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Métodos Gravimetricos

Medición de la gravedad

Instrumentos para efectuar las medidas de la gravedad

La Balanza de Torsión

Consiste en 2 pesas iguales a altura diferente y unidas por un tubo de aluminio que esta suspendido de un hilo de torsión, que lleva un espejo en que refleja un rayo de luz horizontal que imprime sobre una película fotográfica el ángulo que gire dicho hilo.

Actualmente ya no se emplea en prospección gravimétrica, aun así es importante estudiar dicho aparato por sus enseñanzas sobre la distorsión del campo gravífico terrestre

El gravímetro

Instrumento que mide directamente las pequeñas variaciones de la componente vertical de la gravedad, es decir sus los valores relativos de dicho componente

Gravímetros Inestables

Gravímetro Aéreo

Gravímetro Marino

Gravímetro Worden

Gravímetro Lacoste - Romber

Constan de una masa M suspendida inestablemente de un muelle(s) y tal que para una determinada g, M esta en posición de equilibrio.

Gravímetros estables

Ejemplos

Gravímetro Gulf

Gravímetro Hartley

Aquellos en que el cambio de longitud del muelle es medido por medio de una amplificación, ya sea óptica, mecánica o eléctrica

El péndulo

Péndulo físico

Es un cuerpo cualquiera de masa M suspendido de una cuchilla sobre la cual puede oscilar libremente, que sirve para determinar los valores de g si tanto su longitud equivalente l1 como su período T pueden ser determinados con precisión

Péndulo Simple o matemático

Consta de una pequeña masa (m) suspendida de un hilo, teóricamente sin masa, perfectamente flexible y de longitud invariable

Isostasia

Posteriormente en 1855, Airy y Pratt expusieron sus teorías sobre Isostasia

Airy decía que los bloques flotaban sobre el magma y que la densidad conjunta era la misma, los bloques con alta topografía son mas pesados y penetrarán mas en el substratum, mientras que los bloques bajo los océanos son más ligeros y se hundirán menos en el magma

Pratt suponía que la corteza terrestre conservaba un espesor uniforme bajo el nivel del mar, luego en contacto con el substratum se verificaba un nivel constante (de compensación) y que el substratum soportaba peso constante por unidad de superficie

Debido a que medidas en cumbres dieran resultados anómalos, que indicaba que la masa de las montañas tenía menos efectos gravíficos del que era de esperar en función de su masa y densidad, entonces, se dedujo que en las regiones elevadas la densidad media de las rocas bajo el nivel del geoide era menor que la normal y en mares profundos dicha densidad media era mayor.

Medidas de gravedad

Medidas relativas

Métodos estáticos

Uso de balanza de torsión y gravímetros

Medidas absolutas

Caída libre de los cuerpos

Consiste en fotografiar a intervalos regulares la caída libre de una regla graduada en una cámara de vacío, siendo preciso a 1 millonésima de segundo, se consigue con una escala de tiempo controlada con un oscilador de cuarzo y regla de invar o bronce

Con el péndulo

Se realizan cálculos de período del péndulo simple con longitud 1, siempre realizándose sobre un número de oscilaciones grandes

Uso de péndulo reversibles o péndulos de doble brazo,

Unidades de medida

La unidad de gradiente empleada en la balanza de torsión es Eötvös

1 Eötvös = 10^-9 gal/cm

Valor absoluto de la gravedad

983000 miligales en el polo

978000 miligales en el ecuador

1 miligal= 10^-3 gales

Fuerza de gravedad=Aceleración de la gravedad= 981 gales

Campo gravífico terrestre

Reducción de la gravedad al geoide

Es la reducción de la gravedad observada al nivel del mar que incluye las correcciones citada anteriormente

Variación de la gravedad sobre a superficie terrestre

Con el tiempo

Deriva instrumental

Efectos de las mareas

Con la altitud

Corrección topográfica

Corrección de Bouguer

Corrección de aire libre

Con la latitud

La aceleración de la g esta en función de la latitud, la cual se correlaciona con la forma de la tierra, pasando de ser considerada elipsoide de revolución a esferoide, y ultimamente geoide; internacionalmente la gravedad es de 978.0489(1+0.0005Sen^2 θ-0.000005Sen^2 θ) Cm/seg

Potencial

Dos partes: - Atracción producida por la tierra de acuerdo a la ley de Newton - Debida a la rotación de la tierra

Potencial debido a la rotación de la tierra (V2)

Potencial debido a la atracción terrestre (V1)

Reseña Histórica

Fundamentos

Constante de gravitación universal

Ley de Newton

1932-1936

Gulf Oil Corp empleó para sus prospecciones gravimétricas un péndulo de doble brazo, que fue sustituido posteriormente por el gravímetro

1918

Investigador sueco Ising propuso el uso del gravímetro, que reducia costos y tiempo en la práctica, hacia el 1930

1925

El desarrollo de dicho método evolucionó, existiendo 40 equipos de prospección gravimétrica con la balanza

1917

Geólogo Hugo von Boeckh, sugirió su uso para la prospección geológica, 2 años luego Schweydar determinó la forma del domo salino de Hanigsen (Alemania) con dicho aparato

1888

Físico húngaro, Barón von Eotvos construyó la primera balanza de torsión con fines científicos

Basado

En la medida en superficie de anomalías de la componente vertical del campo gravífico terrestre

Aparatos clásicos empleados en el método gravimétrico

Gravímetro: Mide la gravedad relativa

Péndulo: Mide la gravedad absoluta o relativa

Balanza de Torsión; Mide las derivadas de la gravedad

Dependiendo del conocimiento geológico y de la distribución de densidades en profundidad se puede interpretar la situación de las masas en subsuelo

Debidas a distribución irregular en profundidad de masas de diferentes densidades