referencia - valor interpolado' = 3575sdde - 3574,965sdde = 0,035sdde se suma al valor observado en la estación de observación en cuestión.
| No. de estación | Tiempo (MEZ) en horas y minutos | Variación de gravedad en la estación de base en sdde | Valor de referencia en sdde | c1 = valor para corregir en sdde | c1convertido = Valor para corregir convertido en mgal | g1convertida | g2 = g1convertida + c1convertido en mgal |
| 1(EB) | 8:30 | 3575 | 3575 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 8:45 | 3575,015 | 3575 | -0,015 | 0,0153825 | 1,61981253 | 1,60443003 |
| 3 | 9:15 | 3574,992 | 3575 | 0,008 | 0,008204 | 5,152112 | 5,160316 |
| 4 | 9:45 | 3574,972 | 3575 | 0,028 | 0,028714 | 6,68738805 | 6,71610205 |
| 5 | 10:15 | 3574,965 | 3575 | 0,035 | 0,0358925 | 4,3089459 | 4,3448384 |
| 6 | 10:45 | 3574,989 | 3575 | 0,011 | 0,0112805 | 1,96229425 | 1,97357475 |
| 7 | 11:15 | 3575,013 | 3575 | -0,013 | -0,0133315 | -4,2872053 | -4,3005368 |
| 8 | 11:45 | 3575,024 | 3575 | -0,024 | -0,024612 | -12,4286498 | -12,4532618 |
| 9 | 12:15 | 3575,01 | 3575 | -0,01 | -0,010255 | -18,1442741 | -18,1545291 |
| 10 | 12:45 | 3574,985 | 3575 | 0,015 | 0,0153825 | -18,5926226 | -18,5772401 |
Para obtener mediciones gravimétricas de alta precisión en cada estación de observación se realiza varias mediciones repetitivas.
Debido a su alta sensibilidad los instrumentos de medición de la gravedad aptos para la prospección responden a la atracción gravitatoria del sol y de la luna y registran las variaciones periódicas en la atracción causadas por los movimientos de la Tierra con respecto al sol y a la luna. Estas fuerzas regularmente alzan y bajan las aguas terrestres no rígidas en ciclos mareales previsibles. Las mismas fuerzas actúan en la superficie terrestre sólida deformándola en la misma manera como el agua, aún en dimensiones más pequeñas. El movimiento actual mareal de un punto ubicado en la superficie terrestre firme alcanza solo unos centímetros. Este desplazamiento mismo causa pequeñas variaciones en la gravedad debido a la variación de la distancia con respecto al centro de la Tierra y debido a la distribución nueva de las masas en el interior de la Tierra. Estos cambios están superpuestos a las variaciones causadas por las fuerzas atractivas de los cuerpos del sistema Tierra - Sol - Luna.
La magnitud de estos cambios varía con la latitud, con el día y el mes. El ciclo entero de las mareas está caracterizado por variaciones iguales y menores a 0,2 a 0,3mgal. Su variación media es +/-0,1mgal.
El efecto gravitatorio de las mareas calculado para una Tierra rígida y amplificado con un factor de 1,16 aproximará valores actuales de la variación gravitatoria causada por las mareas para la mayoría de los lugares del mundo en un rango de unos por cientos.
La corrección para la influencia de las mareas se puede realizar recurriéndose a tablas publicadas regularmente y con anticipación para cada año por ejemplo en el servicio francés llamado 'Service Hydrographique de la Marine y Compagnie General de Géophysique: Tidal Gravity corrections.
En el ejemplo la corrección para la influencia de las mareas está incorporada en la corrección para la deriva del instrumento.
4.4 Corrección para la latitud
La formula internacional de gravedad toma en cuenta la variación de la gravedad normal con la latitud (véase capítulo 3.4). Otra manera de corregir la variación de la gravedad con la latitud consiste en referir los valores medidos en las estaciones de observación a la estación de base de coordenadas geográficas conocidas. Se aplica la formula siguiente:
dgß = (0,0081 × sen2ß)mgal/10m de distancia N-S,
donde ß = latitud geográfica de la estación de base.
En el caso de una estación de base más cercana al polo en comparación con la estación de base se resta el valor de corrección del valor observado: Dg = gobserv - dgß.
En el caso de una estación de observación ubicada más cerca al ecuador en comparación con la estación de base se suma el valor de corrección al valor medido: Dgobserv + dgß.
El perfil se ubica en el hemisferio Sur y todas las estaciones de observación están al Sur de la estación de base. Por consiguiente para cada estación de observación el valor de corrección dgß o c2 se resta del valor corregido para la deriva y convertida en mgal y referido al valor medido en EB a las 8:30horas (g2). La variación de la gravedad con la distancia Norte-Sur es 0,653mgal/km en el área, en que se han trazado el perfil. Para la estación de observación No.5 por ejemplo se calcula c2 = (0,653 × 4)mgal = 2,612mgal. La gravedad corregida para la deriva, las mareas y para la latitud g3 correspondiente a la estación de observación No.5 es: g3 = g2 - c2 = 4,3448384mgal - 2,612mgal = 1,7328384mgal. El valor de corrección c2 se resta de la gravedad corregida para la deriva y de las mareas g2, puesto que la estación de observación está más cerca al polo Sur en comparación con la estación de base (hemisferio Sur).
| No. de estación | Distancia N-S con respecto a EB | c2 valor de corrección para la latitud en mgal | g2 = g1convertida + c1convertido en mgal | g3 = g2 - c2 en mgal |
| 1(EB) | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 2 | 1 | 0,653 | 1,60443003 | 0,95143003 |
| 3 | 2 | 1,306 | 5,160316 | 3,854316 |
| 4 | 3 | 1,959 | 6,71610205 | 4,75710205 |
| 5 | 4 | 2,612 | 4,3448384 | 1,7328384 |
| 6 | 5 | 3,262 | 1,97357475 | -1,29142525 |
| 7 | 6 | 3,918 | -4,3005368 | -8,2185368 |
| 8 | 7 | 4,571 | -12,4532618 | -17,0242618 |
| 9 | 8 | 5,224 | -18,1545291 | -23,3785291 |
| 10 | 9 | 5,877 | -18,5772401 | -24,4542401 |
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