PERHITUNGAN GAYA BERAT OBSERVASI (Laporan Praktikum Metode Gayaberat)
Oleh
Mutiara Aprillia Ayu 2015051077
LABORATORIUM TEKNIK GEOFISIKA JURUSAN TEKNIK GEOFISIKA
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG
2022
i
LEMBAR PENGESAHAN
Judul Praktikum : Perhitungan Gayaberat Observasi Tanggal Praktikum : 15 Maret 2022
Tempat Praktikum : Adi Jaya, Kec. Terbanggi Besar, Kab. Lampung Tengah Nama : Mutiara Aprillia Ayu
NPM : 2015051077
Jurusan : Teknik Geofisika
Fakultas : Teknik
Kelompok : 4 (Empat)
Bandar Lampung, 27 Maret 2022 Mengetahui,
Asisten
Muhammad Nurul NPM. 1815051031
ii
PENGUKURAN GAYABERAT OBSERVASI
Oleh:
Mutiara Aprillia Ayu
ABSTRAK
Telah dilaksanakan praktikum metode gayaberat dengan judul “Perhitungan Gayaberat Observasi” pada hari Selasa, 15 Maret 2022 secara online via google meet. Tujuan dari praktikum ini ialah praktikan dapat memahami mengenai koreksi apung dan koreksi pasang surut serta praktikan mampu melakukan konversi data gayaberat dari data hasil pengukuran gravitymeter, yaitu dari skala alat gravitymeter ke mGal, yang selanjutnya digunakan dalam proses pengolahan. Praktikum dimulai dengan pretest terlebih dahulu kemudian pembahasan mengenai pretest lalu pemaparan materi oleh asisten praktikum mengenai cara mengkonversi nilai gayaberat ke dalam mGal. Kemudian dalam perhitungan ini juga terdapat koreksi-koreksi yang digunakan yaitu koreksi pasang surut dan koreksi apungan.
Koreksi pasang surut adalah koreksi yang timbul karena disebabkan efek tarikan massa yang disebabkan oleh benda-benda langit. Koreksi pasang surut dilakukan untuk menghilangkan pengaruh gravitasi benda benda di luar angkasa (misalnya bulan) yang berubah-ubah terhadap lintang dan waktu. Sedangkan koreksi apungan atau drift correction yaitu koreksi yang dilakukan terhadap perbedaan nilai gravitasi yang terbaca pada alat setelah selang waktu tertentu. Setelah pemaparan materi mengenai perhitungan nilai gayaberat observasi, para praktikan diberikan tugas untuk melakukan pengolahan data gayaberat seperti mengkonversi bacaan, mengkoreksi gayaberat dengan koreksi tide & drift, dan juga melakukan perhitungan gayaberat observasi dengan menggunakan microsoft excell.
iii DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN ………...i
ABSTRAK ………...ii
DAFTAR ISI ………...iii
DAFTAR GAMBAR ………..iv
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ………...1
B. Tujuan Praktikum ………...1
II. TEORI DASAR III. METODOLOGI PRAKTIKUM A. Alat dan Bahan ………...4
B. Diagram Alir ………..5
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN A. Data Pengamatan ………...6
B. Pembahasan ………...6 V. KESIMPULAN
DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
iv
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1. Kertas HVS dan Alat Tulis...4
Gambar 2. Laptop ………...……….4
Gambar 3. Modul Praktikum...………..………...4
Gambar 4. Microsoft Excel ………...……...4
Gambar 5. Diagram Alir….…...………...5
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Gaya berat merupakan salah satu metode geofisika dimana pada prinsipnya metode ini didasarkan pada anomali gayaberat yang muncul karena adanya variasi rapat-massa batuan yang menggambarkan adanya struktur geologi dibawah permukaan bumi.
Adanya variasi rapat-massa batuan di suatu tempat dengan tempat lain akan menimbulkan medan gayaberat yang tidak merata, perbedaan inilah yang terukur di permukaan bumi.
Akuisisi data gaya berat merupakan proses pengukuran atau pengambilan data yang dilakukkan di suatu daerah survey. Sedangkan untuk mendapatkan harga pembacaan dalam satuan mgal maka harga pembacaan dari gravity meter harus dikonversikan terlebih dahulu ke harga milligal dengan menggunakan tabel konversi. Hal ini dilakukan karena besar nilai yang ditampilkan oleh gravitymeter belum mempunyai satuan dan untuk setiap model gravity meter mempunyai tabel konversi yang berlainan tergantung spesifikasi model alat tersebut. Untuk lebih memahami cara mengkonversi data gaya berat dari proses akuisisi, maka perlu dilakukan praktikum mengenai konversi data gaya berat ini agar dapat digunakan dalam proses pengolahan.
B. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Praktikan dapat memahami mengenai koreksi apung.
2. Praktikan dapat memahami mengenai koreksi pasang surut.
3. Praktikan dapat melakukan konversi nilai bacaan atau konversi data gayaberat
II. TEORI DASAR
Metode gravitasi merupakan salah satu metode geofisika yang cukup popular. Metode gravitasi termasuk kedalam metode geofisika pasif. Disebut pasif karena sumbernya berasal dari alam dan bukan buatan. Metode gravitasi prinsip dasarnya yaitu memanfaatkan variasi nilai densitas yang terdistribusi kedalam setiap lapisan bumi. Setiap lapisan pasti tersusun atas batuan serta mineral yang berbeda-beda hal itu menyebabkan pula nilai densitasnya berbeda-beda dan hal tersebut dapat mempengaruhi variasi medan gravitasi bumi. Sehingga akan terjadi suatu anomali gravitasi. Parameter yang diukur dalam metode ini yaitu nilai percepatan gravitasi pada lokasi survey. Adanya anomali gravitasi menandakan bahwa terdapat perbedaan striuktur lapisan maupun jenis batuan dan mineralnya. Batuan yang memiliki nilai densitas yang rendah maka nilai porositasnya tinggi. Porositas juga berbanding lurus dengan permeabilitas (Dinni, 2020).
Metode gayaberat merupakan salah satu metode geofisika yang memanfaatkan disribusi parameter percepatan gayaberat di permukaan bumi. Banyak faktor yang mempengaruhi variasi percepatan gayaberat bumi seperti pasang surut, kondisi morfologi, udara bebas, bentuk bumi, densitas batuan dan seterusnya. Variasi densitas batuan bawah permukaan merupakan faktor yang sangat penting dalam rangka mendapatkan penyebaran anomali gayaberat untuk prospeksi geofisika. Anomali Gayaberat Bouguer (ABL) merupakan 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 ini adalah nilai total anomali yang ditimbulkan oleh pengaruh rapat massa batuan dari inti sampai permukaan bumi yang selanjutnya akan dipisahkan menjadi anomali regional dan residual. Interpretasi secara kualitatif dilakukan terhadap penyebaran daerah anomali residual di daerah penelitian yang dihubungkan dengan kondisi geologi dekat permukaan (Andhika dkk, 2017).
Pengukuran gaya berat di lapangan banyak mengandung nilai-nilai yang bukan berasal dari refleksi bawah permukaan. Oleh karena itu sebelum data diolah dan diinterpretasikan lebih jauh diperlukan suatu proses reduksi yang berupa koreksi-koreksi terhadap nilai gaya berat hasil pengukuran lapangan. Koreksi-koreksi tersebut terdiri dari koreksi pasang surut, koreksi apungan, koreksi udara bebas, koreksi Bouguer, koreksi lintang, dan koreksi medan (Araffa et al., 2015).
Percepatan gravitasi bervariasi dari tempat ke tempat karena bumi mempunyai bentuk mendekati bentuk spheroid, relief permukaannya tidak rata, berotasi, berevolusi dalam sistem matahari serta tidak homogen, sehingga variasi gravitasi disetiap titik dipermukaan bumi dipengaruhi oleh berbagai faktorseperti lintang, ketinggian, topografi, pasang surut, dan variasi rapat massa bawah permukaan. Jadi, hasil data survei gravitasi perlu dikoreksi
3
untuk mendapatkan data yang hanya dipengaruhi oleh variasi rapat massa bawah permukaan (Amaliah, 2014).
Teknik pengolahan data dimulai dengan melakukan perhitungan koreksi terhadap data yang sudah didapat. Variabel-variabel data yang didapat, dimasukkan dalam persamaan di setiap koreksi gaya berat sesuai dengan keterkaitannya terhadap persamaan tersebut. Pengolahan atau perhitungan dari setiap koreksi gaya berat, dibantu dengan menggunakan software atau program Microsoft Excel. Untuk koreksi gaya berat yang pertama, ialah koreksi pasang surut. Dalam koreksi pasang surut, data-data yang terkait dengan persamaan koreksi adalah posisi, waktu, dan ketinggian. Biasanya koreksi pasang surut ini sudah terdapat pada drift dari alat setelah nilai koreksi pasang surut diperoleh, maka selanjutnya dilanjutkan untuk perhitungan koreksi kelelahan alat (drift) (Pane, 2015).
Dalam koreksi drift, data-data yang diperlukan adalah data nilai gaya berat, waktu, posisi, dan ketinggian. Setelah nilai koreksi drift diperoleh, maka kedua nilai koreksi ini dimasukkan pada sebuah persamaan untuk nantinya memperoleh nilai gobsyang dikaitkan juga dengan nilai g ikat. Gobs merupakan nilai gravitasi observasi, hasil hitungan dari koreksi pasang surut dan koreksi kelelahan alat (drift). Setelah mendapatkan nilai gobs, dilanjutkan dengan perhitungan koreksi lintang yang mengaitkan data posisi. Koreksi lintang adalah koreksi yang dikurangi dari gravitasi teramati (gobs) yang dipengaruhi oleh bentuk ellipsoid dan rotasi bumi (Pane, 2015).
Hasil pengukuran gayaberat dengan menggunakan alat gravimeter berdasarkan satuan pembacaannya dibagi menjadi dua macam, yaitu bacaan dalam satuan skala dan bacaan dalam satuan miliGal/microGal. Untuk bacaan yang masih dalam skala harus ditransfer ke dalam satuan miliGal atau microGal, sedangkan untuk gravimeter yang dimili bacaan dalam satuan miliGal atau microGal langsung bisa dipakai. Pada awalnya alat ukur gayaberat yang menggunakan sensor pegas, hasil bacaan pengukuran gayaberat belum dalam satuan gayaberat tetapi masih menggunakan satuan skala. Untuk itu perlu dilakukan konversi bacaan gayaberat dari satuan skala ke satuan miliGall. Pada umumnya nilai bacaan dari alat ini adalah relative terhadap base stasiun. Contoh alat ukur gayaberat yang menggunakan satuan skala yaitu Gravimeter Worden dan Gravimeter L&R. masing-masing alat gravimeter memiliki tyabel konversi sendiri-sendiri. Untuk alat yang masih baru konversi dilakukan menggunakan table tersebut, tetapi untuk alat yang Sudha lama maka perlu kalibrasi untuk mendapatakan nilai konversi yang baru (Sarkowi, 2020).
III. METODOLOGI PRAKTIKUM
A. Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan dalam praktikum ini adalah sebagai berikut:
Gambar 1. Kertas HVS dan Alat Tulis
Gambar 2. Laptop
Gambar 3. Modul Praktikum
Gambar 4. Microsoft Excel
5
B. Diagram Alir
Adapun diagram alir pada praktikum ini adalah sebagai berikut:
Gambar 5. Diagram Alir Mulai
Pemaparan Materi Oleh Asisten Praktikum
Memahami Cara untuk Mengkonversi Nilai Bacaan Gayaberat dari Skala ke mGal
Mendapatkan Hasil Perhitungan Grav. Obs dan Grafik Koreksi Drift Terhadap Waktu Melakukan Pengolahan Data yang Sudah Diberikan
Selesai
Menghitung Koreksi-Koreksi Agar Nilai Grav.Obs Akurat
Membuat Grafik Pehitungan Koreksi Drift
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A. Data Pengamatan
Adapun data pengamatan pada praktikum ini terdapat pada lampiran.
B. Pembahasan
Praktikum dilakukan pada hari Selasa, 15 Maret 2022 secara online via google meet.
Praktikum ini membahas mengenai “Perhitungan Gayaberat Observasi”. Tujuan dari praktikum ini ialah praktikan dapat memahami mengenai koreksi apung dan koreksi pasang surut serta praktikan mampu melakukan konversi data gayaberat dari data hasil pengukuran gravitymeter, yaitu dari skala alat gravitymeter ke mGal, yang selanjutnya digunakan dalam proses pengolahan. Seperti biasanya, sebelum praktikum dimulai, dilakukan pretest terlebih dahulu. Pretest tersebut berisi empat pertanyaan seputar pengukuran dan pengolahan data gayaberat seperti penjelasan mengenai koreksi pasang surut (tide) dan apungan (drift), menjelaskan nilai bacaan alat yang harus di konversi ke mgal dan menjelaskan apa maksud dari looping. Setelah kegiatan pretest ini selesai kurang lebih 20 menit dan dikumpulkan oleh asisten dosen masing-masing, maka dilanjutkan dengan penjelasan materi oleh asisten praktikum.
Koreksi tidal atau koreksi pasang surut merupakan koreksi yang disebabkan oleh efek tarikan massa yang disebabkan oleh benda-benda langit. Koreksi pasang surut dilakukan untuk menghilangkan pengaruh gravitasi benda-benda di luar angkasa (misalnya bulan) yang berubah-ubah terhadap lintang dan waktu. Koreksi pasang surut dilakukan dengan cara mengukur nilai gravitasi pada titik yang sama akan tetapi dengan interval waktu tertentu. Kemudian hasil pembacaan gravimeter diplot terhadap waktu supaya menghasilkan suatu persamaan yang dapat digunakan dalam perhitungan koreksi pasang surut. Nilai koreksi pasang surut ini selalu ditambahkan pada pembacaan gravitasi.
Umumnya koreksi ini tidak dapat langsung dilakukan oleh gravimeter. Selain itu dapat juga dikoreksi secara manual menggunakan software yang salah atunya adalah longman.
Dilakukannya koreksi pasang surut memiliki tujuan untuk mereduksi efek tarikan matahari dan bulan. Nilai koreksi ini berkisar diantara 0.3 mGal – 0.1 mGal.
Koreksi drift dilakukan terhadap perbedaan nilai gravitasi yang terbaca pada alat setelah selang waktu tertentu. Nilai bacaan gayaberat pada titik yang salah telah dikoreksi pasang surut gayaberat, kadang memberikan nilai yang berbeda baik lebih besar maupun lebih kecil. Perbedaan nilai bacaan setelah dikoreksi pasang surut ini biasanya disebut dengan koreksi drift atau koreksi apungan. Contoh koreksi apungan adalah kita mengukur di stasiun A pada pukul 10:00, kemudian pengukuran dilanjutkan ke stasiun lain. Ketika diukur lagi pada pukul 14:00, nilai yang terukur akan bergeser dan berbeda temperaturnya selama mobilisasi alat. Gravimeter menggunakan pegas yang amat dan sangat sensitive. Goncangan selama perjalanan menyebabkan pegas lebih renggang
7
sehingga pembacaan nilainya pun bergeser. Karena selama mobilisasi kemungkinan alat untuk terguncanf sangat tinggi, maka drift akan bertambah sesuai dengan waktu dan nilainya juga akan semakin besar. Koreksi drift ini dilakukan karena adanya efek penambahan panjang pegas akibat kelelahan karena dipakai terus menerus. Koreksi ini dilakukan dengan cara melakukan looping pada titik base. Untuk mengoreksinya, skenario pengukuran dibuat looping. Lopping adalah koreksi drft yang dilakukan untuk menghitung faktor kelelahan alat. Pengukuran dilakukan secara looping atau kembali ke tempat asalnya. Pengukuran looping ini dimulai di basecamp, pada suatu titik yang sudah ditandai, kemudian diakhiri dengan mengukur pada tempat yang sama setelah selesai mengukur seharian. Nilai gravitasi basecamp yang terukur pada saat akhir pengukuran nilainya akan berbeda dengan pengukuran awal. Prinsip dasar koreksi apungan ini adalah membagi nilai drift total ke setiap stasiun pengukuran proporsional terhadap waktu. Semakin akhir pengukuran yang dilakukan maka semakin besar juga nilai driftnya dan begitupun sebaliknya.
Gayaberat observasi (gobs) merupakan nilai gayaberat hasil pengukuran pada titik di permukaan bumi. Nilai gobs ini tidak langsung ditunjukkan dari gravimeter melainkan perlu dilakukan beberapa koreksi yang diperlukan. Rumus gayaberat observasi ialah gobs = ∆g stasiun – drift + tidal. Pada pengukuran penelitian ini diikatkan dengan base gayaberat Internasional (IGSN 71) DG0 di gedung utama kantor Pusat Geologi Indonesia Bandung. Dari hasil pengikatan terhadap nilai ikat gayaberat tersebut diperoleh harga gayaberat observasi (Gobs) daerah panas bumi Simisuh sebesar 977966,19 mgal pada titik stasiun basis (gbase). (gobs i= gobsbase + ∆g = 977966,19 mgal + ∆g).
Diakhir praktikum, praktikan diberikan tugas untuk melakukan pengolahan dan perhitungan menggunakan microsoft excell dari data yang telah diberikan. Adapun data dan hasil pengolahannya tertampil di lampiran. Di dalam data ini telah tersedia nilai dari UTM, waktu, pembacaan alat, dan nilai pengamatan pasang surut. Perolehan nilai data pada alat gravimeter harus dikonversikan terlebih dahulu ke dalam satuan gayaberat yakni miliGal. Setelah data dikonversi dalam satuan miliGal proses selanjutnya adalah dilakukan koreksi dengan koreksi tide. Koreksi ini selalu ditambahkan. Grav+Tide = Grav.Observasi + Koreksi Tide. Untuk mendapatkan nilai drift dapat dihitung dengan menggunakan persamaan = -0,0543*waktu awal + 0,0154. Dari perolehan nilai drift ini nantinya dapat dibuat grafik nilai drift terhadap waktu, yang mana waktu dan nilai drift yang digunakan disini ialah pada base awal dan base akhir. (Grafik tertampil di lampiran). Untuk memperoleh nilai Gravity Observation maka dapat dilakukan dengan menjumlahkan = GravRead+Tide, sehingga dari perolehan nilai Grav.Obs ini dapat dihitung nilai dari Grav.Loc dengan menggunakan rumus nilai = Grav.Obs ke n – Grav.Obs awal. Kemudian perhitungan data terakhir yakni Grav.Obs.Loc dapat dihitung dengan rumus = 978133,200 + Grav.Loc. Dimana nilai dari 978133,200 merupakan nilai pembacaan gravitasi pada waktu awal di lokasi pengukuran.
V. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan pada praktikum ini adalah sebagai berikut:
1. Koreksi pasang surut (tide-correction) merupakan koreksi yang disebabkan efek tarikan massa yang disebabkan oleh benda-benda langit. Koreksi pasang surut dilaksanakan dengan tujuan untuk mereduksi efek tarikan matahari dan bulan. Nilai koreksi ini berkisar diantara 0.3 mGal – 0.1 mGal.
2. Koreksi drift dilakukan terhadap perbedaan nilai gravitasi yang terbaca pada alat setelah selang waktu tertentu. Perbedaan nilai bacaan setelah dikoreksi pasang surut ini biasanya disebut dengan koreksi drift. Koreksi ini dilakukan dengan cara melakukan looping pada titik base. Lopping adalah koreksi drift yang dilakukan untuk menghitung faktor kelelahan alat.
3. Gobs merupakan nilai gayaberat hasil pengukuran pada titik di permukaan bumi . Nilai gobs ini tidak langsung ditunjukkan dari gravimeter melainkan perlu dilakukan beberapa koreksi yang diperlukan. Gayaberat observasi dapat dirumuskan dengan: gobs = ∆g stasiun – drift + tidal.
DAFTAR PUSTAKA
Adhika, J., Dwi, Fajar dan Agus. 2017. Penentuan Anomali Gayaberat Regional dan Residual Menggunakan Filter Gaussian Daerah Mamuju, Sulawesi Barat.
Eksplorium. 38(02): 89 – 98.
Amaliah, Rezky., dkk. 2012. Pemodelan Anomal Gravitasi Menggunakan Metode Inversi 2D (dua dimensi) Pada Area Prospek Panas Bumi Lapangan ‘A’.
Arrafa, S. A. S., Helaly, A. S., Khozium, A., Lala, A. M. S., Soliman, S. A., dan Hassan, N.
M. 2015. Delineating Groundwater And Subsurface Structures By Using 2D Resistivity, Gravity And 3D Magnetic Data Interpretation Around Cairo–Belbies Desert Road, Egypt. NRIAG Journal of Astronomy ang Geophysics, 4(1): 134-146.
Dinni, R.S. 2020. Metode Gravitasi dalam Analisis Cekungan Hidrokarbon. Blog.
Himpunan Mahasiswa Geofisika UGM: hmgf.fmipa.ugm.ac.id.
Sarkowi, Muhammad. 2020. Buku Praktikum Eksplorasi Gayaberat. Lampung: Universitas Lampung.
Pane, Siti. 2015. Aplikasi Microgravity Time-Lapse dalam Pemantauan Reservoir Panasbumi dengan Menggunakan Prisma Persegi Panjang. Skripsi. Bandung:
Program Studi Fisika, Institut Teknologi Bandung.
LAMPIRAN
Lampiran 1. Data Pengamatan
Tabel 1. Data Pengamatan
Gambar 1. Grafik Data Pengamatan
Lampiran 2. Pretest
Gambar 2. Pretest
