PRAKTIKUM GAYA BERAT DAN MAGNETPROGRAM STUDI TEKNIK
GEOFISIKAFAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN
L A P O R A N P R A K T I K U MPENGUKURAN GRAVITY MENGGUNAKAN
LACOSTE & ROMBERG G-50414 MARET 2015NAMA:Eric Candra
SimanjuntakNIM:12312066
INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG20151. TEORI DASAR Pada dasarnya
Metode Gaya Berat paling sering digunakan oleh Ahli Geofisika, dan
Geologi dalam mempelajari sifat variasi densitas di dalam bumi.
Teori dasar mengenai Gaya Berat (Gravity Method) diungkapkan
pertama kali oleh Newton, Newton menyatakan bahwa gaya tarik
menarik antara dua buah benda adalah sebanding dengan massa kedua
benda tersebut dan berbanding terbalik dengan jarak kuadrat antara
pusat massa kedua benda tersebut.
dimana, konstanta gravitasi (G) = 6.67 x 10-11 N.m2.kg-2.
Sedangkan hukum Newton lainnya adalah mengenai gerak yang
menyatakan bahwa gaya ( F ) adalah perkalian antara massa dengan
percepatan. Hukum Newton mengenai gerak Newton, yaituF =
mgPersamaan (1) disubstitusikan ke persamaan (2), maka didapat
:
Persaman terakhir ini menunjukkan bahwa besarnya percepatan yang
disebabkan oleh gravitasi di bumi (g) adalah berbanding lurus
dengan massa bumi (M) dan berbanding terbalik dengan kuadrat
jari-jari bumi (R).Metode gravitasi (Gravity Method) memiliki suatu
kelebihan untuk survei awal karena dapat memberikan informasi yang
cukup detail tentang struktur geologi dan kontras densitas batuan.
Pada kasus panas bumi perbedaan densitas batuan merupakan acuan
dalam penyelidikan metode gravitasi. Dimana, daerah sumber panas
dan akumulasinya di bawah permukaan bumi dapat menyebabkan
perbedaan densitas dengan massa batuan disekitarnya (Hidayat dan
Abdul, 2011). Dalam perkembangannya metode gaya berat mengalami
kemajuan yang cukup signifikan sehingga metode gaya berat sangat
menunjang penemuan tentang ketebalan sedimen, batas batuan dasar,
sumber energi, air tanah dan rekayasa sipil.
InstrumenDahulunya pengukuran gravitasi berdasarkan pada
pendulum. Namun sekarang dengan berkembangnya teknologi secara
pesat, alat gravity semakin canggih.contoh alat gravitimeter, yaitu
:Gravitimeter (La Coste & Ronberg Gravitimeter type G358 dan
G617) dengan spesifikasi model zero length spring (pegas), skala
pembacaan 0 7000 mgal, ketelitian pembacaan 0,01 mgal, koreksi
drift kurang dari 1 mgal setiap bulannya, memiliki termostat untuk
menjaga temperatur alat konstan.Gravitimeter (Wordenno915)
jangkauan skala 0 2400 satuan skala, sebelum dipergunakan harus di
kalibrasi untuk mendapatkan konstanta kalibrasi m (mgal/skala).
Ada dua jenis Alat Gravitimeter, yaitu :1. Gravitimeter Jenis
StabilGravitimeter jenis ini menggunakan spring (pegas) untuk
mengimbangkan gravitasi, dengan daya yang berlawanan. Di ukur
dengan perubahan, bertambah atau berkurangnya nilai gravitasi yang
dapat memenajangkan atau memendekkan spring (pegas) utama.Contoh
Gravitimeter yaitu : Askania Gravitimeter, Boliden Gravimeter dan
scintrex CG-3.
Gambar 1. Askania Gravitimeter. Gambar 2. Boliden Gravimeter
Gambar 3. Scinntrex CG-3 Gravimeter
2. Gravitimeter Jenis Tidak StabilGravitimeter Jenis Tidak
Stabil ini hanya memiliki satu tiang sangga yang memiliki massa dan
dibantu dengan pegas sebagai penyangga massa. Magnitude momen pegas
bergantung pada pemanjangan pegas dan sudut sinus . Pegas pada alat
ini mempunyai kisaran pengukuran yang agak kecil pengukurannya
mencapai hingga 5000 ug.Contoh alat gravitymeter tidak stabil yaitu
: LaCoste Romberg
3. Gravimeter LaCoste RombergGravimeter tidak stabil lainnya
yang biasa digunakan adalah gravimeter jenis Worden. Ketakstabilan
alat dihasilkan oleh sistem mekanikal yang serupa karena hanya satu
penyangga.
Gambar 4. Gravitimeter Worden
Secara teoritis bumi dianggap bulat sempurnahomogen (sebaran
densitasnya dianggap sama), dan tidak berotasi. Pada kenyataannya,
bumi berbentukspheroid, permukaannya tidak rata, dan berotasi. Bumi
juga dipengaruhi oleh gaya tarik benda di luar bumi seperti Bulan
dan Matahari. Oleh karena itu gaya barat di permukaan bumi
dipengaruhi oleh faktor sebagai berikut :1. Pasang Surut2.
Koordinat Lintang3. Ketinggian4. Topografi5. Variasi Densitas Bawah
Permukaan
2. LANGKAH-LANGKAH PRAKTIKUMPraktikum Gravity (14 Maret 2015)
bertujuan untuk melakukan pelakukan pengukuran gaya berat di
sekitar ITB dengan menggunakan dua buah gravimeter yaitu Scintrex
CG-3 dan LaCoste & Romberg G-504. Saya melakukan pengukuran
menggunakan LaCoste & Romberg G-504 sehingga pada laporan ini
akan mengacu pada pengukuran dan pengolahan data berdasarkan
instrumen yang digunakan yaitu LaCoste & Romberg G-504.
Melakukan pengukuran elevasi menggunakan altimeter di base tiap 5
menit. Di base terdapat orang yang melakukan pengukuran. Menghitung
elevasi menggunakan altimeter di tiap stasiun pada saat yang
bersamaan dengan pengukuran gravity di stasiun tersebut. Mencari
koordinat base dan tiap stasiun pengukuran menggunakan GPS.
Melakukan pengukuran gravity di base dan stasiun menggunakan
instrument LaCoste & Romberg G-504.
LaCoste & Romberg G-504
Pengukuran koordinat lokasi menggunakan GPSPengukuran elevasi
lokasi base dan lokasi menngunakan Altimeter
Pengukuran di Stasiun 2(Lapangan Basket belakang
bengkok)Pengukuran di Stasiun 1(Titik ukur Geodesi belakang
BSC-B)Pengukuran di Base(Bawah Tangga sebelah kiri Gedung
BSB-B)
Pengukuran di Stasiun 5(Jalan Raya antara labtek VII dan GKU
Timur)
Pengukuran di Stasiun 4(Selasar Geodesi)Pengukuran di Stasiun
3(Jalan raya belakang GKU Timur)
Pengukuran di Base(Bawah Tangga sebelah kiri Gedung BSB-B)
3. PENGOLAHAN DATA & ANALISIS
Keterangan Lokasi :Base: Bawah Tangga sebelah kiri Gedung
BSB-BSt-1: Titik ukur Geodesi belakang BSC-BSt-2: Lapangan Basket
belakang bengkokSt-3: Jalan raya belakang GKU TimurSt-4: Selasar
Geodesi St-5: Jalan Raya antara labtek VII dan GKU Timur
Nilai CBA diperoleh dari
Free Air Anomaly (FAA)FAA diperoleh dari
Gobs yang merupakan nilai gravitasi yang disesuaikan dengan data
garvitasi base yang dikeatahui. Dalam praktikum kali ini gravitasi
base bernilai 978137.337. Sehingga untuk mengitung Gobs :
diperoleh dari
G koreksi diperoleh dari
Koreksi drift merupakan koreksi yang dilakukan akibat perbedaan
harga pembacaan alat pada suatu titik yang sama pada waktu yang
berbeda.
Sementara untuk mencari G Koreksi Tidal (koreksi untuk
mengurangi atau menghilangkan pengaruh signifikan dari gravitasi
yang utamanya disebabkan oleh benda-benda di luar bumi, seperti
bulan) adalah
Tidal pada tiap waktu pengukuran diperoleh melalui interpolasi
pengitungan tidal pada base. Tidal hasil pengukuran di base adalah
sebagai berikut :
Berdasarkan data pengukuran Tidal di base diperoleh gafik
kemudian dari persamaan grafik yang diperoleh kita bisa
menghitung tidal berdasarkan waktu pengukuran pada stasiun sehingga
diperoleh seperti yang ada pada data.Dalam praktikum kali ini
instrumen yang digunakan adalah LaCoste & Romberg G-504
Untuk memperoleh G () adalah dengan mengubah terlebih dahulu
semua data UTM X yang didapat menjadi bentuk latitude (o) kemudian
nilai latitude tersebut diubah dalam satuan radian. Kemudian hal
berikutnya adalah menentukan koreksi spheroida dan geoid. Koreksi
ini akibat bentuk bumi yang tidak bulat. Persamaan untuk menentukan
koreksi ini direferensi dari GRS67 (Geodetic Reference System 1967)
sebagai berikut :
Pada diperoleh dengan melakukan konversi posisi Y ke dalam
UTM.Selanjutnya dilakukan koreksi Altimeter dengan melakukan
interpolasi dari pengukuran altimeter yang diukur di base selama
rentang waktu tertentu. Hasil pengukuran altimeter di base kemudian
di plot dengan sumbu x adalah menit ke- dan sumbu y adalah selisih
pengukuran elevasi dikurangi elevasi rata-rata yang diukur dengan
altimeter. Kemudian elevasi di stasiun dicari melalui persamaan
polynomial yang diperoleh dari grafik tersebut.
Kemudian mencari nilai Free Air Correction (FAC) yang merupakan
koreksi akibat pengaruh ketinggian terhadap spheroid referensi
dimana untuk daerah ekuator (45oLU-45oLS) adalah -0.3085 mGal/m.
Persamaan FAC adalah sebagai berikut :
Dengan H merupakan elevasi Bouguer Correction (BC)Bouguer
Correction (BC) yang merupakan akibat dari suatu benda yang
memiliki densitas di antara bidang referensi dan titik amat.
Koreksi ini dilakukan dengan menggunakan pendekatan benda berupa
slab tah berhingga yang besarnya diberikan oleh persamaan :
dengan nilai densitas yang dimasukkan dalam persamaan ini adalah
2.67 gr/cm3. Terrain Correction (TC)Terrain Correction (TC)
merupakan koreksi yang dilakukan akibat pendekatan bouguer .
Topografi bumi tidaklah datar seperti slab yang digunakan pada BC
tetapi topografi bumi brundulasi.Untuk menghitung Terrain
Correction digunakan persamaan :
dimana z merupakan topografi. Setiap mata angin dihitung koreksi
terrain-nya kemudian ditotal. Pada praktikum ini bernilai 100 m
sedangkan bernilai 2 m.
Complete Bouguer AnomalyUntuk menghitung nilai Complete Bouguer
Anomaly (CBA) digunakan persamaan :
4. KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengolahan data gaya berat di atas, diperoleh
nilai CBA yang bernilai positif di base dan semua stasiun
pengukuran. CBA bernilai positif menandakan bahwa densitas material
di bawah permukaannya lebih tinggi dari densitas material di
sekitarnya. Pengukuran CBA di daerah kampus ITB bisa dikatakan
tidak akurat karena kondisi ITB yang memiliki banyak bangunan
sehingga akan mempengaruhi nilai CBA.