Se você entrou neste post esperando um artigo das implicações da comprovação das Ondas Gravitacionais ou em busca das Anomalias Gravitacionais que ocorrem em escala astronômica pode se decepcionar um pouco. Em resumo, aqui iremos fazer uma introdução e, caso você não saiba, mas a Força da Gravidade não é homogênea em todo o nosso planeta Terra.

Na Geofísica, ramo da Geologia que unifica seus conceitos com os da Física, tem como principal objetivo a análise e observação das estruturas, composição e dinâmica do arcabouço da Terra de forma indireta se utilizando dos conceitos da Física.

Um dos métodos utilizados por estes cientistas é o de Análise das Variações Gravitacionais (ou Anomalias Gravimétricas) que pode ser usado para a detecção de corpos litológicos ou estruturas com variação de densidade.

Mas qual seria a lógica das Anomalias Gravimétricas? O conceito de Gravidade, segundo Newton, refere-se que todo corpo que possui Massa é capaz de atrair outros corpos que possuem Massa. Sabe-se que quanto maior a Massa de um Corpo, maior será sua atração gravitacional.

Anomalias Gravimétricas pelo Mundo (Fonte: http://op.gfz-potsdam.de)

Partindo deste ponto pode-se considerar que Corpos com maior densidade possuem mais Massa (ou quantidade de Matéria) comprimida num volume menor e, por consequência, possuem uma “Gravidade” maior que seu entorno. O contrário, Corpos de baixa densidade, causam variação negativa na gravidade do entorno.

Claro que existem outros fatores que precisam ser considerados pois tudo a nossa volta possui Massa e, por consequência, podem mascarar essa detecção que se utiliza de escalas da ordem de 10^-3 a 10^-9.

A unidade utilizada para a medição destas anomalias é o Gal, que possui esse nome em homenagem a Galileu Galilei, que equivale a 1cm/s².

A seguir as principais Correções Gravimétricas que são utilizadas para se “retirar” a gravidade de fundo.

• LATITUDE – Nos Polos a Gravidade é maior que no Equador, isso pode parecer uma surpresa mas a Terra não é um geóide perfeito e, segundo a Lei da Gravitação Universal de Newton, a força da gravidade é inversamente proporcional ao quadrado da distância então, como nos Polos o planeta é deformado em direção ao eixo e mais próximo do Centro, ela acaba sendo maior.
• AR-LIVRE – Similar a correção da LATITUDE e se utiliza da mesma lógica porém localmente. Regiões topográficas mais altas possuem mesma gravidade pois estão “mais longe” do Centro da Terra do que regiões topográficas mais baixas.
• CORREÇÃO DE TERRENO – Essa correção é um pouco mais complicada mas possui uma lógica invertida. Se a medida é feita na encosta então o sensor tenderá para o barranco pois a montanha possui mais MASSA que o vale.
• CORREÇÃO DE DERIVA – Sim, não estamos sozinho no UNIVERSO e, devido a isso, temos que corrigir esse “erro”. Dependendo do horário e localização no planeta estamos mais perto ou longe do Sol e da Lua e esses corpos causam anomalias gravitacionais que precisam ser filtradas em medições gravimétricas. Pode-se dizer que o mesmo efeito que causa as marés é o mesmo que produz tais anomalias.
• CORREÇÃO DE BOUGUER – Pierre Bouguer (1698 – 1758) foi um matemático, físico e hidrógrafo francês e também responsável pela descoberta desta anomalia que leva seu nome. Trata-se de uma variação da gravidade que soma as anomalias de Ar-Livre e Latitude mas também considera a espessura da Crosta. Por exemplo, uma montanha (como o Everest) possui um reflexo na Crosta Terrestre (como um Iceberg flutuando no mar) e essa raiz é mais “matéria” aglomerada e isso causa um aumento da gravidade local.

O geólogo e o geofísico, após filtrarem essas correções, conseguem inferir a possibilidade de ocorrer corpos de alta ou baixa densidade de acordo com estudos e tabelas padronizadas produzidas por Universidades ou Institutos Tecnológicos.

[INSERIR TABELA DE DENSIDADE]

O GRAVÍMETRO

Falamos tanto sobre anomalias de gravidade mas nem falamos como são os aparelhos que as medem. Galileu, em 1604, já tentava medir a aceleração da gravidade pelo método da Queda Livre, mas em 1656 foi desenvolvido o Método do Pêndulo por Huygens. Porém, este aparelho era instável e podia sofrer interferência externa com facilidade.

Exemplo de Pêndulo de Kater inventado em 1814 (Fonte: commons.wikimedia.org)

Nas primeiras década do Século XX foi desenvolvido o Gravímetro de Mola onde era possível medir a diferença gravimétrica entre o ponto-objetivo e a calibração esperada para o local se fosse homogêneo. Tal método também possuía falhas pois estava sujeito a variações por desgaste da mola ou vibrações externas. Atualmente os gravímetros se utilizam de métodos similares ao de Mola porém com o advento de sistemas de medição óticos que aumentam a precisão e diminuem a interferência externa.

Princípio de funcionamento de um Gravímetro (Fonte: www.iag.usp.br)

Atualmente existem dois tipos de Gravímetros em uso. O GRAVÍMETRO ABSOLUTO são usadas em estações gravimétricas fixas espalhadas pelo Mundo todo e utilizam de medições por Queda Livre, sendo usados como pontos de calibração para os gravímetros móveis (como Greenwich é usado para calibrar os relógios). O GRAVÍMETRO RELATIVO é aquele aparelho móvel que pode medir a variação gravimétrica de um local especificado e assim permitir a detecção de materiais em subsuperfície com densidade diferente da esperada para o local.

No BRASIL existe a Rede Gravimétrica sob os cuidados do IBGE com cooperação da Escola Politécnica da USP e do Observatório Nacional. São ao todo 26 mil estações gravimétricas, sendo 20 delas com Gravímetros Absolutos.