La gravimétrie est utilisée en mer de deux manières : soit à la surface, à travers la colonne d'eau, ou reposant sur le fond, le géoïde peut aussi être déduit de mesures du niveau de l'océan par altimétrie.

La gravimétrie à la surface :

En mer, la mesure de la gravité est plus complexe car les appareils subissent les accélérations du navire qui peuvent atteindre 10 000 voire 100 000 mGal. Grâce à des systèmes de suspension et de cardans très perfectionnés, nous réussissons cependant à obtenir des mesures ayant une précision de l'ordre de 0,1 mGal.

Mesurer la gravité sur un mobile en mouvement (en l'occurrence un navire) nécessite deux corrections supplémentaires. La première est due à la force centrifuge engendrée par le mouvement du bateau autour de la Terre, en plus de la correction de la force centrifuge due à la rotation de la Terre elle-même qui est déjà prise en compte. La seconde est la correction de la force de Coriolis que subit tout objet se déplaçant en mer.

Gravimètre marin
(Thomson Marconi Sonar, s.d.)

La gravimétrie au fond :

Les gravimètres utilisés pour les mesures au fond de la mer sont des gravimètres terrestres équipés d'une protection étanche et résistant à la pression (jusqu'à 900 m de profondeur), avec un système de nivellement automatique et une commande à distance de l'appareil.

La gravimétrie obtenue à partir de mesures altimétriques :

Le principe de l'altimétrie est basé sur l'embarcation sur un satellite d'un radar, qui mesure la distance entre le satellite et la surface océanique. Connaissant l'orbite du satellite, cela permet d'en déduire les ondulations de la surface océanique. Le niveau moyen des mers étant une surface équipotentielle du géoïde, il reflète également la répartition de la matière dans le sous-sol sous-marin.

Les missions altimétriques récentes, avec la connaissance de l'écart entre la surface océanique et le géoïde, ont permis une restitution haute résolution du géoïde dans les régions océaniques (entachée cependant, d'erreurs locales dues à une modélisation insuffisante des courants et de leur variabilité en certains endroits). Les cartes ainsi obtenues sont d'importantes avancées concernant la connaissance la lithosphère océanique et du manteau supérieur.

Altimétrie par satellite
(AVISO, 2006)

Domaines d'applications :

• La prospection pétrolière.
• La lithologie.

Limites :

La gravimétrie est en retrait par rapport aux autres techniques en géophysique marine pour différentes raisons :

• L'appareillage est assez délicat, les instruments de mesure sont extrêmement sensibles à des interférences diverses.
• L'interprétation des résultats doit être corrélée à d'autres méthodes géophysiques pour vérification. Exemple : les prospections pétrolières et minières nécessitent des relevés de sismique.
• Les corrections à effectuer sont lourdes.

Avantages :

La technique récente de gravimétrie obtenue à partir de mesures altimétriques est peu coûteuse et donne des résultats sur une très grande étendue.

Carte du gradient vertical de la gravité sur la baie d'Ungava (détroit d'Hudson)
(GEOTOP-UQAM-McGILL, 2004)