Full Tensor Gravity Gradiometry (FTG) merupakan teknik geofisika canggih yang mengukur gradien medan gravitasi dalam bentuk tensor penuh, sehingga mampu merekam variasi percepatan gravitasi secara tiga dimensi dengan resolusi tinggi. Berbeda dengan metode gravitasi konvensional yang hanya mengukur besar anomali gravitasi, FTG menangkap perubahan spasial medan gravitasi secara lebih detail, sehingga sangat efektif untuk memetakan struktur bawah permukaan.

Kemampuan tersebut menjadikan FTG penting dalam berbagai aplikasi geologi dan geofisika, terutama eksplorasi minyak dan gas bumi (migas), mineral, panas bumi, hingga studi lingkungan dan hidrologi. Sejak pertama kali dikembangkan, teknologi ini terus berevolusi melalui kemajuan instrumentasi, sistem akuisisi, serta metode pemrosesan data.

1. Perkembangan Awal (1970-an - 1980-an)

Akar teknologi FTG dapat ditelusuri ke tahun 1970-an ketika Bell Aerospace (kini bagian dari Lockheed Martin) mulai mengembangkan gradiometer gravitasi presisi tinggi. Sistem awal masih bersifat stasioner, namun penelitian tersebut meletakkan dasar bagi pengembangan sistem bergerak (mobile system).

Pada tahun 1975, prototipe gradiometer gravitasi berbasis platform bergerak mulai dikembangkan untuk dipasang pada pesawat terbang maupun kapal laut. Inovasi ini memungkinkan pengukuran dinamis di area luas, sesuatu yang tidak dapat dicapai oleh instrumen darat sebelumnya (Douch et al., 2014; X. Huang et al., 2018).

Memasuki dekade 1980-an, sensitivitas dan resolusi pengukuran semakin meningkat. Sistem airborne gravity gradiometry mulai diterapkan dalam survei geofisika regional untuk mendukung pemetaan geologi dan eksplorasi sumber daya alam.

2. Adaptasi Komersial dan Pematangan Teknologi (1990-an)

Tahun 1990-an menjadi periode penting ketika teknologi ini dideklasifikasi dari penggunaan militer dan mulai dimanfaatkan secara komersial. Pada tahun 1997, Lockheed Martin memperkenalkan Airborne Full Tensor Gradiometer (FTG) untuk aplikasi sipil (Beiki, 2011; Yang et al., 2023). Sistem ini mampu mengukur enam komponen gradien gravitasi independen secara simultan (sesuai sifat simetri tensor gravitasi), sehingga menghasilkan citra bawah permukaan yang jauh lebih detail dibandingkan metode gravitasi konvensional.

Sejak saat itu, FTG menjadi bagian integral industri eksplorasi. Data resolusi tinggi yang dihasilkan membantu mengidentifikasi struktur geologi seperti sesar, lipatan, cekungan sedimen, intrusi batuan beku, serta perangkap hidrokarbon. Teknologi ini kemudian banyak diterapkan pada eksplorasi migas, mineral, hingga panas bumi, dan mulai dianggap sebagai salah satu metode standar dalam survei geofisika modern (Qian & Zhu, 2019).

3. Kemajuan dalam Instrumentasi dan Teknik (2000-an)

Memasuki era 2000-an, kemajuan signifikan terjadi pada aspek instrumentasi dan pemrosesan data. Penggunaan akselerometer elektrostatik ultra-sensitif mampu menurunkan tingkat noise sekaligus meningkatkan resolusi pengukuran. Salah satu inovasi penting adalah sistem Falcon Airborne Gravity Gradiometer, yang dikenal memiliki tingkat kebisingan sangat rendah dan performa stabil untuk survei skala regional (Galder & Dransfield, 2016; Yu et al., 2024). Sistem ini memungkinkan akuisisi data yang lebih cepat dan efisien, bahkan di wilayah terpencil. Di sisi lain, pengembangan algoritma inversi dan teknik pemodelan tiga dimensi juga semakin matang. Pendekatan ini memungkinkan data FTG beresolusi tinggi diolah menjadi model geologi bawah permukaan yang lebih akurat, sehingga meningkatkan keandalan interpretasi geofisika.

4. Inovasi Saat Ini dan Masa Depan (2010-an - Sekarang)

Dalam beberapa tahun terakhir, teknologi FTG telah berkembang lebih jauh, terutama didorong oleh kemajuan dalam analisis data dan integrasi dengan teknologi pelengkap. Apalagi dengan upaya kolaboratif antara perusahaan dan institusi akademik mengarah pada pengembangan sistem pemrosesan otomatis dan peningkatan teknik kalibrasi, yang sangat penting untuk survei udara skala besar (Zhou et al., 2024).

Selain itu, munculnya misi satelit seperti GRACE dan GOCE telah memberikan dimensi baru untuk gravimetri terestrial, memungkinkan validasi silang data FTG dengan data gravitasi satelit dan untuk interpretasi geofisika yang lebih bermakna. Hasil yang diperoleh dari misi satelit ini telah memperkuat temuan dari survei FTG, meningkatkan model hidrologi dan meningkatkan analisis penyimpanan air di daratan (Cai et al., 2021).

Inovasi VK1™ Airborne Gravity Gradiometer, yang dikembangkan secara kolaboratif antara Rio Tinto dan University of Western Australia, menunjukkan potensi teknologi FTG generasi berikutnya yang dirancang untuk mengurangi ketidakpastian dan meningkatkan resolusi spasial (Pfeffer et al., 2023). Selain itu, studi terbaru mengeksplorasi penggunaan teknologi kuantum, seperti interferometer atom dingin, untuk mencapai presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam pengukuran gravitasi, yang dapat merevolusi aplikasi FTG.

Teknologi FTG memiliki potensi besar untuk mendukung pelaksanaan tugas dan fungsi Pusat Survei Geologi (PSG) dalam penyelidikan, pemetaan, serta penyediaan data dan informasi geologi nasional. Data gradien gravitasi resolusi tinggi dapat dimanfaatkan untuk mengidentifikasi struktur bawah permukaan seperti sesar aktif, cekungan sedimen, intrusi magmatik, serta batas litologi. Informasi ini sangat penting dalam eksplorasi sumber daya mineral, migas, dan panas bumi, sekaligus mendukung pemahaman sistem kebencanaan geologi. Penerapan FTG dapat menjadi salah satu strategi modernisasi survei geofisika nasional serta memperkuat peran PSG sebagai penyedia data dasar kebumian yang andal untuk mendukung ketahanan energi, kemandirian mineral, dan pembangunan berkelanjutan.

Referensi

Cai, L., Wan, X., Hsu, H., Ran, J., Meng, X., Luo, Z., & Zhou, Z. (2021). The Earth’s Gravity Field Recovery Using the Third Invariant of the Gravity Gradient Tensor From GOCE. Scientific Reports, 11(1). https://doi.org/10.1038/s41598-021-81840-1.

Douch, K., Christophe, B., Foulon, B., Panet, I., Pajot‐Métivier, G., & Diament, M. (2014). Ultra-Sensitive Electrostatic Planar Acceleration Gradiometer for Airborne Geophysical Surveys. Measurement Science and Technology, 25(10), 105902. https://doi.org/10.1088/0957-0233/25/10/105902.

Galder, C. v., & Dransfield, M. (2016). Full Spectrum Gravity—Improving AGG Data Quality at Both Ends of the Spectrum. Aseg Extended Abstracts, 2016(1), 1–5. https://doi.org/10.1071/aseg2016ab111

Huang, X., Deng, Z., Xie, Y., Fan, J., Hu, C., & Tu, L. (2018). Study on Misalignment Angle Compensation During Scale Factor Matching for Two Pairs of Accelerometers in a Gravity Gradient Instrument. Sensors, 18(4), 1247. https://doi.org/10.3390/s18041247.

Pfeffer, J., Cazenave, A., Blazquez, A., Decharme, B., Munier, S., & Barnoud, A. (2023). Assessment of Pluri-Annual and Decadal Changes in Terrestrial Water Storage Predicted by Global Hydrological Models in Comparison With the GRACE Satellite Gravity Mission. Hydrology and Earth System Sciences, 27(20), 3743–3768. https://doi.org/10.5194/hess-27-3743-2023

Qian, X., & Zhu, Y. (2019). Self-gradient compensation of full-tensor airborne gravity gradiometer. Sensors (Switzerland), 19(8). Scopus. https://doi.org/10.3390/s19081950.

Yu, J., Wang, Y., Zheng, D., Zhang, H., Pang, J., Xiong, J., & Zhao, X. (2024). Cenozoic faulting of the Ganzi-Yushu (Xianshuihe) fault from apatite (U-Th)/He ages and its implications for the tectonic reorganization in the southeastern Tibetan plateau. Journal of Structural Geology, 189, 105286. https://doi.org/10.1016/j.jsg.2024.105286

Zhou, S., Yang, C., Cheng, Y., Jiao, J., & Bi, F. (2024). An Airborne Gravity Gradient Compensation Method Based on Residual Backpropagation. Measurement Science and Technology, 36(2), 025102. https://doi.org/10.1088/1361-6501/ada058.

Penulis            : Joko Wahyudiono, Iwan Sukma Gumilar, J.B. Januar, Nova Novelya, Rosyanti, Hidayat (Tim Teknis FTG – PSG)

Penyunting     : Tim Scientific Board - PSG