Metode Gravitasi

Awal dimulainya ilmu geofisika dimulai dengan adanya penemuan mengenai teori sifat magnetic bumi oleh Gilbert dan teori gravitasi oleh Newton. Geofisika sendiri memiliki arti yang berhubungan dengan fisika bumi dan atmosfer yang menyusunnya. Salah satu dari metode dalam geofisika adalah metode gravitasi. Pada awalnya metode ini digunakan untuk mengetahui keadaan struktur bawah permukaan serta aktifitas gunung berapi. Pada perkembangannya metode gravitasi menjadi metode geofisika pertama yang digunakan di eksplorasi minyak dan gas alam (Nabighian dkk, 2005).

Dasar Teori

Prinsip dasar fisika yang mendasari metode gravitasi adalah hukum Newton tentang gaya tarik menarik antar partikel.

Dari besar gaya tarik-menarik yang kita dapatkan, kita dapat mengetahui besar medan yang mempengaruhi alat pengukur yang digunakan, hasil terukur ini disebut medan gravitasi.

Variasi persebaran nilai gravitasi dan hal-hal yang mempengaruhinya dapat dilihat pada gambar dibawah.

Hal-hal yang mempengaruhi persebaran nilai gravitasi di permukaan bumi antara lain:

• Adanya perbedaan jari-jari bumi. Jari-jari bumi cenderung lebih besar pada garis khatulistiwa. (mengurangi nilai gravitasi)
• Adanya kelebihan massa pada bagian khatulistiwa. (menambahkan nilai gravitasi)
• Adanya rotasi bumi yang berakibat adanya gaya sentripetal pada bagian khatulistiwa bumi. (mengurangi nilai gravitasi)

Akuisisi Data

Akuisisi data gravitasi dapat dibagi menjadi 2 yaitu pengukuran secara absolut dan relative.

• Pengukuran secara absolut dilakukan dengan mengukur langsung besar medan gravitasi yang mempengaruhi titik pengukuran.
• Pengukuran secara relative dilakukan dengan membandingkan medan gravitasi pada satu titik terhadap satu titik acuan.

Pengukuran secara relative biasa digunakan dalam penentuan struktur dalam eksplorasi. Hal yang paling utama yang harus diperhatikan dalam pengukuran relative adalah adanya looping pengukuran di base. Berikut ini beberapa alat yang digunakan dalam pengukuran gravitasi relative.

Pengolahan Data Gravitasi

Pengolahan data gravitasi dibagi menjadi 2 yaitu perhitungan gravitasi observasi dan perhitungan gravitasi teoritis. Berikut merupakan flowchart pengolahan data gravitasi.

Perhitungan gravitasi observasi

• Konversi ke dalam satuan miligal (menggunakan instrument LaCoste Romberg relative gravimetric). Angka bacaan di alat harus di konversikan ke dalam satuan mGal.

Dengan :

g_ukur      : nilai gravitasi terukur (mgal)

Vim       : Value in miligal pada batas CR

CR         : Counter Reading yang diperoleh dari tabel alat

SB         : Angka yang terbaca pada alat

FFI       : Factor for Interval yang diperoleh dari tabel alat

• Koreksi Feedback. Feedback merupakan besar nilai gaya yang telah dikonversikan menjadi satuan alat yang digunakan agar dapat menghilangkan subjektifitas dalam data tersebut.

Dengan :

g_ukur       : nilai gravitasi terukur (mgal)

FB         : feedback (milivolt)

FCF       : feedback calibration factor (millivolt per dial turn)

FFI        : factor for interval

• Koreksi Pasang Surut. Adanya pengaruh dari matahari dan bulan yang memiliki massa yang besar berakibat pada nilai pengukuran. Pengaruh keduanya dapat mencapai 0.3 mGal.

Dengan :

g_{TerkoreksiPasut}         : nilai g_ukur yang telah terkoreksi pasang surut (mgal)

g_ukur                        : nilai gravitasi terukur (mgal)

Koreksi Pasut        : nilai koreksi pasut (mgal)

• Koreksi tinggi alat. Koreksi ini dilakukan karena perbedaan antara posisi alat dengan permukaan bumi. Walaupun perbedaannya kecil, nilai koreksi ini tidak dapat diabaikan dikarenakan dibutuhkannya data yang akurat dalam metode ini.

Dengan :

g_TerkoreksiTA          : nilai g_ukur yang telah terkoreksi tinggi alat (mgal)

g_{TerkoreksiPasut       :} nilai g_ukur yang telah terkoreksi pasut (mgal)

TA                           : tinggi alat (m)

• Koreksi Drift. Koreksi ini dikarenakan adanya efek penambahan panjang pegas akibat kelelahan dipakai terus menerus. Koreksi ini dilakukan dengan cara melakukan looping pada titik base.

Dengan :

T_i                : waktu pengukuran pada titik ukur

T_awal          : waktu pengukuran pada base awal

T_akhir         : waktu pengukuran pada base akhir

g_BaseAwal    : nilai g_ukur rata – rata pada base awal (mgal)

g_BaseAkhir  : nilai g_ukur rata – rata pada base akhir (mgal)

• Delta g. delta g merupakan besar perbedaan nilai gravitasi titik ukur dengan nilai gravitasi yang titik base ( nilai gravitasi titik base diketahui)

Dengan :

g_{terkoreksidrift}           : nilai gravitasi di titik ukur yang telah dikoreksi drift

G_referensi                   : nilai gravitasi di titik yang gravitasi mutlaknya telah diketahui

Perhitungan anomaly gravitasi

• Gravitasi teoritis merupakan nilai gravitasi yang bumi pada bagian spheroid bumi. Nilai gravitasi teoritis dipengaruhi oleh posisi latitude suatu daerah.

• Koreksi free-air digunakan untuk mengkoreksi topografi lokasi pengukuran terhadap datum.

Dengan

g_FA           : nilai koreksi Free Air

h              : ketinggian titik ukur (m)

• Koreksi Bouguer digunakan untuk mengurangi pengaruhi massa besar yang ada disekitar titik pengukuran.

Dengan :

G_ABS      : nilai Anomali Bouguer Sederhana

p             : densitas batuan

h             : ketinggian titik ukur (m)

• Koreksi terrain. Koreksi ini dilakukan karena adanya penambahan nilai gravitasi akibat adanya perbedaan topografi disekitar daerah pengukuran. Koreksi ini berasosiasi dengan adanya bukit ataupun lembahan yang ada disekitar titik pengukuran. Untuk mendapatkan nilai koreksi terrain tersebut dapat digunakan diagram Hammer ataupun peta DEM (Digital Elevation Model).

• Anomaly Bouguer Lengkap (ABL)

Dengan :

g_ABL         : nilai Anomali Bouguer Lengkap (mgal)

g_n                : nilai gravitasi lintang (mgal)

g_FA           : nilai koreksi free air (mgal)

g_BS              : nilai koreksi Bouguer (mgal)

terrain     : nilai koreksi terrain (mgal)

Setelah mendapatkan nilai Anomali Bouguer Lengkap tersebut, lakukan plotting menggunakan sufer nilai tersebut bersamaan dengan posisi x dan y tiap pengukuran.

Referensi:

• Dermawan,Airlangga.2010.Rekonseptualisasi dan Pemrograman Reduksi Data Gravitasi Serta Pemetaan ke Koordinat Teratur (Gridding) Menggunakan Bahasa Pemrograman Visual Basic.FMIPA UGM.Yogyakarta

Rafli Rachman, Geofisika 2012