PEREHITUNGAN RESPON GRAVITY (Laporan Praktikum Metode Gaya Berat)
Oleh:
Muhammad Faridz Al Hayat 2055051004
JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
2022
Judul Praktikum : Perhitungan Respon Gravity Tanggal Praktikum : Selasa, 17 Mei 2022
Tempat Praktikum : Via Zoom, Jl. Bumi Manti I No. 27
Nama : Muhammad Faridz Al Hayat
NPM : 2055051004
Fakultas : Teknik
Jurusan : Tekik Geofisika
Kelompok : 3 (Tiga)
Bandar Lampung, 16 Mei 2022 Mengetahui,
Asisten
Arnas Hardianto NPM.1815051028
PERHITUNGAN RESPON GRAVITY Oleh:
Muhammad Faridz Al Hayat
ABSTRAK
Telah dilaksanakan praktikum gaya berat yang berjudul “Perhitungan Respon Gravity”.
Tujuan dari dilaksanakannya praktikum ini yaitu Praktikan diharapkan agar dapat mengolah anomali gaya berat menggunakan software Grav2DC dan praktikan diharapkan dapat melakukan analisis dari anomali yang telah dibuat pada software Grav2DC. Dalam pengolahan data metode gravitasi ini akan muncul anomali-anomali, anomali-anomali yang muncul merupakan target dalam survei penelitian metode gayaberat. Anomali ini akan memudahkan para peneliti untuk menafsirkan struktur geologi bumi. Anomali ini merupakan hasil dari adanya perbedaan densitas antara batuan satu dengan batuan yang lain.
Suatu benda dengan massa tertentu dalam sistem ruang akan menimbulkan medan potensial bersifat konservatif, yang berarti usaha yang dilakukan dalam suatu medan gravitasi tidak bergantung pada lintasan yang ditempuhnya namun hanya akan bergantung pada posisi awal dan akhir. Hasil dari praktikum menunjukkan bahwa variasi dari densitas, kedalaman dan ukuran dari benda dapat mempengaruhi frekuensi, periode dan lamda dari gelombang yang dihasilkan pada profil.
Kata kunci: Anomali, profil dan konservatif.
DAFTAR ISI
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
ABSTRAK ... iii
DAFTAR ISI ... iv
DAFTAR GAMBAR ... v
I. PENDAHULUAN ... 1
A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Praktikum ... 1
II. TEORI DASAR ... 2
III. METODOLOGI ... 4
A. Alat dan bahan ... 4
B. Diagram alir ... 4
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN ... 5
A. Hasil pengamatan ... 5
B. Pembahasan ... 5
V. KESIMPULAN ... 7 DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Diagram Alir ... 3
I. PENDAHULUAN
A. Latar belakang
Metode gayaberat adalah metode penyelidikan dalam geofisika yang didasari oleh hukum Newton. Metode ini didasarkan pada adanya perbedaan kecil dari medan gaya berat yang disebabkan oleh adanya distribusi massa tidak merata di lapisan bumi yang menyebabkan tidak meratanya distribusi massa jenis batuan. Adanya perbedaan massa jenis batuan ini akan menimbulkan medan gaya gravitasi yang tidak sama pula dan perbedaan inilah yang terukur di permukaan bumi. Dalam pengolahan data metode gravitasi ini akan muncul anomali-anomali, anomali-anomali yang muncul merupakan target dalam survei penelitian metode gayaberat. Anomali ini akan memudahkan para peneliti untuk menafsirkan struktur geologi bumi. Anomali ini merupakan hasil dari adanya perbedaan densitas antara batuan satu dengan batuan yang lain.
Metode gayaberat adalah metode yang baik untuk memetakan struktur bawah permukaan atau geologi bawah permukaan berdasarkan perbedaan massa jenis batuan penyusunnya yang menyebabkan terjadinya anomali gayaberat di permukaan bumi. Metode ini banyak dipakai dalam eksplorasi mineral, karena mampu membedakan rapat massa suatu material terhadap lingkungan di sekitarnya, dengan demikian struktur bawah suatu permukaan dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk mengetahui perencanaan langkah- langkah eksplorasi baik itu minyak maupun mineral lainnya.
B. Tujuan
Adapun tujuan dari dilaksanakan praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Praktikan diharapkan agar dapat mengolah anomali gaya berat menggunakan software Grav2DC.
2. Praktikan diharapkan dapat melakukan analisis dari anomali yang telah dibuat pada software Grav2DC
II. TEORI DASAR
Penyebaran lateral dan vertikal dari rapat massa bumi dapat ditentukan dari data gayaberat melalui suatu sebaran yang disebut Anomali Bouguer. Anomali Bouguer adalah gambaran kumpulan massa batuan dan diduga sebagai bentuk struktur atau geometri bawah permukaan, sehingga dapat menggambarkan cekungan di suatu daerah. Anomali lokal diperoleh dengan menghitung selisih anomali Bouguer terhadap anomali regionalnya. Adapun interpretasi data anomali lokalnya menggunakan software Grav2DC. Grav2DC adalah program yang dirancang untuk membuat model poligon dengan memiliki kontrol tingkat kesalahan (error) ketika dilakukan perubahan nilai densitas, kedalaman, lebar anomali dan panjang strike (lintasan) (Agussalim, 2019).
Hasil sayatan dapat berupa data posisi dan anomali kemudian diinput ke software Grav2DC untuk menghasilkan suatu profil yang menjadi acuan dalam pembuatan model dalam proses interpretasi. Metode interpretasi menggunakan software Grav2DC adalah memodelkan benda sembarang dimensi penyebab anomali dalam bentuk poligon. Dalam hal ini, model benda yang dipilih menyerupai bentuk batuan yang sesungguhnya. Profil pemodelan kemudian dicocokan terhadap profil acuan dengan sistem trial and error hingga mencapai kesalahan minimum (Agussalim, 2019)
Anomali Bouguer merupakan selisih harga percepatan gravitasi observasi dengan harga normalnya. Gravitasi observasi adalah nilai gravitasi yang dapat dibaca pada gravitimeter setelah mengalami beberapa koreksi, antara lain koreksi terhadap apungan pegas alat (drift correction),dan koreksi akibat adanya pasang surut bumi (tide correction), koreksi tinggi alat. Sedangkan gravitasi normal merupakan gabungan dari beberapa koreksi-koreksi gravitasi antara lain koreksi lintang, koreksi udara bebas (free air), koreksi topografi (medan), dan koreksi Bouguer (Purnomo, 2013).
Suatu benda dengan massa tertentu dalam sistem ruang akan menimbulkan medan potensial bersifat konservatif, yang berarti usaha yang dilakukan dalam suatu medan gravitasi tidak bergantung pada lintasan yang ditempuhnya namun hanya akan bergantung pada posisi awal dan akhir (Tematur, 2018).
Anomali Gayaberat Bouguer adalah peta anomali gayaberat yang sudah dilakukan berbagai proses reduksi sehingga variasi nilai anomali percepatan gayaberat yang dihasilkan hanya dipengaruhi oleh variasi rapat massa dari batuan di bawah permukaan. Nilai ABL tersebut merupakan nilai total anomali yang ditimbulkan oleh
3
pengaruh rapat massa batuan dari inti sampai permukaan bumi yang selanjutnya akan dipisahkan menjadi anomali regional dan residual (Karunianto, 2017).
Anomali medan gravitasi merupakan medan gravitasi yang timbul karena perbedaan nilai kontras densitas di bawah permukaan bumi. Anomali medan gravitasi bumi diukur/terukur bersama medan gravitasi bumi. Untuk memperolehnya secara matematis dapat didefinisikan bahwa anomali medan gravitasi di topografi atau posisi (x, y, z) merupakan selisih dari medan gravitasi observasi di topografi dengan medan gravitasi teoritis di topografi (Tematur, 2018).
Perbedaan medan gravitasi di antara satu titik terhadap titik lainnya di permukaan bumi disebut sebagai anomali medan gravitasi (Reswara, 2014).
Anomali Bouguer merupakan selisih antara harga gayaberat pengamatan (Gobs) dengan harga gravitasi teoritis (GN) yang didefinisikan pada titik pengamatan bukan pada bidang referensi, baik elipsoid maupun muka laut rata-rata (Elviani, 2019).
III. METODOLOGI
A. Alat dan bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan pada praktikum ini adalah sebagi berikut:
1. Laptop
2. Software Grav2DC 3. Alat tulis
B. Diagram alir
Gambar 1. Diagram alir Mulai
Pretest
Penjelasan seputar 2D dan 3D
Melakukan prosedur praktikum
Hasil
Selesai
Tanya jawab di sela prosedur praktikum
C. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A. Data hasil pengamatan
Adapun data hasil pengamatan terlampir pada lampiran
B. Pembahasan
Telah dilaksanakan praktikum gaya berat yang berjudul “Perhitungan Respon Gravity” pada selasa, 17 Mei 2022. Seperti biasa pada awal praktikum dilakukan pretest berjumlah 4 soal. Setelah selesai pretest, praktikan diberi kesempatan untuk menjawab secara langsung pretest yang tadi diberikan.
Selanjutnya dilakukan penjelasan seputar poligon 2D dan 3D kemudian dilanjutan dengan pengenalan software Grav2DC. Praktikum dilakukan dengan membuat anomali gaya berat dengan denistas, kedalaman dan variasi ukuran benda yang berbeda.
Variasi kedalaman mempengaruhi grafik anomali yang ditampilkan, dimana pada grafik, tercipta satu bukit gelombang. Semakin dalam kedalaman maka frekuensi yang dihasilkan akan semaakin kecil, periode gelombang akan berlangsung lambat serta gelombang yang dihasilkan akan semakin kecil.
Variasi ukuran pada benda mempengaruhi grafik anomali gaya berat yang ditampilkan. Semakin kecil benda maka frekuensi akan semakin tinggi dan panjang gelombang yang dihasilkan akan semakin pendek dan periode yang tercipta akan begitu cepat dalam 1 gelombang. Variasi dari densitas akan mempengaruhi periode yang tercipta, dimana semakin besar densitas batuan, maka periode yang tercipta akan semakin pendek dalam membentuk 1 gelombang. Serta frekuensi yang dihasilkan akan semakin tinggi jika densitas pada batuan semakin besar.
Pemodelan 2D merupakan penampang anomali arah sumbu X dan sumbu Y atau suatu pemodelan secara horizontal. Pemodelan 3D adalah pemodelan yang dilakukan secara horizontal dan vertikal yang mempunyai sumbu x, y, z.
Jurnal yang digunakan adalah jurnal “Pemodelan Gayaberat 2D dan 3D untuk Mengidentifikasi Struktur Geologi di Warner Valley, Lake County, United States of America”. Daerah Warner Valley, Oregon, United States of America, merupakan daerah yang memiliki potensi panas bumi yang ditandai dengan adanya beberapa manifestasi seperti sumber mata air panas. Daerah penelitian memiliki nilai Complete Bouguer Anomaly (CBA) antara - 183,210 mGal hingga -163,1 mGal. Berdasarkan hasil pemodelan 2D, daerah ini terdiri atas 4 lapisan. Lapisan pertama merupakan satuan alluvium (Qal) dengan densitas 2.0 gr/cc pada kedalaman 0-750 meter, lapisan kedua merupakan satuan basal tersier (Tb) dengan densitas 2,7 gr/cc pada kedalaman 150-1700 meter, lapisan ketiga merupakan satuan tufa tersier
6
(Ttu) dengan densitas 2,3 gr/cc pada kedalaman 720-3300 meter, dan lapisan keempat merupakan satuan steens basal tersier (Tsb) dengan densitas 2,72 gr/cc pada kedalaman 1600-3800 meter. Dalam pemodelan 2D terdapat struktur sesar yang diidentifikasikan berdasarkan analisis Second Vertical Derivative (SVD). Berdasarkan hasil pemodelan inversi 3D, terdapat lapisan batuan dengan nilai densitas rendah yaitu 2.0 gr/cc – 2.2 gr/cc dan densitas tinggi yaitu 2.7 – 2.9 gr/cc.
D. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang diperoleh dari praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Suatu benda dengan massa tertentu dalam sistem ruang akan menimbulkan medan potensial bersifat konservatif, yang berarti usaha yang dilakukan dalam suatu medan gravitasi tidak bergantung pada lintasan yang ditempuhnya namun hanya akan bergantung pada posisi awal dan akhir.
2. Metode interpretasi menggunakan software Grav2DC adalah memodelkan benda sembarang dimensi penyebab anomali dalam bentuk poligon. Dalam hal ini, model benda yang dipilih menyerupai bentuk batuan yang sesungguhnya. Profil pemodelan kemudian dicocokan terhadap profil acuan dengan sistem trial and error hingga mencapai kesalahan minimum.
3. Grav2DC adalah program yang dirancang untuk membuat model poligon dengan memiliki kontrol tingkat kesalahan (error) ketika dilakukan perubahan nilai densitas, kedalaman, lebar anomali dan panjang strike (lintasan).
DAFTAR PUSTAKA
AGUSSALIM, A. (2019). Aplikasi Metode Gravitasi dengan Kontinuasi ke Atas (Upward Continuation) dalam Menginterpretasi Data Anomali Medan Gravitasi di Daerah Gunung Merapi. Jurnal Ilmu Fisika: Teori dan Aplikasinya, 1(1), 1-6.Latifah, I.
(2010). Penentuan anomali bouguer dan densitas rata-rata batuan berdasarkan data gravitasi di Daearah Semarang.
Tematur, G., Tanesib, J. L., & Pingak, R. K. (2018). Interpretasi Bawah Permukaan Gunung Anak Ranakah Dengan Pemodelan Dua Dimensi (2D) Berdasarkan Data Anomali Gravitasi Lokal. Jurnal Fisika: Fisika Sains dan Aplikasinya, 3(1), 54-58.
Wardhana, D. D., Harjono, H., & Sudaryanto, S. (2014). Struktur bawah permukaan Kota Semarang berdasarkan data gayaberat. RISET Geologi dan Pertambangan, 24(1), 53-64.
Karunianto, A. J., Haryanto, D., Hikmatullah, F., & Laesanpura, A. (2017). Penentuan anomali gayaberat regional dan residual menggunakan filter gaussian daerah Mamuju Sulawesi Barat. Eksplorium: Buletin Pusat Teknologi Bahan Galian Nuklir, 38(2), 89-98.
Reswara, A., & Sehah, S. (2014). Pendugaan Lapisan Reservoir Panas Bumi Di Kawasan Gunungapi Slamet Dengan Memanfaatkan Data Anomali Medan Gravitasi Citra Satelit. Berkala Fisika, 17(2), 45-54.
Elviani, S., Sarkowi, M., & Zaenudin, A. (2019). PEMODELAN 3D DAN ANALISIS KETERSEDIAAN BATUAN GRANIT BERDASARKAN DATA ANOMALI GAYABERAT DI DAERAH TANJUNG ULIE HALMAHERA TENGAH. JGE (Jurnal Geofisika Eksplorasi), 3(2), 92-107.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Pretest
Lampiran 2. Tugas
Nama : Muhammad Faridz Al Hayat
NPM : 2055051004
Kelompok : 3 (Tiga)
Tugas Bab 9
a. Hitung untuk density : 1 gr/ cc, 2 gr/cc dan 3 gr/cc dengan strike 50 m. Amati respon yang muncul dan lakukan analisa
Pada gambar diatas dapat dilihat terdapat 3 lapisan batuan yang memiliki nilai densitas yang berbeda. Pada lapisan pertama yang bewarna biru memiliki nilai densitas 1 gr/cc. hal tersebut dapat diidentifikasi bahwa batuan tersebut adalah adalah batuan sedimen seperti batu lempung. Lapisan kedua yang warna hijau dengan nilai densitas 2 gr/cc. Lapisan tersebut tersusun oleh batuan sedimen jenis sandstone. Pada lapisan terakhir warna merah nilai densitas sebesar 3 gr/cc. Lapisan tersebut merupakan batuan yang tersusun oleh batuan metamorf jenis sekis dan amphibolite. Pada model diatas profil cenderung cembung ke atas.
Hal tersebur terjadi karena nilai densitas yang diperoleh pada setiap lapisan yaitu bernilai positif.
b. Hitung untuk respon gravity model dibawah untuk density 2 gr/cc dengan nilai strike bervariasi dari : 25 m, 50 m dan 100 m. Amati respon yang muncul dan lakukan analisa
Berdasarkan gambar di atas, maka dapat diketahui bahwasannya terdapat 3 lapisan batuan yang memiliki nilai densitas yang sama. Lapisan pertama, kedua, dan ketiga menunjukkan batuan yang memiliki nilai densitas 2 gr/cc. lapisan tersbut ,erupakan batuan sedimen jenis sandstone yang ditandai dengan warna hijau pada penapang. Berdasarkan pemodelan diatas dapat diketahui bahwasannya profil hasil pemodelan anomaly gayaberat cenderung cembung ke atas. Hal ini dapat terjadi karena nilai densitas yang terekam pada setiap lapisan yaitu bernilai positif
c. Hitung respon gravity untuk model dibawah dengan density 2 gr/cc, strike 50 meter, tebal 75 m tetapi dengan kedalaman yang bervariasi mulai dari 10 m, 25 m, 50 m dan 100 m. Amati respon yang muncul dan lakukan analisa
Berdasarkan gambar di atas, maka dapat diketahui bahwasannya terdapat 4 model anomaly gayaberat yang memiliki nilai densitas yang sama yaitu 2 gr/cc yang nerwarna hijau. Profil hasil pemodelan anomaly gayaberat relatif naik turun. Hal tersebut terjadi karena nilai densitas yang diperoleh pada setiap lapisan yaitu bernilai positif 2. Berdasarkan profil di atas dapat diketahui bahwasannya anomaly gaya berat tertinggi berada pada kedalaman 10 meter dengan tebal benda anomaly sebesar 75 m. dan untuk benda anomaly kedua dengan kedalaman 25 meter mengalami penurunan nilai anomaly yang lebih kecil dibandingkan dengan nilai anomaly pada benda 1. Dan untuk nilai anomaly benda 3 yang berada pada kedalaman 50 meter juga mengalami penurunan dibandingkan nilai anomaly benda 1 dan 2.
Dan untuk benda 4 dengan kedalaman 100 meter mengalami nilai anomaly yang paling rendah dibandingkan ketigannya. Dari pernyataan diatas dapat disimpulkan bahwasannya semakin dalam suatu benda anomali maka semakin rendan pula nilai anomalinya, dan semakin dangkan keberadaan anomali maka semakin besar nilai anomali gayaberatnya.
