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.