Koreksi Lintang: Variasi Nilai Gravitasi di Permukaan Bumi

Koreksi lintang, merupakan reduksi yang pertama kali dilakukan terhadap nilai gravitasi absolute (Gobs) pada suatu stasiun pengukuran. Koreksi tersebut juga sering disebut sebagai koreksi G normal, karena merupakan nilai gravitasi teoritik atau nilai gravitasi bumi tanpa benda anomali. Nilai tersebut dihitung pada datum (titik 0 ketinggian bumi) dan bervariasi terhadap lintang.

Ilustrasi Bumi

Sebagian besar mungkin pernah belajar kalau nilai gravitasi biasanya bernilai 9,8 m/s² atau dibulatkan 10 m/s². Nilai tersebut biasanya digunakan dalam nilai perhitungan fisika untuk memudahkannya. Dengan memasukkan nilai jari-jari rata-rata, massa rata-rata bumi, ke dalam persamaan gravitasi umum, maka akan didapatkan nilai tersebut. Asumsinya, bumi bulat sempurna dan memiliki jari-jari yang sama.

Pada kenyatannya, bumi memiliki bentuk yang pepat pada kutub (melebar pada ekuator) dan memiliki jari-jari yang berbeda antara bumi dan ekuator. Selain itu, bumi juga berputar pada porosnya. Ketiga faktor tersebut yang menyebabkan perbedaan nilai gravitasi normal pada bumi di antara kutub dan ekuator.

Faktor pertama adalah rotasi bumi. Ketika benda berotasi akan muncul gaya yang disebut sebagai gaya sentripetal. Sebuah gaya yang arahnya menuju ke pusat rotasi yang menyebabkan benda tetap berada pada lintasan rotasinya. Berdasarkan asas aksi reaksi, muncul gaya tandingan yang arahnya keluar/menjauhi pusat rotasi yang sering disebut sebagai gaya sentrifugal. Gaya inilah yang membuat penumpang mobil merasa terlempar keluar ketika mobil bergerak pada lintasan yang melengkung atau sedang berbelok pada lintasan yang tajam.

Gaya sentrifugal arahnya keluar poros putar, sedangkan gaya gravitasi arahnya menuju pusat bumi. Arah yang berlawanan menyebabkan kedua gaya tersebut saling mengurangi. Keberadaan gaya sentrifugal mengurangi gaya gravitasi yang sesungguhnya. Selain itu, nilai gaya sentrifugal juga bervariasi terhadap jari-jari bumi.

Besar gaya sentrifugal sebanding dengan jari-jari lintasan (R) dan kecepatan sudut benda Pada kasus bumi, kecepatan sudut di seluruh permukaan bumi sama. Sedangkan R bumi berbeda. R bumi terhadap sumbu rotasinya maksimal di ekuator sedangkan akan nol di kutub. Karena itu, nilai gaya sentrifugal terbesar berada di daerah ekuator.

Faktor kedua adalah variasi R bumi. Pada persamaan gravitasi umum, nilai gravitasi di permukaan benda berbanding terbalik dengan kuadrat jari-jari benda tersebut. Karena nilai R bumi berbeda di antara kutub dan ekuator, maka nilai gravitasinya pun berbeda-beda. Nilai gravitasi akan minimal di ekuator karena R nya maksimal, sedangkan di kutub nilai gravitasinya maksimal karena R nya minimal.

Faktor terakhir adalah perbedaan konsetrasi massa bumi sebagai akibat dari rotasi bumi. Sebagian besar massa bumi terdiri dari bagian inti dan mantel bumi. Kedua bagian tersebut, terutama mantel bumi, tidak berbentuk padat melainkan viscous atau seperti cair. Efek gaya sentrifugal dari rotasi bumi menyebabkan benda cair tersebut terdorong dan terhimpun pada lokasi dimana terdapat gaya yang paling besar. Seperti pada penjelasan sebelumnya, gaya sentrifugal terbesar terdapat pada ekuator. Sehingga, massa bumi cenderung terpusat di ekuator. Nilai gravitasi akan lebih besar di ekuator, sedangkan di kutub dimana tidak ada penimbunan massa nilai gravitasinya lebih kecil.

Ketiga nilai tersebut dipadukan dan resultannya membuat nilai gravitasi berbeda antara di sepanjang tempat antara kutub dengan ekuator. Nilai gravitasi di kutub lebih besar sekitar 5000 mgal dibandingkan dengan nilai di ekuator. Nilai tersebut bervariasi pada tempat-tempat di antara kutub dan ekuator, tergantung dengan nilai lintangnya. Karena itu, pada persamaan Koreksi Gravitasi Normal, variabel yang dimasukkan hanya nilai lintang.

Referensi :

Telford, W. M. (1990). Applied Geophysics - 2nd ed.

Berbagi :