Modul 3 Akuiii data gravitai 1. Lua Daerah Survey Lua daerah urvey dieuaikan dengan target yang diinginkan. Bila target anomaly berukuran lokal (cukup kecil), maka daerah urvey tidak perlu terlalu lua, diperkirakan ekitar 5 x 5 km 2 dengan pai titik amat yang cukup rapat (ekitar 200 meter). Bila target merupakan truktur geologi yang cukup bear, maka daerah pengamatan dapat diperlua menjadi ekitar 10 x 10 km 2 /d 20 x 20 km 2 atau lebih lua lagi. Pengamatan pada lokai yang diperkirakan merupakan lokai anomali dibuat lebih rapat. Peta lapangan yang digunakan dieuaikan dengan lua daerah pengamatan, namun hendaknya tidak lebih kecil dari 1 : 25000. 2. Peralatan Yang Dipergunakan Peralatan yang digunakan dalam urvey adalah : 1. Gravitymeter LaCote & Romberg Model G-1118 MVR Feedback Sytem yang mempunyai ketelitian 0.005 mgal dan atau gravitymeter lainnya (mialkan Worden) 2. GPS, 2 buah Trimbel Navigation 4600 LS Geodetic Sytem Surveyor Single Frequence dan perlengkapannya, atau ejeninya. 3. Alat-alat bantu berupa penunjuk waktu (jam tangan), kompa, pelindung peralatan (payung) dan Handy Talky. 3. Penentuan Lokai Pengukuran Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam penentuan lokai pengukuran adalah penyediaan peta topografi dan peta geologi. Untuk keperluan orientai medan digunakan peta topografi kala terkecil yang teredia. Setelah teredia peta yang euai kemudian ditentukan lintaan pengukuran dan bae taiun yang harga percepatan gravitainya diketahui (diikatkan dengan titik yang telah diketahui percepatan gravitainya). Penentuan lintaan, titk ikat dan bae taiun diuahakan edemikianrupa ehingga pelakanaan pengukuran efektif dan memenuhi aaran. Pengambilan data poii dan pengukuran medan gravitai dilakukan ecara beramaama. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam menentukan titik pengukuran yaitu: 1. Letak titik pengukuran haru jela dan mudah dikenal, ehingga apabila dikemudian hari dilakukan pengukuran ulang akan mudah untuk mendapatkannya. 2. Lokai titik pengukuran haru dapat dibaca dalam peta. Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 1
3. Lokai titik pengukuran haru berifat permanen dan mudah dijangkau oleh peneliti, erta beba dari gangguan kendaraan bermotor, mein dan lain-lain. 4. Lokai titik pengukuran haru terbuka ehingga GPS mampu menerima inyal dari atelit dengan baik tanpa ada penghalang. Pada umumnya ruang pandang langit yang beba ke egala arah di ata elevai adalah 10 0 atau 15 0. Diamping itu titik pengukuran diuahakan jauh dari obyek-obyek reflektif yang mudah memantulkan inyal GPS, untuk meminimalkan atau mencegah terjadinya multipath. 4. Pembuatan Bae Station (Titik Ikat) Pengukuran Medan Gravitai Bearnya harga medan gravitai pada uatu bae taiun (titik ikat) pengukuran adalah : g g g g ) b ref ( relb relref dengan : g b = harga medan gravitai Bae Station (titik ikat) g = harga medan gravitai di titik refereni ref g relikk = harga pembacaan gravitai di titik ikat g = harga pembacaan gravitai di titik refereni relref 5. Format Data Lapangan Data yang diperoleh dari lapangan hendaknya dicatat didalam buku lapangan, tidak dalam lembaran kerta yang mudah hilang. Format data dieuaikan dengan data yang diamati, yaitu memuat emua data yang perlu dicatat. Data terebut antara lain : 1. Hari dan tanggal pengamatan, cuaca, oprator, dll. 2. Nama taiun (titik amat), mialkan L01-01, dimana L menyatakan lintaan, 01 adalah nomor lintaan dan 01 berikutnya adalah nomor titik amat. 3. Pembacaan kala gravitymeter. 4. Pembacaan feedback. 5. Tinggi alat ukur terhadap titik amat. 6. Bear paang urut teoriti (berupa table yang telah diiapkan lebih dulu). 7. Data lainnya berupa keterangan aat pengamatan atau dapat diii dengan eion pengukuran GPS pada titik terebut. Pengamatan terebut dapat dibuat tabel dalam bentuk contoh ebagai berikut : No Nama Sta. Skala pemb. feedback Tinggi alat Paang urut Ket. Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 2
Petunjuk prakti pemakaian Gravitymeter LaCote & Romberg I. Pendahuluan Kebutuhan dan harapan pada uatu kegiatan pengukuran di lapangan ialah dapat diperolehnya data yang tepat, benar dan akurat, karena data angat mempengaruhi hail akhir yang didapat. Untuk mengoperaikan gravitymeter dengan baik diperlukan eorang operator yang cermat, terutama dalam hal pengaturan dan pengamatan untuk memperoleh data medan gravitai yang akurat, baik di lapangan maupun di laboratorium. Pengetahuan yang baik tentang alat yang digunakan angat membantu memperoleh proedur yang benar dalam memperoleh data yang akurat. Gravitymeter LaCote & Romberg terdiri dari dua model, yaitu model G dan model D. Model G mempunyai jangkauan kala yang lebar (ekitar 7000 kala, etara dengan 7000 mgal), ehingga dalam pengoperaiannya tidak perlu diet ulang. Model D mempunyai ketelitian atu orde lebih tinggi dari model G, tetapi jangkau kala hanya ekitar 200 mgal. Ini berarti bila digunakan untuk pengukuran yang mempunyai variai medan gravitai lebih dari 200 mgal, gravitymeter perlu diet ulang pada alah atu titik amat di lapangan. Dalam bagian berikutnya hanya dibaha untuk gravitymeter LaCote & Romberg model G. Setiap gravitymeter LaCote & Romberg dalam pengukurannya menggunakan item pengukuran ecara relatif. Data yang terbaca dari gravitymeter tidak langung dalam atuan mgal, tetapi dalam atuan kala pembacaan, yang dapat dikonveri ke atuan mgal dengan menggunakan tabel kalibrai. Sitem pengungkit (lever) dan ekrup (crew) pada gravitymeter ini dikalibrai ecara teliti pada emua jangkauan pembacaan. Faktor kalibrai (yaitu tabel kalibrai) hanya bergantung pada item pengungkit dan ekrup pengukur, tidak pada pega lemah ebagaimana pada alat yang lain. Dengan alaan ini, faktor kalibrai pada gravitymeter LaCote & Romberg tidak berubah terhadap waktu ecara jela. Untuk mengeliminai perubahan, pengecekan terhadap faktor kalibrai dapat dilakukan ecara berkala. II. Menjalankan Gravitymeter Poii Pengamat terhadap Gravitymeter Untuk mendapatkan harga pembacaan yang teliti dan cepat, di amping kondii gravitymeter yang baik, peranan pengamat dalam melakukan pengamatan amat bear. Untuk itu angat dianjurkan : Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 3
1. Letakkan piringan pada titik amat yang ditentukan. Apabila titik amat tidak mungkin ditempati piringan (tanah labil, miring, banyak akar pohon, dll), diarankan titik amat dipindah, atau letakkan piringan di tempat yang memungkinkan edekat mungkin dengan titik amat. 2. Letakkan kotak pembawa gravitymeter di depan titik amat. 3. Uahakan berdiri menghadap alat dengan membelakangi matahari, dengan harapan inar matahari tidak mengenai gravitymeter. Apabila tidak memungkinkan, gunakan payung untuk melindungi gravitymeter. Demikian pula pada waktu hujan, dianjurkan untuk berhenti mengukur. Bila tetap haru dilanjutkan, lindungi gravitymeter dari air. 4. Perhatikan arah angin (terutama bila bertiup kencang) agar tidak mengganggu pergerakan benang bacaan. 5. Hindarkan alat-alat berat (kunci, koin, kacamata dalam aku, db.) berada di dekat gravitymeter pada aat mengukur. Dengan demikian gravitymeter terhindar dari kemungkinan kejatuhan barang-barang terebut. 6. Ambillah ikap erelak mungkin (diarankan dengan cara berlutut) pada aat mulai pengamatan. Jangan membuat banyak gerakan pada aat melakukan pengamatan. 7. Sediakan bantalan bila daerah pengamatan berada pada arean yang berbatu dan berkerikil. Menegakkan Gravitymeter Teknik menegakkan gravitymeter dilakukan dengan cara mengatur level memanjang dan melintang. Bila terdapat 2 tipe level (yaitu air dan elektronik), gunakan level elektronik. Lakukan langkah-langkah berikut untuk membantu menegakkan gravitymeter ecara empurna dalam waktu ingkat. 1. Letakkan piringan dan tekan ii-iinya pada permukaan tanah ehingga ketiga kakinya tertanam pada tanah ecara mantap. Lakukan ini dengan menguahakan gelembung nivo pada piringan berada di tengah. 2. Jika pengamatan dilakukan pada tanah yang lunak, letakkan ekeping papan, atau euatu yang lain ebagai landaan di antara piringan dan permuakaan tanah. Letakkan piringan di ata papan terebut ehingga mendapat kedudukan yang mantap. Tanpa ala papan (atau lainnya) 3. Buka penutup kotak pembawa dan perika temperatur gravitymeter. Untuk LaCote & Romberg G-1118, temperatur minimumnya adalah 55.7 0 C. Kabel penghubung batteray ebaiknya dalam keadaan beba. Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 4
4. Kelurakan gravitymeter dengan cara mengangkat pada bagian ekerup penegak dengan menggunakan ibujari dan jari lainnya menekan badan gravitymeter. Letakkan gravitymeter di ata piringan ecara hati-hati. Hindarkan gravitymeter dari goncangan dan benturan dengan benda-benda kera. 5. Geer gravitymeter untuk mendapatkan perkiraan poii tegak dengan cara edikit mengangkatnya. Lakukan dengan kedua telapak tangan dan ibu jari menempel pada bagian kiri dan kanan badan gravitymeter, edang jari lainnya menyangga pada bagian bawah gravitymeter. Bila level (elektronik atau gelembung) telah mendekati poii tengah (eimbang), hentikan pergeeran terebut. 6. Nyalakan lampu gravitymeter. 7. Gunakan ekerup penegak untuk mendapatkan poii tegak empurna. Pengaturan level ini dengan menggunakan ekerup-ekerup penegak yang berjumlah 3 buah. Uahakan menggunakan hanya 2 buah aja, yaitu alah atu ekerup memanjang dan atu ekerup melintang. Pembacaan gravitymeter. Tanpa MVR Feedback Setelah gravitymeter dalam poii tegak empurna, pembacaan gravitymeter dapat dilakukan dengan langkah-langkah ebagai berikut : 1. Putar ekerup pengunci (clamp) berlawanan jarum jam ampai habi. 2. Amati poii benang bacaan pada lena pengamatan. Perhatikan poiinya etelah berhenti bergerak, apakah terletak di ebelah kiri atau kanan gari baca (reading line, untuk LaCote & Romberg G-1118 adalah 3.0). 3. Amati dan gerakkan benang bacaan dengan memutar ekerup pembacaan ecara pelahan earah atau berlawanan jarum jam. Bila benang bacaan terletak di ebelah kiri putar ekerup pembacaan earah jarum jam dan ebaliknya. Hentikan putaran aat benang bacaan berimpit dengan gari baca. 4. Untuk mendapatkan harga pembacaan yang baik, putaran ekerup pembacaan diarankan dari arah kiri ke kanan (earah jarum jam). Langkah ini dapat langung dilakanakan bila benang bacaan terletak di ebelah kiri gari baca. Bila benang bacaan terletak di ebelah kanan gari baca, putar ekerup pembacaan berlawanan jarum jam hingga benang bacaan bergeer ke ebelah kiri gari baca. Baru kemudian lakukan putaran balik (earah jarum jam) ampai benang bacaan berimpit dengan gari baca. Hal Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 5
ini dilakukan untuk menghindari pembacaan emu (backlah) akibat putaran ekerup pembacaan yang tidak eragam. Catatan : Poii gari baca yang benar adalah keadaan dimana bata bawah (bagian kiri) dari benang bacaan berimpit dengan gari baca (lihat gambar). 5. Perika level memanjang dan melintang, bila level berubah lakukan pembetulan level untuk mendapatkan poii tegak empurna. Perika kembali poii benang bacaan, apakah maih berimpit dengan gari baca atau berubah. Bila berubah putar ekerup pembacaan lagi ampai mendapatkan poii benang pembacaan yang benar (Ingat aturan putaran dari kiri ke kanan). 6. Matikan lampu gravitymeter ecara pelahan, jangan membuat gerakan yang mengejut. 7. Putar ekerup pengunci earah jam ampai habi untuk mengunci pega. 8. Baca hail pengukuran pada kala pembacaan. Catatan : Jangan lupa untuk elalu melakukan pengecekan terhadap battery dan uhu alat, yaitu dengan memutar witch MVR Internal Feedback ke pilihan A untuk battery dan B untuk uhu. Bila battery udah mendekati angka 10, egera ganti dengan battery yang penuh. Untuk praktinya, lakukan penggantian battery tiap 6 atau 7 jam elama pengukuran di lapangan. Ingat pengukuran medan gravitai merupakan pengukuran relatrif dan hail bacaan maih dalam atuan kala baca. Untuk mendapatkan harga dalam mgal perlu dikonveri dengan menggunakan tabel kalibrai. Hail pembacaan merupakan hail dari pengamatan pada titik amat terebut. Untuk tiap titik amat dilakukan proedur yang ama. Langkah-langkah ini merupakan proedur bila pengamatan dilakukan tidak dengan menggunakan MVR feedback. Proedur pengamatan dengan menggunakan MVR feedback agak edikit lain. Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 6
Dengan menggunakan MVR Feedback 1. Hidupkan MVR feedback dengan memindahkan witchnya ke pilihan yang ditentukan (30 V atau 10 V). Lihat keterangannya pada bagian MVR feedback. 2. Pada titik amat yang ditentukan lakukan langkah 1 /d 6 ebagaimana bila tanpa MVR feedback 3. Amati bear pembacaan feedback pada DVM (Digital Volt Meter), pada bagian yang bertulikan MVR Internal Feedback, dengan memindah witchnya ke pilihan D (bila digunakan 10 V) atau E (bila 30 V). Pembacaan feedback dilakukan etelah angka tidak menunjukkan perubahan (udah kontan atau tabil) atau paling tidak udah lambat perubahannya. Uahakan pembacaan feedback mendekati angka nol, kecuali digunakan proedur pengukuran di lapangan dengan memanfaatkan feedback tanpa mengubah kala pembacaan. 4. Lakukan langkah 7 dan 8 ebagaimana pembacaan dengan tanpa feedback. III. PRINSIP KERJA ALAT Gravitymeter LaCote & Romberg G-1118 Gravitymeter LaCote & Romberg G-1118 terbuat dari bahan metal. Terdapat dua jeni gravitymeter LaCote & Romberg yaitu model D dan model G. Model G mempunyai range pengukuran ampai 7000 milligal, edangkan model D memiliki range pengukuran 200 milligal dan haru di-etting euai dengan tempat pengukurannya. Model D lebih enitif dibandingkan dengan model G. Bagian-bagian pokok dari gravitymeter LaCote & Romberg ini adalah (gambar I.1): 1. Zero-length pring adalah pega yang dipergunakan untuk menahan maa. Zero-length pring ini dipakai pada keadaan dimana gaya pega berbanding langung dengan jarak antar titik ikat pega dan titik tempat gaya bekerja. 2. Maa dan beam, berlaku ebagai maa yang berpengaruh atau berubah poii jika terjadi variai medan gravitai. 3. Hinge atau engel berlaku ebagai per atau pega peredam goncangan. 4. Micrometer digunakan untuk mengembalikan poii maa ke poii emula etelah maa terpengaruh oleh medan gravitai. Micrometer ini terbuat dari ulir-ulir dan pemutarannya dapat diatur dari nulling dial melalui gear box. 5. Long and hort lever yaitu tua untuk menghubungkan micrometer dengan zero-length pring. Sitem gravitymeter ini akan mempunyai tanggapan terhadap medan gravitai yang akan menyebabkan berubahnya poii maa dan beam. Perubahan poii maa akibat Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 7
tarikan gaya gravitai ini kemudian dieimbangkan atau dikembalikan pada poii emula dengan memutar nulling dial yang akan menggerakkan micrometer kemudian ke long and hort lever dan akhirnya ke zero-length pring. Gaya yang diperlukan untuk mengembalikan poii maa dan beam ke poii emula (dengan memutar nulling dial) diubah menjadi nilai gravitai, namun maih relatif bukan nilai gravitai mutlak pada titik terebut. Nilai ini ditampilkan dalam diplay digital dalam gravitymeter. Gambar 3.1. Gravitymeter LaCote & Romberg. Apabila keadaan zero-length empurna, maka berlaku peramaan : F = k (3-1) dengan k adalah kontanta pega dan adalah jarak antara titik pega dengan titik dimana gaya bekerja. LaCote & Romberg merancang zero-length pring eperti pada gambar 3.2, untuk mendapatkan uatu peralatan yang ecara teoriti mempunyai periode tak berhingga. Dari gambar 3.2 di ata, momen torka dari beban M adalah : Tg Mga co k( c) bin (3-2) k( c) b( yco ) Mga co (3-3) Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 8
Prak Metode Gravitai dan Magnetik Page 9 y c a b M k g 1 (3-4) ketika g meningkat ebear δg, pring length bertambah ebear δ dimana : y c a b M k g (3-5) Berdaarkan peramaan (I.5) terlihat bahwa pada peralatan ini tidak tergantung pada udut θ, β dan α, ehingga jika terjadi penyimpangan udut yang kecil dari titik keetimbangan maka gaya pada item ini tidak dapat kembali lagi dan ecara teorirti dapat diatur mempunyai periode tak berhingga. Gambar 3.2. Gambaran gerakan zero-length pring dalam gravitymeter.