La gravimetría es una técnica geofísica que permite caracterizar el subsuelo terrestre mediante las variaciones de la densidad de los materiales presentes. La variación del valor de la gravedad a lo largo de la superficie está producida por diferentes causas como la rotación, forma y distribución heterogénea de las densidades del planeta. Así, el objetivo final del método será determinar cuál es la contribución de esta distribución heterogénea de las densidades en la corteza respecto al valor total de la gravedad en un punto determinado de la superficie y apoyar así los modelos geológicos.

Metodología

La distribución heterogénea de las densidades del subsuelo conlleva diferencias entre el valor de la gravedad observada (gobos) y la gravedad teórica (gT) en un punto determinado de la superficie terrestre. Esta diferencia se llama anomalía gravimétrica o de Bouguer (AB) y para determinar su valor es necesario aplicar una serie de correcciones: altura, topografía circundante, mareas y atmósfera. De esta forma se obtiene una Anomalía de Bouguer (AB) que se debe casi exclusivamente a las variaciones de las densidades de los materiales que forman el subsuelo. Esto se expresa con la fórmula de Telford et al. 2004, de la siguiente manera:

En realidad, el campo gravitatorio se compone de una parte regional, normalmente causada por estructuras profundas, y una parte local, normalmente causada por estructuras superficiales. Además, la intensidad del campo gravitatorio decrece con el cuadrado de la distancia. En consecuencia, dado un cuerpo de densidad determinada, el efecto gravimétrico en superficie será intenso y focalizado cuando el cuerpo sea poco profundo, siendo más débil y amplio si éste se encuentra a mayor profundidad. Antes de realizar una interpretación de los datos gravimétricos en el área de estudio será necesario separar pues el campo regional y el campo local. De esta forma se pueden analizar más fácilmente las anomalías locales, encubiertas por las anomalías regionales, que estarán asociadas a las estructuras geológicas objeto de estudio.

Esquema simple sobre la separación del campo residual respecto al campo total medido. Δgres= Δg- Δgreg. (https://www.gravity.uni-kiel.de)

La prospección gravimétrica se realiza con unos instrumentos específicos llamados gravímetros relativos y la configuración de campo consiste en la distribución uniforme de las medidas a lo largo de una zona de estudio. El resultado es una distribución de las medidas de la anomalía de Bouguer sobre una superficie, que podrá ser interpretada mediante una serie de estructuras del subsuelo con diferentes características de densidad, forma y profundidad.

Observación de datos de campo. Izquierda) Distribución de los puntos de medición en una ortofoto a escala 1:250000 (ICGC, 2019) del área de estudio. El límite del área de estudio está marcado en azul y la ubicación de la Base Gravimétrica Absoluta utilizada en esta campaña está marcada con un círculo rojo. Como se puede observar en la imagen, la densidad de puntos de medición es mayor en el lado noroeste del área de estudio. Derecha) Gravímetro relativo CG-6 (Scintrex) y GPS diferencial (Trimble R8s) trabajando en el mismo punto.

Resultados de una modelización gravimétrica. La gráfica superior corresponde al ajuste entre los datos gravimétricos observados (círculos) y los calculados (línea negra), donde se muestra también el error (0.445; línea roja). Cada color del corte geológico (gráfica inferior) representa una formación (Fm.) con una densidad diferenciada (D).

Aplicaciones

• Estudio de cuencas sedimentarias con determinación de las estructuras geológicas, localización de fallas y fracturas, etc.
• Estudio de zonas de recursos naturales como yacimientos de minerales (diapiros, etc.).
• Detección de cavidades (terrenos kársticos).
• Geodesia.
• Mapas geológicos regionales y modelización de cortes geológicos.
• Ingeniería civil - Geotecnia.
• Arqueología.

Referencias

Telford, W.; Geldart, L.; Sheriff, R. (2004). Gravity Methods. Applied Geophysics (Second ed.). Cambridge University Press. New York, USA.