metode gaya berat

Nama: Ika Sari OktaviantiNIM/Prodi: 12311027 / Teknik Geofisika

TUGAS GEOLOGI GEOTHERMAL – GL 4042

1. Apa itu metode gaya berat?2. Apa yang diukur, diproses, dan dihasilkan?

Jawab:

1. Metode gaya berat adalah metode eksplorasi geofisika yang mengukur variasi medan gravitasi bumi pada suatu kelompok titik pada lokasi yang berbeda dalam suatu area. Metode ini adalah metode yang sensitif terhadap perubahan vertikal.Observasi metode gaya berat biasa dilakukan di permukaan bumi namun survey di bawah tanah juga bisa dilakukan. Metode gravity digunakan pada eksplorasi minyak, walaupun mahal namun masih lebih murah dibandingkan metode seismik. Pada eksplorasi mineral, metode gravitasi digunakan sebagai metode sekunder, metode ini mendeteksi anomali magnetik dan elektromagnet pada survey bahan logam. Metode gravitasi juga digunakan pada bidang ke teknikan dan studi arkeologi.Pada panas bumi, metode graviti bertujuan untuk memetakan daerah sumber panas, lapisan cap rock, dan reservoar. Metode gaya berat untuk survey panas bumi dapat menentukan lokasi anomali yang disebabkan adanya sistem panas bumi dan menentukan kedalaman batuan dasar.

2. Secara singkat, pada metode gravitasi yang diukur adalah variasi medan gravitasi pada kelompok titik pada suatu area, yang diproses adalah asosiasi variasi dari perbedaan distribusi rapat massa dan juga jenis batuan, sedangkan yang dihasilkan adalah peta perbedaan massa jenis pada lapisan bawah permukaan.Untuk mendapatkan variasi medan gravitasi pada kelompok titik pada suatu area digunakan alat gravitimeter. Alat gravitimeter ini menerapkan prinsip hukum gravitasi newton, percepatan gravitasi, potensial gravitasi, persamaan medan potensial, dan turunan potensial gravitasi.

a. Hukum Gravitasi Newton:

DimanaF = besar gaya gravitasi antara dua titik massa (Newton)G= konstanta gravitasi Newton (6673x10-11 Nm2/kg2)m1= massa benda pertama (kg)m2= massa benda kedua (kg)r = jarak antara benda pertama dengan benda kedua (m)

Ika Sari [12311027]Teknik Geofisika

b. Percepatan gravitasiPada umumnya percepatan gravitasi dihitung dengan rumus:

Dimanag= percepatan gravitasi

= konstanta gravitasi Newton (6673x10-11 Nm2/kg2)m1= massa benda (kg)r2= jari jari bendar1= jarak antara titik pusat massa benda dengan titik pusat bumi

c. Potensial gravitasi

Misalkan pada benda 3 dimensi seperti gambar

Medan gravitasi adalah medan yang konservatif, maka kerja yang dilakukan tidak bergantung pada lintasannya, hanya bergantung pada titik awal dan titik akhir. Potensial gravitasi adalah besaran skalar yang dilambangkan dengan U, maka pada bidang 3 dimensi persamaan potensial gravitasi dilambangkan dengan U(x,y,z).

Setelah dimanipulasi dengan logaritmik potensial, menjadi

Dimana r’= x2 + z2 . Maka efek gravitasi untuk benda dua dimensi dapat ditulis

d. Persamaan Medan Potensial

Karena medan gravitasi merupakan medan konservatif maka


Dengan penurunan yang rumit (dapat dibaca di buku Applied Geophysics oleh Telford) didapatkan komponen gravitasi tegak lurus dengan permukaan, maka dapat disimpulkan pada permukaan yang equipotensial (potensialnya sama di seluruh titik permukaan) total medan gravitasi dapat dihitung.

e. Turunan potensial gravitasi

Kuantitas yang digunakan pada analisis gravitasi dapat diperoleh dengan mendiferensiasikan potensial dengan berbagai cara.

Pada arah vertikal, gravitasi setara dengan

Nilai g diatas lah yang diukur oleh gravimeter (alat pengukur gravitasi)

Turunkan persamaan diatas terhadap z diperoleh

Sedangkan turunan kedua gravitasi (g) terhadap z adalah

Penurunan ini membantu untuk mengisolasi anomali pada saat menginterpretasi data hasil metode gaya berat. Dari penurunan ini juga dapat dihitung nilai horizontal gradien dari gravity pada tiap komponen.


Komponen lain dapat dihitung dari kurvatur diferensial atau horizontal directive tendency (HDT)

Selain dengan rumus diatas, nilai kurvatur diferensial dapat diperoleh dari pengukuran torsion-balance.

Karena bumi tidak sempurna bulat dan homogen, percepatan gravitasi pada permukaan bumi tidak konstan. Magnitudo dari gravity tergantung pada lima faktor: latitude, ketinggian, topografi dari dataran sekitar, pasang surut bumi, dan variasi massa jenis pada subsurface. Eksplorasi gravity terkonsentrasi pana anomali pada faktor variasi massa jenis dan anomali ini pada umumnya akan semakin kecil seiring dengan perubahan latittude dan elevasi. Pada pengukuran gravity, bentuk dari bumiditentukan oleh pengukuran geodetic dan tracking satelit, bentuk bumi mendekati spheroidal. Reference spheroid adalah ellipsoid kutub yang diperkirakan dengan rata-rata tingkat permukaan laut (geoid) dengan dataran diatasnya diabaikan. Pada 1930, International Union of Geodesy and Geophysics mengadipsi formula untuk nilai gravitasi secara teoritis

Dengan adalah latitude.

Rata-rata tingkat elevasi kontinen adalah 500 m dan elevasi dataran maksimum dari depresi samudra adalah 9000m dibandingkan dengan permukaan laut. Tingkat permukaan laut dipengaruhi oleh variasi dan berbagai perubahan lateral densitas.

Rata-rata elevasi kontinen adalah 500 m, dan maksimum perbedaan antara elevasi daratan dan depresi samudra adalah 9000 m dibandingkan dengan tingkat permukaan laut. Tingkat permukaan laut sendiri dipengaruhi oleh variasi dan berbagai perubahan densitas lateral. Kita mendefinisikan tingkat permukaan laut (equipotensial untuk gravitasi bumi ditambah dengan efek gaya sentrifugal) sebagai geoid.


Oleh karena banyaknya faktor yang mempengaruhi bacaan gravity tersebut, kita memerlukan koreksi. Macam – macam koreksi pada metode gravity diantaranya:

1. Koreksi baca alat, dilakukan apabila terjadi kesalahan dalam pembacaan alat gravitasi yang digunakan. Rumus umumnyaRead(mGal)=((Read(scale)-counter reading) x interval) + nilai mGal

2. Koreksi lintang, yaitu koreksi terhadap titik pengukuran terhadap kutub bumi.

dimana 1 dan 0 adalah koordinat titik pengukuran dan titik base.3. Koreksi tidal, untuk menghilangkan pengaruh gravitasi benda-benda di luar bumi seperti

bulan dan matahari yang berubah terhadap lintang dan waktu. Untuk mendapatkan nilai ini dilihat perbedaan nilai gravitasi stasiun dari waktu ke waktu terhadap base. Rumusnya

Dengan

4. Koreksi apungan, akibat adanya perbedaan pembacaan gravity dari stasiun yang sama pada waktu yang berbeda disebabkan karena adanya guncangan pegas alat gravimeter selama proses transportasi dari suatu stasiun ke stasiun lainnya.


Dimana

5. Koreksi udara bebas, dilakukan untuk mengkompensasi ketinggian antara titik pengamatan dan datum (mean sea level).

Dimana

6. Koreksi bouger, untuk mengkompensasi pengaruh massa batuan yang terdapat antara stasiun pengukuran dan (mean sea level) yang diabaikan pada koreksi udara bebas.

Dimana

7. Koreksi medan, untuk mengakomodir ketidakteraturan pada topografi di sekitar titik pengukuran. Pada saat pengukuran, elevasi topografi di sekitar titik pengukuran dihitung dalam radius dalam dan luar diukur elevasinya.

Dengan

Untuk pengambilan dan pemrosesan data hingga dihasilkan peta variasi massa jenis bawah permukaan, diagram alurnya adalah sebagai berikut:


Kuantitas yang ditentukan pada eksplorasi dengan metode gravity adalah variasi densitas lokal secara lateral. Densitas lokal tidak diukur secara in situ, walaupun dapat dihitung dengan borehole logging, densitas dapat diestimasi dari kesepatan seismik. Berikut contoh diagram densitas vs kedalaman pada data belahan bumi barat, data Venezuela (Hedberg -1936) Gulf Coast data (Dickenson-1953) Galveston Country data (Bible – 1964) dan Canadian data (Maxant-1980)

Sebagai referensi, berikut adalah tabel yang menunjukan nilai massa jenis


Daftar Pustaka:

Alanda Idral, 2009. Penerapan Metode Eksplorasi Geofisika pada Penyelidikan Sumber Daya Mineral dan Energi. Buletin Sumber Daya Geologi, Vol. 4, No. 3, Halaman 5-7

Telford, M.W., et al, 1990. Applied Geophysics. Cambridge University Press.


metode gaya berat

Documents