GRAVITY
Hei
sob, hari ini aku mau menjelaskan mengenai gravity. Sudah ada yang tau
gak gravity itu apa??..., kalo belum tau nih aku mau jelaskan sedikit
mengenai Teori Gravity.
Tapi sebelumnya aku mau jelasin dulu sejarah dari Teori Gravity biar kalian tau gimana Isac Newton itu bisa mencetuskan teori tersebut.
Begini
sob ceritanya, waktu itu Isac Newton sedang jalan-jalan di kebun apel,
lalu dia duduk di bawah salah satu pohon apel sambil membaca buku,
tiba-tiba kepalanya merasa sakit akibat buah apel yang jatuh dari
ranting pohon menimpa kepalanya. Setelah mengelus-ngelus kepalanya yang
benjol akibat buah apel yang jatuh di kepalanya, newton merenung sesaat
akibat peristiwa yang mengerikan yang barusan terjadi padanya. Sambil
memegang buah apel yang menimpa kepalanya, newton berpikir kenapa buah
apel ini tidak melayang saja atau terbang ketika buah tersebut terlepas
dari dahan pohonnya. Setelah dia bertapa 40 hari 40 malam di dalam gua
hantu, akhirnya dia mendapatkan sebuah teori mengenai Gravity yang
mengguncang dunia..,dan sampai saat ini teori ini masih digunakan dengan
sebutan Teori Gravity Newton.
Udah
tau kan sob, sejarah asal-muasal dari teori gravity. Jadi, itulah
sejarahnya dari teori gravity. Gara-gara buah apel yang jatuh dari
dahannya bisa menjadi sebuah teori yang hebat. Maka dari itu, semua yang
ada di dunia ini yang di ciptakan oleh Allah SWT menyimpan sebuah
misteri ilmu yang sangat besar. Cuma, kita aja bagaimana harus
mengungkapkannya..
TEORI GRAVITY
Oke, sekarang aku akan menjelaskan Teori Gravity seperti yang aku janjikan sebelumnya.
Teori
Gravity yaitu, teori dasar dari Hukum Newton tentang Gravitasi,yang
menyatakan “bahwa gaya antara dua benda bermassa m yang dipisahkan pada
jarak r akan berbanding lurus dengan perkalian massa dua benda tersebut
dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari kedua pusat massa
dari kedua benda tersebut”. Nah, gitu sob udah ngertikan ..
Secara matematis dapat di tuliskan sebagai berikut :
Bukan hanya bumi saja memiliki Gravitasi tapi, semua yang ada di
alam semesta memiliki Gravitasi walaupun memiliki nilai Gravitasinya
berbeda satu dengan yang lainnya. Pengaruh gravitasi dari tiap objek
meluas ke ruang di segala penjuru, dan untuk jarak yang tak terbatas.
Namun, kekuatan gaya gravitasi mengurangi cepat dengan jarak. Manusia
tidak pernah menyadari gravitasi matahari menarik mereka, karena
tarikannya sangat kecil pada jarak antara Bumi dan Matahari. Namun, itu
adalah gravitasi matahari yang membuat Bumi tetap dalam orbitnya! Kita
juga tidak sadar akan tarikan gravitasi bulan pada tubuh kita, tapi
gravitasi Bulan berpengaruh terhadap pasang surut yang sering terjadi
di Bumi.
Saat
kita berjalan di permukaan bumi, bumi menarik kita, dan kita tarik
kembali. Tetapi karena bumi jauh lebih besar daripada kita, tarikan dari
kita tidak cukup kuat untuk memindahkan Bumi.
Selain
tergantung pada jumlah massa, gravitasi juga tergantung pada seberapa
jauh dari sesuatu. Inilah sebabnya mengapa kita terjebak di permukaan
bumi bukannya tertarik ke matahari. Walupun Gravitasi matahari lebih
besar dari gravitasi
bumi, karena jarak kita lebih dekat dengan bumi lebih dekat dengan bumi
maka kita tetap berada di bumi daripada ketarik oleh matahari.
INSTRUMEN ALAT GRAVITY
Sob, aku sekarang akan jelasin mengenai Instrumen Alat Gravity.
Alat Gravity atau sering disebut Gravitimeter adalah alat yang digunakan
dalam Survey, jadi diharapakan kalian tenang membacanya biar kalian tau
mengenai Instrumen Alat gravity.
Sebelum
aku akan jelasin jenis-jenis Gravitimeter, aku akan mau jelaskan
sedikit secara umum bagaimana prinsip kerja gravitimeter.
Prinsip kerja gravimeter ini pada dasarnya merupakan suatu neraca pegas
yang mempunyai massa yang terkena gaya berat akan menyebabkan panjang
pegas berubah.
Berdasarkan hukum hook yang menyatakan bahwa perubahan panjang pegas
adalah sebanding dengan perubahan panjang gaya , maka:
F= m.g=k.s
Dan
Δs=(m/k).Δg
Dengan :
m = massa beban (kg)
k=konstanta elastic pegas (N/m)
Δs= perubahan panjang pegas (m)
Δg= perubahan gaya berat (m/s 2 )
Udah tau kan sob prinsip kerja Gravitimeter, yang dimana
Gravitimeter hanya menggunakan neraca pagas yang mempunyai massa yang
diberi gaya berat sehingga pegas menjadi panjang dan sesuai dengan hukum
hook ,”hubungan antara gaya F yang meregangkan pegas dan pertambahan panjang (X), didaerah yang ada dalam batas kelentingan pegas”.
Ok, sekarang aku mau jelaskan jenis-jenis Gravitimeter.
Gravitimeter ada dua jenis yaitu jenis stabil dan juga jenis yang tidak
stabil;
A. Gravitimeter Jenis Stabil
Gravitymeter jenis ini menggunakan pegas utama untuk mengimbangkan
gravitasi dengan daya yang berlawanan. Saat nilai gravitasi berubah-ubah
sehingga berpengaruh terhadap pegas utama yang menyebabkan pegasnya
memanjang atau pun memendek.
Contoh alat gravitimeter stabil:
Askania Gravimeter
Scintrex CG-3
Boliden Gravimeter
B. Gravitimeter Jenis Tak Stabil
Sama halnya dengan gravitimeter jenis stabil, dalam gravitymeter jenis
tak stabil hanya memiliki satu tiang sangga yang memiliki massa dan
dibantu dengan pegas sebagai penyangga massa. Magnitud momen pegas
bergantung pada pemanjangan pegas dan sudut sinus θ. Pegas pada alat ini
mempunyai kisaran pengukuran yang agak kecil pengukurannya mencapai
hingga 5000 ug.
Contoh alat gravitymeter tak stabil:
LaCoste Romberg
LaCoste Romberg
Sebelum aku menjelaskan tentang Pengukuran Gravity, aku akan
menjelaskan sedikit alat Gravitimiter yang tidak stabil yaitu tipe
Scintrex CG-3 dan Gravitimeter stabil tipe LaCoste Romber. Maaf, sob
Cuma dua alat ini aja yang bisa aku jelasin karena kalau yang lainnya
belum bisa aku jelasin karena ada beberapa faktor yang membuat aku
tidak bisa menjelaskannya..(karena kurang sumber referensi)
Ok, langsung saja kalau begitu biar tidak membuang-buang waktu.
Scintrex CG-3
Alat ini merupakan sejenis alat gravimeter microprocessor based
automatic dimana alat ini bisa mengukur hingga 7000 mGal tanpa harus
resetting terlebih dahulu dan kemampuan untuk membaca hingga 0,005 mGal. Alat Gravitymeter Scintrex CG-3 ini cocok untuk pengukuran gaya berat mikro.
Gambar : Gravitimeter Scitrex CG-3
Survei gravitasi alat Scintrex ini dapat memberikan informasi seperti:
- Massa penentuan Densitas,
- Verifikasi permukaan dan Airborne Gravity Anomali,
- Asosiasi massa dengan konduktor Pengaplikasian Alat:
- Deteksi gerak vertikal kerak
- Deteksi gerak vertikal kerak
- Penentuan geoid
- Pemantauan aliran magma vulkanik
- Pemantauan muka air di dalam akuifer
- Pengelolaan pembersihan limbah nuklir
- Studi permukaan laut pemanasan global
LaCoste Romberg
Salah satu contoh gravitimeter yang banyak digunakan oleh para ahli
geofisika adalah gravitimeter tipe La Coste dan Romberg. Gravitimeter
tipe LaCoste dan Romberg termasuk ke dalam tipe zero length spring.
Gravitimeter tersebut mempunyai skala pembacaan dari 0,700 mGal, dengan
ketelitian 0,01 mGal. Gravitimeter ini dalam pengunaannya memerlukan
suhu yang tetap, pengukuran perbedaan percepatan gravitasi bisa
dilakukan dengan mengukur dua tempat yang berbeda dengan alat yang sama.
Prinsip gravitimeter ini
terdiri dari suatu beban pada ujung batang, yang di tahan oleh zero
length spring yang berfungsi sebagai pegas utama. Besarnya perubahan
gaya tarik bumi akan menyebabkan perubahan kedudukan beban dan
pengamatan. Hal tersebut dilakukan dengan pengaturan kembali beban pada
kedudukan semula, perubahan kedudukan yang di alami ujung batang
disebabkan karena adanya goncangan-goncangan, selain karena adanya
variasi gaya tarik bumi, ujung batang yang lain di pasang shick
eliminating spring untuk menghilangkan efek goncangan.
Adapun beberapa tipe alat Gravitimeter LaCoste dan Romberg sebagai berikut:
1. Gravitimeter LaCoste dan Romberg D117
2. Gravitimeter LaCoste dan Romberg D114
3. Gravitimeter LaCoste dan Romberg G508
4. Gravitimeter LaCoste dan Romberg G525
5. Gravitimeter LaCoste dan Romberg G804
6. Gravitimeter LaCoste dan Romberg G816
7. Gravitimeter LaCoste dan Romberg G928
8. Gravitimeter LaCoste dan Romberg G1118
9. Gravitimeter LaCoste dan Romberg G1158
10. Gravitimeter LaCoste dan Romberg G1177
Gambar : Gravitimeter LaCoste dan Romberg G1177
Keterangan dan penjelasan gambar :
1. Thermo Start
Lampu
indikator sebagai penunjuk bahwa alat telah siap digunakan pada suhu
mencapai 55,00 o C lampu akan menyala dan saat suhu berkurang maka lampu
akan mati.
2. Knop Sentring
Berfungsi
mengatur sifat datar (leveling) alat terhadap bumi. Knop ini
dipergunakan dengan cara memutarnya searah jam atau berlawanan jarum
jam.
3. Switch On-Off
Tungkai
aktivasi alat. Berfungsi untuk mengaktifkan alat. Terdiri dari dua
tungkai. Tungkai sebelah kanan berfungsi menyalakan lampu yang terdapay
pada alat dan tungkai sebelah kiri sebagai tungkai aktifasi alat. Jika
telah “on” alat siap digunakan.
4. Pengunci
Pada
posisi mengunci, makan pengunci diputar ke arah kanan, sedangkan untuk
membukanya diputar kea rah kiti berlawanan dengan arah jarum jam hingga
penuh.
5. Monitor Pembacaan
Layar
yang berisikan data-data hasil pembacaan alat, berupa : temperature
alat, nilai pembacaan standar alat dan arus pada alat.
6. Tabung Levelling
Berfungsi sebagai indikator leveling alat terhadap permukaan. Bagian ini menggunakan prinsip kerja dari waterpass.
7. Teropong Pembacaan
Berfungsi
sebagai teropong pembacaan alat secara manual. Pembacaan dilakukan
dengan membaca benang halus hingga berada ditengah-tengah kolom
pembacaan.
8. Pemutar Halus
Penggerak
standar pembacaan alat yang ditunjukkan dengan angka, yang akan
bergerak bersamaan dengan pergerakan dari pemutar halus ini.
9. Jarum Levelling
Jarum penunjuk tingkat kedataran alat dengan permukaan yang akan bergerak sama dengan tabung leveling.
10. Kolom Pembacaan Alat
PENGUKURAN GRAVITY
Baiklah sob, sekarang aku akan menjelaskan metode Pengukuran Gravity yang biasanya digunakan dalam survey..
Baiklah sob, sekarang aku akan menjelaskan metode Pengukuran Gravity yang biasanya digunakan dalam survey..
Pengukuran metoda gayaberat dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu:
penentuan titik ikat dan pengukuran titik-titik gayaberat. Sebelum
survei dilakukan perlu menentukan terlebih dahulu base station, biasanya
dipilih pada lokasi yang cukup stabil, mudah dikenal dan dijangkau.
Base station jumlahnya bisa lebih dari satu tergantung dari keadaan
lapangan. Masing-masing base station sebaiknya dijelaskan secara cermat
dan terperinci meliputi posisi, nama tempat, skala dan petunjuk arah.
Base station yang baru akan diturunkan dari nilai gayaberat yang mengacu
dan terikat pada Titik Tinggi Geodesi (TTG) yang terletak di daerah
penelitian. TTG tersebut pada dasarnya telah terikat dengan jaringan
Gayaberat Internasional atau ”International Gravity Standardization Net”, (IGSN 71).
Pengukuran data lapangan meliputi pembacaan gravity meter juga
penentuan posisi, waktu dan pembacaan barometer serta suhu. Pengukuran
gayaberat pada penelitian ini menggunakan alat gravity meter LaCoste
& Romberg. Penentuan posisi dan waktu menggunakan Global
Positioning System (GPS) Garmin, sedangkan pengukuran ketinggian
menggunakan Barometer Aneroid Precission dan termometer. Pengukuran pada
titik-titik survei dilakukan dengan metode kitaran/looping dengan pola
A-B-C-D-A, dengan ‘A’ adalah salah satu cell center (CC) yang merupakan
base station setempat. Jarak antar titik pengukuran pada keadaan normal,
tergantung dari medan yang akan diukur dengan pertimbangan berdasarkan
pada kecenderungan (trend) geologi di daerah survei. Metode
kitaran/looping diharapkan untuk menghilangkan kesalahan yang disebabkan
oleh pergeseran pembacaan gravity meter. Metode ini muncul dikarenakan
alat yang digunakan selama melakukan pengukuran akan mengalami guncangan, sehingga menyebabkan bergesernya pembacaan titik nol pada alat tersebut
KOREKSI-KOREKSI METODE GRAVITY
Sekarang aku mau jelasin mengenai koreksi data dalam pengukuran
gravitasi. Jadi sob, dalam metode gravity ini,saat kita mendapatkan
informasi dari survey yang telah dilakukan untuk mengetahui efek dari
sumber yang tidak diketahui yang ada di bawah permukaan terhadap
perubahan nilai gravitasi. Untuk mengetahui efek dari sumber tersebut
terhadap nilai gravitasi diperlukan proses-proses koreksi data banyak
terhadap faktor-faktor yang mempengaruhi nilai gravitasi, diantaranya :
- Efek Kelelahan Alat/Apungan (Drift)
- Efek Pasang Surut (Tidal)
- Efek Lintang (Latitude)
- EfekTopografi (Terrain)
- Efek Ketinggian
Maka
dari itu sob, karena banyaknya faktor yang mempengaruhi harus di
lakukan koreksi-koreksi dalam pengolahan data, biar lebih jelasnya lagi
biar aku jelasin selajutnya di bawah ini.
1. Koreksi Kelelahan Alat/Apungan (Drift Correction)
Koreksi ini dilakukan karena pegas yang ada pada alat Gravitymeter
mengalami renggang karena alat mengalami kelelahan dikarenakan alat
terus dipakai berulang-ulang. (Sob, ternyata alat bisa mengalami kelelahan juga ya, seperti manusia aja.)
Untuk melakukan koreksinya dengan kembali melakukan pengukuran ke titik Base sesering mungkin agar mendapatkan data semakin baik untuk di koreksi.
2. Koreksi Psang Surut (Tidal Correction)
Koreksi ini adalah untuk menghilangkan gaya tarik yang dialami bumi
akibat bulan dan matahari,sehingga di permukaan bumi akan mengalami gaya
tarik turun. Hal ini akan menyebabkan perubahan nilai medan gravitasi
dipermukaan bumi secara periodik. Koreksi pasang surut juga bergantung
dari kedudukan bulan dan matahari terhadap bumi. Koreksi tersebut dapat
dihitung berdasarkan perumusan Longman (1965) yang telah dibuat
dalam paket program komputer. Koreksi ini selalu ditambahkan terhadap
nilai pengukuran, dari koreksi akan diperoleh nilai medan Gravitasi di
permukaan topografi yang terkoreksi Drift dan Tidal.
3. Koreksi Lintang (Latitude Correction)
Koreksi lintang dilakukan untuk mengkoreksi nilai gaya berat pada
setiap lintang geografis yang di sebabkan oleh bentuk bumi yang
ellipsoid dan adanya gaya sentrifugal yang di sebabkan oleh rotasi bumi.
Untuk koreksi ini menggunakan rumusan medan gaya berat teoris pada
speroid referensi (z=0) yang ditetapkan oleh The international of Geodesy (IAG) yang diberi nama Geodetic Reference System 1967 (GRS 67) sebagai fungsi lintang (Burger, 1992)
4. Koreksi Topografi (Terrain Correction)
Koreksi ini menghitung variasi percepatan gravitasi yang disebabkan
variasi dari topografi pada setiap titik observasi. Bentuk dari
persamaannya adalah :
GB = gobs – gn + 0.04193r h (mgal)
Besarnya
nilai gravitasi yang benar-benar ditimbulkan oleh sumber batuan bawah
permukaan dikenal dengan anomali gravitasi atau disebut juga anomali
Bourger.
5. Koreksi Ketinggian
Koreksi
ketinggian digunakan untuk menghilangkan perbedaan gravitasi yang
dipengaruhi oleh perbedaan ketinggian dari setiap titik. Koreksi
ketinggian di bagi dua macam, yaitu :
a. Koreksi Udara Bebas (Free-air Correction)
Koreksi udara bebas merupakan koreksi akibat perbedaan ketinggian sebesar h
dengan mengabaikan adanya massa terletak di antara titik amat dengan
sferoid referenci. Koreksi ini dilakukan untuk mendapatkan anomali medan
gaya berat di topografi. Untuk mendapatkan anomali medan gaya berat di
topografi maka medan gaya berat teoritis dan medan medan gaya berat
observasi harus sama-sama berada di topografi, sehingga ini perlu
dilakukan. Koreksi udara bebas dinyatakan secara matematis ;
gfa = gobs – gn + 0.03086 h (mgal)
dengan h adalah ketinggian stasiun titik pengamatan dipermukaan laut.
Gambar : Perbedaan nilai pengukuran percepatan gravitasi pada permukaan bumi dengan pengukuran pada ketinggian tertentu
b. Koreksi Bouguer (Bouguer Correction)
Koreksi Bouguer adalah harga gaya berat akibat massa diantara
referensi antara bidang referensi muka air laut sampai titik pengukuran
sehinga nilai observasi bertambah. Setelah dilakukan koreksi-koreksi
terhadap data percepatan gravitasi hasil pengukuran maka diperoleh
anomali percepatan gravitasi, yaitu :
GB = gobs – gn + 0.3086 – 0.04193r h (mgal)
Dengan r adalah densitas rata-rata dari batuan di sekitar area survey.
a.
b.
Gambar
:a. Kelebihan massa (di atas garis biru), b. Kelebihan massa dapat
diproksimasi dengan garis lurus dari material permukaan dengan densitas
ρb
Itulah beberapa macam koreksi yang harus dilakukan dalam metode
gravity sob, banyak bangetkan. Yah..,seperti itulah metode gravity,
walau melaksanakan surveynya sangat mudah namun dalam mengelolah datanya
sangat banyak koreksi yang harus dilakukan agar bisa mendapat data yang
diinginkan. (T.Geofisika/Unsyiah)
Sob,
cuma itu yang aku bisa berikan penjelasan mengenai GRAVITY. Semoga Ilmu
yang aku posting ini bisa bermanfaat bagi kita semua. Jika ada kesalahan dalam postingan ini tolong dimaafkan ya sob..
Jika ada Kritik dan Saran langsung aja di komentar ya sob, biar postingan selanjutnya bisa lebih baik lagi dari yang sebelumnya..