BAB 2 TEORI DASAR. Gambar 2.1. Sketsa gaya tarik dua benda berjarak R.

dokumen-dokumen yang mirip
BAB III TEORI DASAR (3.1-1) dimana F : Gaya antara dua partikel bermassa m 1 dan m 2. r : jarak antara dua partikel

BAB III. TEORI DASAR. benda adalah sebanding dengan massa kedua benda tersebut dan berbanding

BAB 2 LANDASAN TEORITIS PERMASALAHAN

MAKALAH GRAVITASI DAN GEOMAGNET INTERPRETASI ANOMALI MEDAN GRAVITASI OLEH PROGRAM STUDI FISIKA JURUSAN MIPA FAKULTAS SAINS DAN TEKNIK

BAB II TEORI DASAR METODE GRAVITASI

TEORI DASAR. variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan di bawah. eksplorasi mineral dan lainnya (Kearey dkk., 2002).

BAB III TEORI DASAR. 3.1 Metode Gayaberat

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III PENGUKURAN DAN PENGOLAHAN DATA. Penelitian dilakukan menggunakan gravimeter seri LaCoste & Romberg No.

BAB II METODE PENELITIAN

commit to user 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN. Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi

BAB III METODE PENELITIAN. Dalam penelitian survei metode gayaberat secara garis besar penyelidikan

III. TEORI DASAR. variasi medan gravitasi di permukaan bumi. Metode gayaberat dilandasi oleh

BAB I PENDAHULUAN I.1

BAB 2 TEORI DASAR 2.1 Metode Geologi

III. TEORI DASAR. Dasar dari metode gayaberat adalah hukum Newton tentang gayaberat dan teori

III. TEORI DASAR. kedua benda tersebut. Hukum gravitasi Newton (Gambar 6): Gambar 6. Gaya tarik menarik merarik antara dua benda m 1 dan m 2.

EKSPLORASI GAYA BERAT, oleh Muh Sarkowi Hak Cipta 2014 pada penulis GRAHA ILMU Ruko Jambusari 7A Yogyakarta Telp: ; Fax:

Gambar 4.2. Lokasi titik pengukuran gayaberat.

PEMODELAN DINAMIKA MASSA RESERVOIR PANAS BUMI MENGGUNAKAN METODE 4D MICROGRAVITY

BAB 5 ANALISIS DAN INTERPRETASI. 5.1 Analisis Data Anomali 4D Akibat Pengaruh Fluida

Gambar 4.7. Diagram alir dari proses inversi.

ISSN No Jurnal Sangkareang Mataram 63 INVERSI DATA GAYA BERAT 3D BERBASIS ALGORITMA FAST FORIER TRANSFORM DI DAERAH BANTEN INDONESIA

BAB III METODE PENELITIAN. Metode penelitian yang digunakan penulis adalah metode penelitian

IV. METODOLOGI PENELITIAN

MODUL FISIKA BUMI METODE GAYA BERAT

LAPORAN AKHIR PENELITIAN HIBAH KOMPTENSI APLIKASI METODE GAYABERAT MIKRO ANTAR WAKTU UNTUK PEMANTAUAN INTRUSI AIR LAUT DI KAWASAN SEMARANG UTARA

PEMETAAN ANOMALI BOUGUER LENGKAP DAN TOPOGRAFI SERTA PENENTUAN DENSITAS BOUGUER BATUAN DAERAH PANAS BUMI PAMANCALAN

INVERSI DATA GAYA BERAT 3D BERBASIS ALGORITMA FAST FORIER TRANSFORM DI DAERAH BANTEN INDONESIA

ANALISIS KETELITIAN PENGUKURAN GAYABERAT MENGGUNAKAN METODE GRID TERATUR DAN GRID ACAK

Jurnal MIPA 36 (1): (2013) Jurnal MIPA.

V. HASIL DAN PEMBAHASAN. Dengan batas koordinat UTM X dari m sampai m, sedangkan

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. berupa data gayaberat. Adapun metode penelitian tersebut meliputi prosesing/

KOREKSI-KOREKSI KONVERSI HARGA BACAAN KOREKSI PASANG SURUT KOREKSI DRIFT

PEMETAAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN DAERAH PANAS BUMI MG DENGAN METODE GRAVITASI. Magfirah Ismayanti, Muhammad Hamzah, Lantu

2014 PROGRAM PEMBUATAN KONTUR ANOMALI GAYABERAT MENGGUNAKAN METODE MESH POLYGON

BAB IV AKUISISI DAN PENGOLAHAN DATA

BAB II TEORI DASAR 2.1. Metode Geologi

2014 INTERPRETASI STRUKTUR GEOLOGI BAWAH PERMUKAAN DAERAH LEUWIDAMAR BERDASARKAN ANALISIS SPEKTRAL DATA GAYABERAT

Pengantar Praktikum Metode Gravitasi dan Magnetik

V. INTERPRETASI DAN ANALISIS

ANALISIS REDUKSI TOPOGRAFI DATA GAYABERAT DENGAN PENDEKATAN METODE LA FEHR DAN WHITMAN PADA PENENTUAN ANOMALI BOUGUER

BAB III METODE PENELITIAN. Data yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah data gayaberat daerah

BAB I PENDAHULUAN. Gayaberat merupakan salah satu metode dalam geofisika. Nilai Gayaberat di

BAB III METODE PENELITIAN

BAB III METODOLOGI PENELITIAN. Dalam penelitian ini, ada beberapa tahapan yang ditempuh dalam

TUGAS AKHIR. oleh: NIM

2 1 2 D. Berdasarkan penelitian di daerah

Jurnal ILMU DASAR, Vol.15 No.1, Januari 2015: Filter Berbasis Model Satu Dimensi untuk Pemisahan Anomali Gayaberat Mikro Antar Waktu

BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar Belakang

PREDIKSI DISTRBUSI INTRUSI AIR LAUT MENGGUNAKAN METODE GAYA BERAT MIKRO ANTAR WAKTU STUDI KASUS DI SEMARANG UTARA

Identifikasi Zona Patahan di Sebelah Barat Gunung Api Seulawah Agam Berdasarkan Nilai Anomali Gravitasi

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang 1.2. Maksud dan Tujuan

BAB I PENDAHULUAN. Posisi Kepulauan Indonesia yang terletak pada pertemuan antara tiga

INVERSI GEOFISIKA (geophysical inversion) Dr. Hendra Grandis

Identifikasi Struktur Lapisan Bawah Permukaan Daerah Potensial Mineral dengan Menggunakan Metode Gravitasi di Lapangan A, Pongkor, Jawa Barat

Pemodelan Sintetik Gaya Berat Mikro Selang Waktu Lubang Bor. Menggunakan BHGM AP2009 Sebagai Studi Kelayakan Untuk Keperluan

Unnes Physics Journal

ANALISIS PENURUNAN MUKA AIR TANAH DI SEKARAN DAN SEKITARNYA BERDASARKAN DATA ANOMALI GAYA BERAT MIKRO ANTAR WAKTU PERIODE 2013

PEMODELAN ANOMALI GRAVITASI MENGGUNAKAN METODE INVERSI 2D (DUA DIMENSI) PADA AREA PROSPEK PANAS BUMI LAPANGAN A

Unnes Physics Journal

PENGUKURAN GAYA BERAT DI G. BATUR PEBRUARI - MARET 2009

Pemodelan Gravity Kecamatan Dlingo Kabupaten Bantul Provinsi D.I. Yogyakarta. Dian Novita Sari, M.Sc. Abstrak

Pemisahan Anomali Regional-Residual pada Metode Gravitasi Menggunakan Metode Moving Average, Polynomial dan Inversion

PERHITUNGAN DEFISIT AIR TANAH DAERAH SEMARANG BERDASARKAN INVERSI ANOMALI 4D MICROGRAVITY

Gambar 4.1. Peta penyebaran pengukuran gaya berat daerah panas bumi tambu

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA

PRESENTASI SIDANG SKRIPSI. 23 Juli 2012 Lutfia P.I.A

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Gaya berat adalah salah satu metode dalam geofisika. Metode gayaberat

STUDI IDENTIFIKASI STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN DAN KEBERADAAN HIDROKARBON BERDASARKAN DATA ANOMALI GAYA BERAT PADA DAERAH CEKUNGAN KALIMANTAN TENGAH

STUDI IDENTIFIKASI STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN DAN KEBERADAAN HIDROKARBON BERDASARKAN DATA ANOMALI GAYA BERAT PADA DAERAH CEKUNGAN KALIMANTAN TENGAH

Geodesi Fisis. Minggu II,III : Review Medan Gayaberat Bumi Metode Pengukuran Gayaberat. Isna Uswatun Khasanah

Studi Anomali Gayaberat Free Air di Kota Surabaya

BAB III GERAK LURUS. Gambar 3.1 Sistem koordinat kartesius

PENYELIDIKAN GAYA BERAT UNTUK PEMETAAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN DI DAERAH KARANGANYAR BAGIAN BARAT FATHONI SUKMA HIDAYAT M

BAB IV PENGOLAHAN DAN ANALISA ANOMALI BOUGUER

Materi dan Soal : USAHA DAN ENERGI

MONITORING PERGERAKAN FLUIDA PANAS BUMI MENGGUNAKAN METODE 4D MICROGRAVITY PADA LAPANGAN PANAS BUMI KAMOJANG

BAB I PENDAHULUAN. lempeng besar (Eurasia, Hindia-Australia, dan Pasifik) menjadikannya memiliki

BAB III APLIKASI METODE EULER PADA KAJIAN TENTANG GERAK Tujuan Instruksional Setelah mempelajari bab ini pembaca diharapkan dapat: 1.

DAFTAR ISI... HALAMAN JUDUL... LEMBAR PENGESAHAN... PERNYATAAN KEASLIAN KARYA ILMIAH... INTISARI... ABSTRACT... KATA PENGANTAR...

BAB III METODE PENELITIAN

Analisis Perubahan Densitas Bawah Permukaan Berdasarkan Data Gaya Berat Mikro Antar Waktu, Studi Kasus Di Semarang

Kalian sudah mengetahui usaha yang dilakukan untuk memindahkan sebuah benda ke arah horisontal, tetapi bagaimanakah besarnya usaha yang dilakukan

INTERPRETASI ANOMALI GAYA BERAT DAERAH LUWUK, SULAWESI TENGAH

Gambar 3.1. Daerah Penelitian (Sumber : Google Earth)

Fisika Umum (MA-301) Gerak Linier (satu dimensi) Posisi dan Perpindahan. Percepatan Gerak Non-Linier (dua dimensi)

Pembahasan Soal Gravitasi Newton Fisika SMA Kelas X

Quantitative Interpretation of Gravity Anomaly Data in Geothermal Field Seulawah Agam, Aceh Besar

Identifikasi Perubahan Muka Air Tanah Berdasarkan Data Gradien Vertikal Gaya Berat Antar Waktu

Identifikasi Struktur Bawah Permukaan Dengan Menggunakan Metode Gravity Di Desa Sumbermanjingwetan dan Desa Druju Malang Selatan

BAB 4 PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA GEOFISIKA

BAB IV PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA GEOFISIKA

PROGRAM PEMBUATAN KONTUR ANOMALI GAYABERAT MENGGUNAKAN METODE MESH POLYGON

PENENTUAN STRUKTUR BAWAH PERMUKAAN KOTA MAKASSAR DENGAN MENGGUNAKAN METODE GAYABERAT (GRAVITY)

Pendugaan Struktur Patahan Dengan Metode Gayaberat

ANTIREMED KELAS 11 FISIKA

BAB IV PENGOLAHAN DAN INTERPRETASI DATA GEOFISIKA

BAB 5: DINAMIKA: HUKUM-HUKUM DASAR

Transkripsi:

BAB 2 TEORI DASAR 2.1 Konsep Dasar Gayaberat Dasar teori dari metode gayaberat adalah Hukum Newton. Hukum umum gravitasi menyatakan bahwa gaya tarik-menarik antara dua buah benda sebanding dengan kedua massa benda dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara pusat kedua massa tersebut (Gambar 2.1). (2-1) Hukum Newton tentang gerak menyatakan bahwa gaya adalah besarnya perkalian dari massa dan percepatannya. F = mg (2-2) Gambar 2.1. Sketsa gaya tarik dua benda berjarak R. Persamaan (2-1) dan (2-2) dikombinasikan sehingga didapatkan sebagai berikut: keterangan: F = gaya (N) G = konstanta gayaberat = 6.67 x 10-11 Nm 2 /kg 2 M = massa benda M (kg) m = massa benda m (kg) R = jarak antar pusat massa benda (m) g = percepatan (m/s 2 ) (2-3) 6

Dari persamaan ini, terlihat bahwa besarnya gayaberat berbanding langsung dengan massa penyebabnya, sedangkan massa berbanding langsung dengan rapat massa (ρ) dan volume benda (yang berhubungan dengan geometri benda). Dengan demikian, besarnya gayaberat yang terukur akan mencerminkan kedua besaran tersebut. 2.2 Satuan Gayaberat Gayaberat yang dimaksud dalam metode ini, identik dengan percepatan gravitasi (berdasar Persamaan 2-3). Satuan yang digunakan dalam sistem c.g.s adalah cm/det 2. Untuk menghormati Galileo (yang melakukan pengukuran percepatan akibat pengaruh gravitasi pertama kali, di menara Pisa), 1 cm/det 2 disebut dengan Gal. Besar gayaberat bumi secara umum berkisar 980 Gal, sedangkan anomali gaya berat dalam kegiatan eksplorasi adalah dalam orde mgal (untuk prospek hidrokarbon/panasbumi), dan orde μgal (untuk geoteknik/mineral). Tingkat ketelitian alat yang dibutuhkan sesuai dengan besar anomali targetnya. Pada survei gayaberat mikro 4D satuan yang digunakan adalah μgal. Berikut adalah beberapa konversi satuan gayaberat: g = 9.8 m/det 2 1 mgal = 10-3 Gal = 980 cm/det 2 1 μgal = 10-6 Gal 1 Gal = 1 cm/det 2 = 10-3 mgal = 10-2 m/det 2 2.3 Koreksi Data Gayaberat Alat ukur gayaberat tidak memberikan harga gayaberat secara langsung karena pengukuran di suatu titik permukaan bumi dipengaruhi oleh berbagai faktor diantaranya variasi topografi, variasi ketinggian, pasang surut, goncangan pada pegas alat, lintang dan variasi densitas bawah permukaan. Dalam melakukan survei gayaberat diharapkan hanya didapatkan variasi densitas bawah 7

permukaan. Oleh karena itu, perlu diperhitungkan beberapa koreksi sebelum hasil survei dapat diinterpretasi secara geologi. Koreksi yang dilakukan meliputi: tidal (pasang surut bumi), drift (apungan), latitude (garis lintang), koreksi free- untuk air, koreksi Bouguer, Terrain (topografi). Padaa metode gayaberat mikro 4D, terutama dalam penerapannya pemantauann dinamika fluida, asumsi yang digunakan adalah tidak ada perubahan geometri dan volume sumber anomali padaa selang waktu tertentu. Dengan demikian, semua koreksi yang berhubungan dengan elevasi dan ketinggian tidak perlu dilakukan. Koreksi yang diberlakukan pada gayaberat mikro 4D hanya koreksi tidal dan koreksi drift. Untuk kasus lingkungan yang melibatkan adanya pengurangann massa di bawah permukaan tanah, dampak di permukaan adalah terjadi amblesan. Permukaan tanah yang turun menyebabkan lokasi titik pengukuran akan semakin dekat dengan sumber anomali. Untuk mendapatkan anomali yang menggambarkan dinamika fluida di bawah permukaan tanah, maka perlu dilakukan koreksi amblesan setiap selang waktu pengukuran. 2.3.1 Koreksi Tidal (Pasang Surut) Gambar 2.2. Skematikk pengaruh gayaberat bulan terhadap titik p di permukaan bumi. 8

Koreksi pasang surut pada pengukuran gayaberat dilakukan untuk memperhitungkan pengaruh benda-benda di luar bumi seperti matahari dan bulan. Pasang surut bumi dapat memberikan pengaruh gravitasi hingga 0.3 mgal, dengan periode ± 12 jam. Harga koreksi tidal bergantung pada lintang dan waktu. Berikut adalah persamaan pengaruh gayaberat bulan di titik p (Longman, 1959): 2 53 3 (2-4) Keterangan: U p = potensial di titik p akibat pengaruh bulan θm = lintang Bl = bulan Bm = bumi c = jarak rata-rata ke bulan r = jari-jari bumi ke titik p R = jarak dari pusat bumi ke bulan 2.3.2 Koreksi Drift (Apungan) Koreksi drift diterapkan sebagai akibat adanya perbedaan pembacaan gayaberat dari stasiun yang sama pada waktu yang berbeda. Hal ini dapat terjadi karena adanya guncangan pegas alat pengukur gayaberat selama proses perpindahan dari stasiun satu ke stasiun lainnya. Untuk menghilangkan efek ini, akuisisi data dibuat dalam suatu rangkaian tertutup, sehingga besar penyimpangan tersebut dapat diketahui dan diasumsikan linier pada selang waktu tertentu. Berikut adalah persamaan yang digunakan untuk menghitung harga koreksi drift (asumsi besar penyimpangan adalah linier terhadap waktu): (2-5) keterangan: drift : koreksi drift (mgal) : Aliod (mgal) + tidal (mgal) g N 9

g Nakhir : harga g N pada pengukuran stasiun terakhir g Nawal : harga g N pada pengukuran stasiun awal dalam satu loop t awal : waktu pengukuran stasiun awal dalam satu loop t Nakhir : waktu pengukuran stasiun akhir dalam satu loop t stasiun : waktu pengukuran stasiun ke-n, dimana n=1, 2, 3, dst Gambar 2.3. Sketsa pengambilan data gayaberat dengan loop tertutup. 2.3.3 Koreksi Amblesan Pengukuran yang dilakukan pada awal pengukuran dan pengukuran selanjutnya memiliki perbedaan elevasi (akibat amblesan). Akibatnya jarak titik ukur dari permukaan terhadap kedalaman target juga berbeda. Berikut adalah penurunan rumus untuk mendapatkan koreksi amblesan. Ilustrasi pada Gambar 2.3, pengukuran sebelum amblesan terjadi (titik pengukuran awal) dan setelah amblesan terjadi (titik pengukuran akhir) memberikan harga Simple Bouguer Anomaly (SBA) masing-masing adalah sebagai berikut: (2-6) (2-7) Persamaan ini mengambil asumsi sebagai berikut: amblesan terjadi lokal dan tidak terjadi perubahan topografi yang signifikan di sekitarnya (koreksi medan/ Terrain tidak dilakukan), pengukuran di titik yang sama, dan sumber anomali target sama. Harga Free-Air Correction (FAC) dan Bouguer Correction (BC) diberikan sebagai berikut: 10

0.308769 0.0004398 7.2125 10 (2-8) 24.19310 (2-9) Persamaan (2-7) dan (2-8) diperoleh berdasarkan (Heize et al, 2005). Untuk mengetahui besarnya koreksi amblesan 1 meter (H = 1m) di daerah Semarang (φ (lintang) 7 ) dengan harga densitas batuan rata-rata permukaan ρ=2.0 g/cc, didapatkan harga FAC dan BC masing-masing adalah -0.308762495 mgal/meter dan 0.08386 mgal/meter. Persamaan (2-7) jika dikurangkan dengan (2-6) akan memberikan anomali 4D sebagai berikut: 0.308762568 8.386 10 0.224902495 (2-10) Maka perubahan gayaberat akibat adanya amblesan memberikan harga sebesar 0.224902495 mgal/meter. Gambar 2.4. Ilustrasi untuk pengukuran amblesan pada survei gayaberat. 2.4 Gayaberat Mikro 4D Metode gayaberat mikro 4D merupakan pengembangan dari metode gayaberat dengan dimensi keempatnya adalah waktu. Prinsip dari metode gayaberat mikro 4D adalah pengukuran dilakukan secara berulang (harian, 11

mingguan, bulanan, atau tahunan) menggunakan gravitimeter yang teliti dalam orde mikrogal. Dengan demikian bisa diketahui perubahan nilai gayaberat di suatu titik pada selang waktu pengukuran dilakukan. Perubahan nilai gayaberat mikro ini bisa disebabkan oleh: perubahan fluida bawah permukaan, amblesan, perubahan topografi dan bangunan baru di sekitar titik pengamatan, dan lain-lain. Gambar 2.5 menunjukkan skematik respon gayaberat antar waktu yang diakibatkan penambahan dan juga pengurangan air tanah. Anomali positif berkaitan dengan imbuhan air tanah, sedangkan anomali negatif merespon pengurangan air tanah. Gambar 2.5. Skematik model gayaberat mikro antar waktu pengurangan dan imbuhan air tanah. 2.5 Pemodelan Inversi Pemodelan inversi di sini adalah pemodelan inversi menggunakan perangkat lunak Grav3D (dibuat oleh UBC Geophysical Inversion Facility, Department of Earth and Ocean Sciences, University of British Columbia). 12

Pemodelan inversi yang dituliskan di bawah ini bersumber dari makalah Li dan Oldenburg (1998). Bumi dimodelkan dengan menggunakan sejumlah sel rectangular dari densitas dan kemudian distribusi densitas akhir diperoleh dengan meminimalisir fungsi model objektif untuk menyesuaikan antara model dengan data lapangan. Komponen vertikal dari medan gayaberat pada observasi ke-i dan lokasi r i diberikan dengan persamaan berikut ini: (2-11) dimana adalah distribusi massa anomali, dan γ adalah konstanta gravitasi Newton. Tujuannya adalah menentukan densitas ρ secara langsung dari data gayaberat yang diberikan (F z ). Sementara itu error atau ketidak-sesuain antar data observasi dan hasil model, diberikan oleh persamaan berikut ini: (2-12) dimana d obs = ( F 1,..., F ) T adalah vektor data, d adalah data prediksi, W d = z zn diagonal ( 1 σ1,...,1 σ N ), danσ i adalah standar deviasi datum ke-i. Model yang diterima adalah model yang menyebabkan φ d yang cukup kecil. Untuk memperoleh sebuah model yang teliti, didefinisikan fungsi obyektif densitas dan meminimalkan jumlah target untuk kecocokkan data. Fungsi obyektif merupakan fungsi yang tidak dapat berdiri sendiri namun secara umum kita memerlukan model yang memiliki densitas referensi ( ρ 0 ). Fungsi obyektif adalah sebagai berikut (2-13) dimana fungsi w s, w x, w y, dan w z adalah fungsi bobot spasial sedangkan αs, αx, αy, αzadalah koefisien yang mempengaruhi komponen relatif fungsi objektif yang berbeda. W(z) adalah fungsi bobot kedalaman. Persamaan fungsi obyektif dapat digunakan untuk membangun banyak model yang berbeda. Model referensi ρ 0 dapat berupa densitas yang diestimasi 13

dari penyelidikan sebelumnya namun dapat pula berupa model nol. Fungsi w s mengontrol model final terhadap model referensi. Namun fungsi ini dapat dihilangkan jika tidak diinginkan. Sementara fungsi w x, w y, w z dapat didesain untuk meningkatkan struktur beberapa wilayah dalam domain model. Model referensi dan keempat fungsi bobot 3-D dapat ditambah dengan beberapa informasi lainnya seperti pengetahuan mengenai kontras densitas, data survey geofisika lainnya maupun dari pemahaman interpreter mengenai geologi dan hubungannya dengan densitas. Jika hal ini dilakukan, bukan saja model yang dihasilkan memiliki error yang kecil tetapi mewakili model bumi. Untuk memperoleh solusi numerik ke dalam problem inversi, maka sangat penting sekali untuk mendiskrit masalah. Hal ini dilakukan dengan membagi wilayah sumber ke dalam beberapa sel dengan mesh 3-D dan mengasumsikan nilai densitas yang konstan dalam setiap sel. 14