Gravity

Published on May 2017 | Categories: Documents | Downloads: 62 | Comments: 0 | Views: 787
of x
Download PDF   Embed   Report

Comments

Content

BAB I
PENDAHULUAN

I.1 Latar belakang
Geofisika merupakan suatu ilmu yang mempelajari bumi dengan
menggunakan kaidah dan prinsip-prinsip yang berkaitan erat dengan ilmu dan
metode fisika. Penelitian Geofisika ini dilakukan demi mendapatkan serta untuk
mengetahui kondisi dibawah permukaan bumi yang melibatkan pengukuran diatas
permukaan bumi. Dalam Metode Geofisika sendiri terdapat metode gravitasi
dimana metode tersebut memiliki paramater berupa variasi dari harga percepatan
gravitasi bumi pada posisi yang berbeda-beda, juga terdapat sifat-sifat yang
terlibat seperti halnya dengan densitas, metode ini sendiri didasarkan pada
pengukuran medan gravitasi . dalam metode ini tentunya lebih mempelajari
variasi medan gravitasi yang diakibatkan oleh variasi rapat batuan yang terletak
dibawah permukaan bumi
I.2 Maksud & Tujuan
Tentunya diadakannya praktikum ini memiliki maksud dan tujuan seperti
halnya praktikan dapat mengetahui apa itu metode gravitasi dan diharapkan juga
dapat mengetahui faktor-faktor apa saja kah yang memeberi pengaruh terhadap
gravitasi. Dapat mengetahuitahapan-tahapan dan mengolah data yag berkaitan
dengan metode gravitasi. Dapat mengetahui penggunaan yang tepat ketika
menggunkan metode gravitasi. Dapat menginterpretasi data-data yang berkaitan
dengan metode gravitasi.

1

BAB II
DASAR TEORI

II.1. Metode Gravity
Metode Gravity adalah salah satu metode eksplorasi geofisika, yang
memanfaatkan sifat daya tarik antar benda yang didapat dari densitasnya, jadi
prinsip eksplorasi dengan metode gravity ini yaitu mencari anomali gravity pada
subsurface. Metode Gravity dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah
permukaan berdasarkan perbedaan rapat masa cebakan mineral dari daerah
sekeliling (rho = gram/cm3). Metode ini adalah metode geofisika yang sensitive
terhadap perubahan vertikal, oleh karena itu metode ini disukai untuk mempelajari
kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan sungai purba, lubang di
dalam masa batuan, shaff terpendam dan lain-lain. Eksplorasi biasanya dilakukan
dalam bentuk kisi atau lintasan penampang. Perpisahan anomali akibat rapat masa
dari kedalaman berbeda dilakukan dengan menggunakan filter matematis atau
filter geofisika. Di pasaran sekarang didapat alat gravimeter dengan ketelitian
sangat tinggi (mgal), dengan demikian anomali kecil dapat dianalisa. Hanya saja
metode penguluran data, harus dilakukan dengan sangat teliti untuk mendapatkan
hasil yang akurat. Metode gravity merupakan metode geofisika yang didasarkan
pada pengukuran variasi medan gravitasi bumi. Pengukuran ini dapat dilakukan
dipermukaan bumi, dikapal maupun diudara. Dalam metode ini yang dipelajari
adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan dibawah
permukaan, sehingga dalam pelaksanaanya yang diselidiki adalah perbedaan
medan gravitasi dari satu titik observasi terhadap titik observasi lainnya. Karena
perbedaan medan gravitasi ini relatif kecil maka alat yang digunakan harus
mempunyai ketelitian yang tinggi.
Manfaat lain dari metode gravitasi adalah bahwa pengukuran dapat
dilakukan di daerah yang padat penduduk, dimana metode geofisika lainnya
mungkin tidak bekerja. Sebagai contoh, pengukuran gravitasi bisa dibuat di dalam

2

bangunan, di daerah perkotaan dan di daerah yang terganggu oleh keramaian,
listrik, dan elektromagnetik. Pengukuran kondisi bawah permukaan dengan
metode gravitasi membutuhkan sebuah gravitymeter dan alat penentu posisi yang
sangat akurat, terutama pengukuran elevasi dari stasiun gravitasi. Satuan (unit)
pengukuran yang digunakan dalam metode gravitasi adalah gal, berdasarkan gaya
gravitasi di permukaan bumi. Gravitasi rata-rata di permukaan bumi adalah sekitar
980 gal. Unit umum digunakan dalam survei gravitasi adalah milligal (10-3 gal ).
Pada beberapa aplikasi, memerlukan pengukuran dengan akurasi sampai ke μgal
(10-6 gals), mereka sering disebut sebagai survei mikrogravitasi. Sebuah survei
gravitasi rinci biasanya menggunakan stasiun pengukuran berjarak dekat
(beberapa meter untuk beberapa ratus kaki) dan dilakukan dengan gravitymeter
mampu membaca sampai μgals. Detil survei biasanya digunakan untuk melihat
geologi lokal atau kondisi struktural.
Sebuah survei gravitasi terdiri dari melakukan pengukuran gravitasi di
stasiun sepanjang garis profil atau grid. Pengukuran diambil secara berkala di base
station (lokasi referensi stabil noise-free) untuk mengoreksi drift instrumen. Data
gravitasi berisi anomali yang terdiri dari dalam efek lokal regional dan dangkal.

II.2. Hukum Dasar Metode Gravity
Teori yang mendasari Metode gravitasi dalam survei Geofisika adalah
hukum Newton tentang gaya tarik-menarik antara dua massa, dimana besarnya
gaya antara dua massa m1 dan m2 yang terpisah dengan jarak r adalah ( Telford
et.al.1990):

(II.1)

3

Dengan menggunakan rumus dasar inilah maka survey geofisika metode
gravitasi dapat dilakukan, namun seperti halnya metode geofisika lainnya, tentu
saja metode ini memiliki koreksi.
II.3. Faktor yang Mempengaruhi Gravitasi
Karena bentuk bumi bukan merupakan bola pejal yang sempurna, dengan
relif yang tidak rata, berotasi serta berevolusi dalam sistem matahari, tidak
homogen. Dengan demikian variasi gayaberat di setiap titik permukaan bumi akan
dipengaruhi oleh beberapa hal diantaranya:
1.
2.
3.
4.
5.

Posisi bumi dalam pergerakkan tata surya
Perbedaan lintang dipermukaan bumi
Perbedaan ketinggian permukaan bumi (elevasi)
Efek topografi
Perubahan rapat massa batuan

II.4. Tahapan-tahapan Pengolahan Data Gravity
Karena dalam pengukuran dan interpretasi, ke lima faktor tersebut harus
diperhatikan (dikoreksi). Namun dalam melakukan survei gayaberat diharapkan
satu faktor saja yaitu variasi densitas bawah permukaan, sehingga pengaruh 4
faktor lainnya (lintang, ketinggian, topografi, pasang surut) harus direduksi atau
dihilangkan dari harga pembacaan alat.
• Konversi Pembacaan Gravitymeter
Untuk memperoleh nilai gravitasi harus melakukan konversi dari skala
pembacaan gravitymeter kedalam satuan gaya berat (mGal). Dengan beredarnya
alat gravitymeter,maka bermacam macam table konversi alat. Konversi pada alat
tergantung pada alat dan tabel yang digunakan.
Konversi Pembacaan Gravitymeter = Value in mgal + {(skala pembacaan –
counter reading) x faktor for interval}

(II.2)

• Konversi Feedback

4

Konversi feed back merupakan konversi pembacaan pada alat dalam skala
pembacaan dan dikonversi kesatuan gaya berat yaitu mgal. Konversi tersebut
megunakan rumus
Konversi feedback = Konstanta Konversi x 1/m x Feedback

(II.3)

• Koreksi Tinggi Alat
Tinggi alat merupakan jarak antara permukaan atas gravitymeter dengan
titik ukur GPS. Tujuannya agar pembacaan gravitasi disetiap pengukuran
mempunyai posisi ketinggian yang sama dengan pengukuran hasil data GPS.
KTA = 0,3086 x TA

(II.4)

• Koreksi Pasang Surut
Berdasarkan hukum Newton yang melandasi konsep gravitasi maka
kedudukan bintang dan planet yang pada sistem tata surya akan mempengaruhi
besar kecilnya gaya gravitasi. Benda – benda langit tersebut yang paling dominan
pengaruhnya adalah bulan dan matahari. Dengan pengetahuan astronomi pada saat
ini, kedudukan bulan dan matahari terhadap bumi dapat diketahui untuk setiap
waktu. Dari pengetahuan itu secara teoritis kita dapat mengetahui besar kecilnya
pasang surut bumi pada waktu dan tempat tertentu. Pada umumnya besar koreksi
pasang surut telah dilabelkan, dan telah ada banyak sekali software untuk
menghitung koreksi tersebut. Salah satunya dengan memasukkan data lintang dan
bujur ke dalam derajat dan menit, tinggi titik ukur dalam meter, selang waktu
pencuplikan, tanggal mulai dan akhir. Koreksi Pasut menambah harga g, sehingga
harus dikurangi:
Koreksi Pasut = Nilai pasut x 10-3 (II.5)
G = KSP + KFB + KTA - K Pasut (II.6)

Dimana:

5

G = Harga gravitasi pada suatu daerah
KSP = Konversi Skala Pembacaan
KFB = Konversi Feedback
KTA = Konversi Tinggi Alat
K. Pasut = Koreksi Pasang Surut
• Koreksi Drift
Pengukuran gravitasi berulang pada suatu tempat akan memberikan hasil
yang berbeda, meskipun secara teoritis harga gravitasi suatu tempat dianggap
konstan Koreksi apungan timbul dari konsekuensi penggunaan alat yang
menggunakan pegas yaitu adanya “faktor kelelahan”. Selain faktor kelelahan
koreksi apungan juga disebabkan sifat pegas yang tidak elastik sempurna sebagai
penyebab timbulnya perubahan harga standar alat ukur yang ditandai dengan
pergeseran titik nol. Penyebab lain adalah goncangan yang terjadi saat alat
dipindahkan dalam keadaan alat tidak diklem.
Koreksi apungan adalah koreksi yang disebabkan oleh alat itu sendiri yang
menunjukan perubahan harga setiap waktu yang dapat dianggap linear untuk
jangka waktu yang relatif pendek.
• Percepatan Gravitasi Teoritis (G Teoritis)
Aktivitas bumi yang berotasi pada sumbernya mengakibatkan bumi
berbentuk speroid dan flat pada kedua kutubnya. Hal ini menyebabkan medan
gravitasi kutub lebih besar dari pada di katulistiwa. Nilai G teoritis dihitung
dengan rumus sebagai berikut:
Gt = 978031.8 (1+0.0053024 sin2 φ + 0.0000059 sin2 (2φ))

(II.7)

• Koreksi Udara Bebas (FAC)
Harga gravitasi pengamatan diatas MSL (Mean Sea Level) akan lebih kecil
karena perbedaan ketinggian sehingga perlu ditambahkan dengan faktor koreksi
udara bebas (Free Air Correction) untuk mendapatkan harga gravitasi pengamatan
pada MSL.

6

Gambar II.1. Koreksi Udara Bebas
Koreksi udara bebas didasarkan pada kenyataan bahwa tarikan bumi
secara keseluruhan dapat dianggap sebagai massa yang terkonsentrasi pada
pusatnya. Apabila elevasi gravitymeter berubah, maka jarak ke pusat bumi juga
berubah dengan kualitas yang sama. Harga gravitasi teoritis suatu titik yang tidak
terletak pada bidang MSL dapat diperoleh dari harga gravitasi normal yang
dikoreksi terhadap perbedaan ketinggian. Faktor koreksi ketinggian tanpa
memperhitungkan efek massa diantara bidang MSL dan titik amat disebut sebagai
Koreksi Udara Bebas.
• Koreksi Bouguer (BC)
Koreksi ini merupakan koreksi yang dilakukan untuk menghilangkan
pengaruh tarikan massa yang berbentuk silinder dengan jari-jari tak terhingga dan
tebal h sedang rapat massanya.

Gambar II.2. Koreksi Bouger
Dengan adanya bukit dan lembah disekitar titik pengamatan akan
mengurangi besarnya harga gravitasi pengamatan sehingga perlu dilakukan
7

koreksi medan (terrain correction). Oleh karena adanya efek massa diantara titik
pengamatan dan MSL yang akan menambah harga gravitasi pengamatan, maka
harus dilakukan pengurangan apabila titik amat berada dia atas datum. Reduksi
Bouger (Stacey,1977) dirumuskan sebagai berikut:
g bouguer atau (KB) = 2πGρh = 0,04193ρh

(II.8)

Dengan demikian Anommali Bouguer Sederhana (ABS) dapat dirumuskan
sebagai berikut:
ABS = Gmutlak – Gteoritis + FAC – KB

(II.9)

• Koreksi Medan atau Koreksi Terrain (KT)
Koreksi medan dimaksudkan untuk mengkompensasi ketidakteraturan
topografi disekitar titik amat yang akan mempengaruhi harga anomali Bouguer.
Adanya bukit disekitar titik amat akan mengurangi harga gravitasi pengamatan
sehingga pada harga anomali Bouguer perlu ditambahkan suatu koreksi sebesar
efek gravitasi bukit tersebut. Demikian pula dengan adanya lembah disekitar titik
amat, efeknya akan sama dengan adanya bukit.
Dengan demikian koreksi medan selalu berharga positif atau ditambahkan
dalam perumusan anomali Bouguer sebesar efek gravitasi lembah dan bukit
disekitar titik amat. Bukit (mengurangi efek gravitasi), bentuk topografi dianggap
dapat diwakili oleh bentuk silinder-silinder konsentris yang terbagi atas sektor
atau segmen dengan ketinggian yang berbeda-beda.
Dalam pelaksanaan koreksi digunakan `Hammer Chart' yang membagi
daerah sekitar titik amat atas beberapa zone dan sektor yang merupakan bagian
dari silinder konsentris. Chart yang sesuai dengan skala pita topografi diletakkan
pada posisi titik amat yang akan dihitung koreksinya. Ketinggian sektor adalah
rata-rata kontur topografi yang melaluinya dikurangi ketinggian titik amat.
• Anomali Bouguer Lengkap (ABL)

8

Anomali Bouguer absolut (anomali bouguer lengkap) dapat dirumuskan
sebagai berikut :
ABL = ABS + Koreksi Terrain

(II.10)

Harga anomali Bouguer relatif (Anomali bouguer sederhana) sering
digunakan untuk keperluan-keperluan tertentu yang bersifat lokal, sehingga tidak
perlu mengetahui harga g absolutnya (tidak memerlukan pengikatan pada RGBS).
Pada anomali Bouguer relatif dan absolut (Anomali Bouguer Lengkap) hanya
berbeda dalam hal magnitude anomali sebesar suatu faktor yang relatif konstan.
Sedangkan anomali yang akan diinterpretasikan sebagai efek kondisi geologi
adalah anomali Bouguer yang telah dikurangi dengan efek regional yang
ditentunkan dari kecenderungan anomali Bouguer, sehingga dapat dianggap
bahwa anomali Bouguer absolut dan relatif akan menghasilkan pola dan
magnitude yang sama.

II.5. Looping
Looping merupakan teknik pengambilan data pada geofisika. Teknik ini
dimulai pada suatu titik yang telah ditentukan, dan akan berakhir pada titik
tersebut juga. Titik tempat awal memulai dan mengakhiri dalam mengambil data
lapangan merupakan titik patokan atau biasa disebut titik ikat. Tujuan dari system
looping ini adalah agar dapat diperoleh nilai koreksi apungan alat (drift ) yang
disebabkan oleh adanya perubahan pembacaan akibat gangguan berupa
guncangan alat selama perjalanan dan menyebabkan perubahan pembacaan nilai
gravitymeter .

BAB III

9

DIAGRAM ALIR

III. 1 Diagram alir

III.2. Pembahasan Diagram Alir Pengolahan Data
Untuk memulai pengerjaan metode Gravity ini pertama-tama kita
memulainya dengan

membuka data-data yang akan kita kerjakan dengan

Microsoft excel. Lakukan proses pengolahan data dengan menggunkan Microsoft
excel,setelah itu buatlah grafik sesuai dengan ketentuan yang ada.Setelah
membuat grafik analisa grafik tersebut sehingga memberikan informasi tentang
metoe gravitasi ini.Kemudian kumpulkan informasi-informasi yang didapatkan
sehingga dapat ditarik sebuah kesimpulan yang dapat memberikan informasi yang
berharga.

BAB IV

10

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1 Grafik Elevasi vs Titik Pengamatan

Elevasi vs Posisi
98
96
94
Elevasi

Elevasi vs Posisi

92
90
88
440250 440300 440350 440400 440450
Posisi

Gambar IV.1 Grafik Elevasi vs Titik Pengamatan
Grafik tersebut menggambarkan hubungan antara elevasi sebagi odinat dan Posisi
sebagai absis.Dimana dari grafik tersebut terdapatinformasi bahwa pada posisi antara
440300 dan 440350 terdapat elevasi yang begitu tinggi sekitar 96 samapai 97 namun
terjadi penurunan elavasi yang begitu drastic pada posisi 440350 elevasi hanya sekitar 93.

IV.2 Grafik G.Observasi vs Titik Pengamatan

11

Posisi vs G.Obs
978205
978204
978203
Posisi vs G.Obs

G.Obs 978202
978201
978200
978199
440250 440300 440350 440400 440450
Posisi

Gambar IV.2 Grafik G.Observasi vs Titik Pengamatan
Grafik tersebut merupakan grafik hubungan antara G.observasi terhadap titik
pengamatan dimana pada titik antara 978203 hingga 978204

pada posisi 440400

merupakannilai tertinggi yang terdapat pada grafik tersebut. Dari grafik tersebut juga
dapat didapatkan nilai yang palingrendah terdapat pada posisi 440350 hingga 440400
terdapat g.observasi yang rendah sekitar 979201 hingga 978201.5 dan terjadi peningkatan
yang begitu drastis .

IV.3 Grafik G.Observasi vs Elevasi

12

G.Obs vs Elevasi
978204
97
978203.5
96
978203
95
978202.5
94
978202
93
Elevasi 978201.5
92
978201
91
978200.5
90
978200
89
978199.5
88
440200 440300 440400 440500

Posisi vs G.Obs
Elevasi vs Posisi

Posisi

G
ambar IV.3 Grafik G.Observasi vs Elevasi
Grafik ini menunjukkan hubungan antara elevasi dan nilai graviatsinya
sehingga grafik ini dapat menunjukkan suatu anomaly. Grafik ini merupakan gabungan
dari kedua grafik yang ada diatas dan dapatditarik sebuah kesimpulan.bahwa pada posisi
440250-440300 mempunyai elevasi yang tinggi dan menyebabkan nilai gravitasinya
kecil. Pada posisi 440300-440350 memiliki elevasi yang cukup rendah namun tidak
diiringi dengan kenaikan nilai G.Obs.Pada posisi tersebut dapat ditarik kesimpulan
adanya suatu anomaly.

13

IV.4 Peta Elevasi

Gambar IV.4. Peta Elevasi
Peta diatas merupakan peta elevasi yang terdapt pada daerah penelitian,
dimana didaerah tengah peta tersebut terdepat elevasi yangbegitu rendah dengan nilai 96,
namun pada daerah barat dan timur peta terdapat elevasi yang cukup tinggi, sehingga
daerah tengah peta tesebut seakan-akan dikelilingi oleh tinggian yang memiliki nilai
elavasi >101.Dari gambar tersebut kita dapat mengetahu harga elevasinya dari indeks
yang terdapat di sampan kanan peta tersebut , zona paling rendah terdapat di 440400
hingga 440450 hanya terdapat 91 meter sedangkan yang paling tinggi sekiat 105t sampai
106 m.

IV.5 Peta G.Observasi

14

Gambar IV.5. Peta G.Observasi
Peta diatas merupakn peta G.observasi dimana nilai yang paling kuat terdapat di
zona tengah pada pada peta penilitian pada posii x 440400 hingga 440450 terdapatsebuah
anomaly yang begitu besar, kita dapat melihat harga dari g.observasi ini dengan melihat
indeks yang ada disamping peta penelitian tersebut.Diaderah yang memiliki elevasi yang
tinggi justru memiliki harga G.observasi yang rendah dibandingkan dengan elavasi yang
rendah.

IV.6 Peta Elevasi vs G.Observasi

15

Gambar IV.6. Peta Elevasi vs G.Observasi
Peta tersebut menggambarkan hubungan antar peta elevasi dan peta
G.observasi sehingga akan mendapatkan anomaly .Jika diperhatikan pada peta elevasi
daerah tengah peta penelitian menunjukkan elevasi yang rendah dibandingkan dengan
daerah timur dan barat penelitian sebaliknya yang terdpat pada peta G.observasi dimana
zona tengah dari peta penelitian menununjukkan harga atau nilai yang tinggi dari hal
tersebut kita dapat menarik kesimpulan bahwa semakin rendah elevasinya maka akan
menunjukkan harga anomaly yang tinggi sebaliknya jika elevasi yang tinggi maka harga
G.obseravsinya akan lemah.

BAB V
PENUTUP
16

V.1. Kesimpulan
Metode Gravitasi merupakan salah satu metode Geofisika yang
berdasarkan pada hukum Newton dimana membahas tentang gaya yang saling
tarik menarik antara dua massa , dimana besarnya gaya antara dua masa m1 da m2
saling terpisah dengan jarak r.Metode Gravitasi dpingaruhi oleh beberapa faktor
Seperti halnya :
1.
2.
3.
4.
5.

Posisi bumi dalam pergerakan tata Surya
Perbedaan Lintang di permukaan bumi
Perbedaan ketinggian di permukaan bumi
Efek topografi
Perubahan Rapat masa batuan

Metoda ini

sangat baik untuk mengetahui konfigurasi geologi bawah

permukan dengan skala yang luas berdasarkan pada perbedaan densitas tiap
batuan adalah berbeda
Dapat disimpulkan bahwa anomaly yang kuat atau G.observasi yang kuat
terdapat didaerah tengah penelitian. Daerah tersebut memiliki elevasi yang rendah
berbeda dengan daerah yang berada di barat dan timur peta penelitian yang
memiliki elevasi yang tinggi namun memiliki nilai G.observasi yang
rendah.Dapat disimpulkan bahwa elevasi mempengaruhi nilai G.Observasinya ,
semakin kecil elevasinya maka nilai G.Obseravsinya besar.

V.2 Saran
Metode tersebut akan lebih baik dan menarik jika diperlihatkan
permodelan 3 dimensinya, diharapkn dengan permodelan

3 dimensi lebih

memberikan informasi yang menarik dan juga mudah dipahami.

17

18

Sponsor Documents

Or use your account on DocShare.tips

Hide

Forgot your password?

Or register your new account on DocShare.tips

Hide

Lost your password? Please enter your email address. You will receive a link to create a new password.

Back to log-in

Close