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 

    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

 - 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..

     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..