Rabu, 25 Maret 2015

Artikel Anomali Gravity


Respon anomaly gravity dari beberapa bentuk

Anomaly gravitasi untuk rock body bisa dihitung dengan menjumlahkan kontribusi setiap elemen dengan menggunakan computer. Nilai gravitasi yang tergambar merupakan nilai gravitasi akibat distribusi massa pada suatu area seperti yang digambarkan dibawah ini

gambar residu dari bola yang memiliki radius 600 m pada kedalaman 3 km juga dihasilkan oleh tiap body yang ditunjukan pada gambar
Dalam interpretasi kita melakukan penyerdanaan model densitas karena kita hanya tertarik pada perubahan nilai, dengan kata lain kita hanya memperhitungkan pada perubahan densitas. Dengan penyerdanaan ini juga densitas background bisa dihilangkan sehingga horizontal slab tidak memiliki kontribusi pada nilai anomaly gravitasi. Dengan penyederhanaan ini juga bisa dilakukukan pergeseran spheroid untuk membandingkan antara model dan data seperti gambar dibawah ini


Mengukur anomaly dengan gravitasi untuk simple bodie
Merupakan pendekatan termudah dan serba guna. Selainitu kadang-kadang struktur kmpleks yang menghasilkan anomaly memiliki kemiripan dengan bentuk sederhana ini.
Anomali benda berbentuk bola
Berlaku untuk pendekatan dimana dimensi panjang dari sumber anomaly << kedalaman nya dari permukaan.


Gravitymeter hanya mengukur komponen vertical sehingga komponen vertical untuk system diatas yaitu



Dengan menggunakan teknik inverse

Pertama-tama temukan jarak (x1/2) dari puncak anomaly demana anomaly memiliki nilai ½ dari nilai anomaly maksimum :
Δg = ½ Δgmax
Kedalaman sumber anomaly
Z = 1.3x1/2
Untuk bola :
ΔM = 4/3 πR3Δρ
Maka :
Δgmax = 4G / 3z2πR3Δρ

Bentuk silinder horizontal tak berhingga:





Digunakan untuk benda yang memiliki panjang yang lebih kontaras pada satu arah horizontal dari pada arah vertical atau dalam arah horizontal yang lain. Contoh nya seperti terowongan, sungan bawah tanah, blok patahan dan lain sebagai nya yang digambarkan seperti pada gambar,

Dianggap πR²Δρ = δ , δ adalah massa persatuan panjang, sehingga di dapatkan :


Sehingga

Sehingga kita temukan hubungan antara Δgmax dan kedalaman yaitu :



Ganbar diatas menunjukan bahwa bola memiliki respon yang lebih cepat dibandingkan dengan silinder horizontal, sedangkan untuk benda silinder vertical memiliki respon anomaly yang lebih curam di bagian seperti pada gambar di bawah ini :


Respon anomaly untuk benda silinder vertical
Rumus yang digunakan untuk menghitung respon anomaly untuk benda silinder vertical adalah sebagai berikut :




Persamaan 4.4 merupakan gradient vertical dan efek gaya berat oleh benda berbentuk lempang tegak. Respon gaya berat micro model lempeng tegak dan gradient horizontalnya ditunjukan pada gambar. Dari simulasi untuk model lempeng menunjukan bahwa nilai gradient horizontal yang dihitung secara analitik maupun sintetik memberikan hasil yang sama:





Dari gambar diatas menunjukan bahwa walaupun respon gravitasy antara model lempeng tegak dan model memiliki pola yang sama, namun dengan menggunakan gradient vertical dan horizontal akan memiliki hasil yang berbeda, sehingga motode ini sangat cocok digunakan untuk mengurangi ambiguitas dalam interpretasi. Dengan metode ini juga bisa digunakan untuk mencari kontras densitas.

Variasi kedalaman pada d = 100, 500 dan 1000

Kamis, 19 Maret 2015

Artikel Lingkungan Masa Depan

Tahun 2040 Air Menjadi Penyebab Perang Antar Negara

Send to a friendPrint Version
Semakin menipisnya cadangan air, serta meningkatnya kebutuhan air di masa depan, menjadikan air sebagai barang yang harus diperebutkan.
Jika saat ini minyak bumi menjadi penyebab berbagai perang di berbagai belahan dunia, maka di tahun 2040 air menjadi pemicu perang.

Kesimpulan tersebut merupakan hasil penelitian yang dilakukan di Amerika Serikat oleh Director of National Intelligence. Menurut institusi tersebut, beberapa wilayah seperti Asia Selatan, Timur Tengah dan Afrika Utara akan menghadapi tantangan besar berkaitan dengan ketersediaan air yang berarti pula berpengaruh terhadap produksi pangan dan energi.

Laporan tersebut juga memperkirakan bahwa dalam 10 tahun ke depan, perang airkemungkinan terjadi dalam 10 tahun lagi. Namun dalam 30 tahun selanjutnya, konflik akan semakin bertambah berat seiring dengan meningkatnya kebutuhan air dalam skala global.

Pemanasan global, bertambahnya populasi, penggundulan hutan menjadikan air bersih semakin sulit didapat. Kondisi ini lebih diperparah lagi dengan limbah dan polutan yang terlarut dalam air. Jika tidak dimulai dari saat ini untuk mengambil tindakan-tindakan yang perlu guna memperlambat laju berkurangnya cadangan air tanah, maka konflik antar negara semakin lebih pelik. Perlu dipersiapkan antisipasi untuk mencari alternatif sumber bersih dan mengembalikan fungsi tanah sebagai penyimpan air.

Rabu, 18 Maret 2015

Artikel Aplikasi Geolistrik

Operasional geolistrik di lapangan menggunakan banyak bentangan kabel. Kabel multi-elektroda ini dibentangkan di sepanjang lintasan lalu diikuti dengan pemasangan elektroda di setiap jarak tertentu sesuai kebutuhan (jarak elektroda kecil memiliki jangkuan kedalaman yang dangkal, jarak elektroda lebar memiliki jangkauan kedalaman lebih dalam) serta konfigurasi elektroda yang digunakan. Ujung kabel dihubungkan ke alat resistivitymeter melalui perangkat automatic electrode switch. Arus listrik diinjeksikan melalui sepasang elektroda dan direkam beda potensialnya oleh sepasang elektroda lainnya bergantian secara otomatis. Kendali mutu (QC) data pengukuran dapat dilakukan secara real-time saat pengukuran berlangsung. Gambar 1, dibawah ini menggambarkan beberapa proses akuisisi geolistrik.
Gambar 1. Persiapan lintasan dengan membentang kabel multi-elektroda (a, b), lalu penancapan elektroda sepanjang lintasan (c), persiapan unit utama resistivitymeter (d) dan QC Data Pengukuran Geolistrik dalam eksplorasi mineral Mangan (e, f). 
Eksplorasi geofisika dengan menggunakan metoda geolistrik seringkali dilakukan secara 2-D atau geolistrik profiling. Pemodelan dilakukan pada lintasan-lintasan 2-D ini kemudian diinterpretasi dan dapat ditampilkan dalam bentuk visualisasi 3-Dimensi pada satu sistem koordinat tertentu. Gambar berikut menggambarkan hasil geolistrik profiling, dalam 2D ataupun 3D untuk keperluan pemetaan mineral.
Gambar 2. Contoh hasil survey geolistrik untuk pemetaan mineral ore (sumber: Diky Irawan S. dan Consolidated Mineral Ltd.)
Selain dilakukan di darat, pengukuran geolistrik juga dapat dilakukan di laut (marine resistivity survey), misalnya untuk memetakan lapisan sedimen di perairan dangkal seperti dilihat Gambar 3  Gambar 4 merupakan penampang geolistrik laut yang sudah dikonfirmasi dengan data bor BH-1 yang menunjukkan lapisan sedimen halus dan kasar. Lapisan sedimen halus memiliki nilai resistivitas yang lebih tinggi akibat dari pori butirannya yang lebih kecil, dan sebaliknya lapisan sedimen kasar lebih konduktif akibat dari pori butiran yang lebih besar.
Gambar  3. Pengukuran geolistrik di laut dalam memetakan lapisan sedimen pada perairan dangkal
Gambar 4.  Contoh hasil pengukuran geolistrik laut yang dikorelasikan dengan data bor BH-1, lapisan sedimen kasar lebih konduktif akibat dari butirannya yang lebih besar.

SUMBER:  http://www.hagi.or.id/knowledge/aplikasi-eksplorasi-geolistrik/ by Ferry Rahman Aries dan Fahdi Maula

Rabu, 11 Maret 2015

Artikel Gravity


METODE GRAVITY

Metoda gravitasi adalah suatu metoda eksplorasi yang mengukuran medan gravitasi pada kelompok-kelompok titik pada lokasi yang berbeda dalam suatu area tertentu. Tujuan dari eksplorasi ini adalah untuk mengasosiakan variasi dari perbedaan distribusi rapat massa dan juga jenis batuan. Tujuan utama dari studi mendetil data gravitasi adalah untuk memberikan suatu pemahaman yang lebih baik mengenai lapisan bawah geologi. Metoda gravitasi ini secara relatif lebih murah, tidak mencemari dan tidak merusak (uji tidak merusak) dan termasuk dalam metoda jarak jauh yang sudah pula digunakan untuk mengamati permukaan bulan. Juga metoda ini tergolong pasif, dalam arti tidak perlu ada energi yang dimasukkan ke dalam tanah untuk mendapatkan data sebagaimana umumnyapengukuran. Pengukuran percepatan gravitasi memberikan informasi mengenai densitas batuan bawah tanah. Terdapat rentang densitas yang amat lebar di antara berbagai jenis batuan bawah tanah, oleh karena itu seorang ahli geologi dapat melakukan inferensi atau deduksi mengenai strata atau lapisan-lapisan batuan berdasarkan data yang diperoleh. Patahan yang umumnya membuat terjadinya lompatan pada penyebaran densitas batuan, dapat teramati dengan metoda ini.


Metode gravitasi merupakan metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran variasi medan gravitasi. Metoda ini cukup baik digunakan untuk mendefinisikan daerah target spesifik untuk selanjutnya disurvei dengan metodametoda geofisika lain yang lebih detil. Variasi medan gravitasi bumi ditimbulkan oleh adanya perbedaan rapat massa (densitas) antar batuan. Adanya suatu sumber yang berupa suatu massa (masif, lensa, atau bongkah besar) di bawah permukaan akan menyebabkan terjadinya gangguan medan gayaberat (relatif). Gangguan ini disebut sebagai anomali gayaberat. Karena perbedaan medan gayaberat ini relative kecil maka diperlukan alat ukur yang mempunyai ketelitian yang cukup tinggi sehingga variasi medan gayaberat di permukaan bumi dapat diukur dari suatu titik observasi terhadap titik observasi lainnya dan dapat dipetakan untuk kemudian diinterpretasi struktur bawah permukaannya.
Informasi yang diharapkan dari survei gravitasi adalah mengetahui efek dari sumber yang tidak diketahui terhadap perubahan harga gravitasi atau variasi harga gravitasi. Data hasil pengukuran lapangan diharapkan dapat member informasi sebanyak-banyaknya, tidak sekedar mengenai sifat fisis batuan saja, melainkan juga kondisi geometri batuan bawah permukaan. Oleh karena itu metode yang dapat memberikan informasi yang cepat sangat diperlukan untuk memilih langkah apa yang akan diperlukan pada operasi penelitian berikutnya sehingga diperoleh informasi yang lengkap dari data hasil pengukuran tersebut.


Jika dua benda dengan massa m1 dan m2 dipisahkan oleh jarak r maka gaya tarik menarik (F) antara kedua benda tersebut adalah 
Dengan G = 6,67x10-11 m3kg-1s-2 r = jari-jari bumi bentuk bumi lebih mendekati bentuk speheroid relief permukaan nya tidak rata, berotasi, berevolusi dalam system matahari serta tidak homogeny, sehingga variasi gravity disetiap titik dipermukaan bumi dipengaruhi oleh berbagai factor : Lintang Ketinggian Topografi Pasang surut Variasi densitas bawah permukaan Dalam melakukan survey gravity diharapkan satu factor saja yaitu variasi densitas bawah permukaan. Sehingga pengaruh empat factor lainnya harus dikoreksi atau dihilangkan dari harga baca alat. Untuk itu diperlukan berbagai koreksi : Koreksi spheroid dan geoid Karena bentuk bumi mendekati bentuk spheroid maka digunakan spheroid referensi sebagai pendekatan untuk muka laut rata-rata dengan mengabaikan efek benda diatasnya. Dengan persamaan : G(θ) = 978081.8 (1 + 0.005304 sin2 θ + 0.0000059 sin2 2θ) Dengan θadlah sudut lintang dlam radian. Koreksi pasang surut Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan efek gravity benda-benda diluar bumi seperti matahari dan bulan. Efek gravity bulan di titik P pada permukaanbumi diberikan oleh persamaan potensial berikut :


Dimana : θ = lintang, 
δ = deklinasi
t = moon hour angel
c = jarak rata-rata ke bulan


• Koreksi apungan (Drift)
Koreksi apungan diberikan sebagai akibat adanya perbedaan pembacaan gravity dari stasiun yang sam pada waktu yangberbeda, yang disebabkan karena danya guncangan pegas alat gravimeter selama proses transportasi dari satu stasiun ke stasiun ainnya. Untuk menghilangkan efek ini, akusisi data didesain dalam suatu rangkaina tertutup sehingga besar penyimpangan tersebut dapat diketahui dan disumsikan linier pada selang waktu tertentu.







• Koreksi udara bebas
Merupakan koreksi pengaruh ketinggian terhadap medan gravitasi bumi yang merupakan jarak stasiun terhadap spheroid referensi. Besarnya factor koreksi (free air correction) untuk daerah ekuator hingga lintang 45ο adalah -0,3085 mGal/m sehingga besarnya anomaly pada posisi tersebut menjadi FFA (free air anomaly)
FFA(R+h) = 


• Koreksi Bouguer
Koreksi ini dilakukan dengan menggunakan pendekatan benda berupa slab tak berhingga yang besarnya diberikan oleh persamaan :

Dengan h adlah elevasi dan ρ adalah massa jenis
Salah satu metode yang digunkan untu mengestimasi rapat massa adalah metode Nettleton. Dalam metode ini dilakukan korelasi silang antara perubahan elevasi terhadap suatu referensi tertentu dengan anomaly gravity nya sehingga rapat massa terbaik diberikan oleh harga korelasi silang terkecil sesuai dengan persamaan 


Selain metode Nettleton’s estimasi rapat massa dapat pula diturunkan melalui metode parasnis. Selanjutnya setelah BC diberikan anomaly gravity menjadi simple Bouguer anomaly :
SBA = FAA – BC
• Koreksi medan 
Koreksi ini diterapkan sebagai akibat dari adanya oendekatan Bougeur. Bumi tidaklah datar tapi terundulasi sesuai dengan tofograpi. Hal ini yang bersifat mengurangu dalam SBA(simple Bouguer Anomaly), sehingga dalam penerpapan nya koreksi medan efek gravity blok-blok topograpi yang tidak rata harus ditambahkan terhadap SBA. Dengan demikian anomaly gravity menjadi :
CBA = SBA + TC
CBA = gbb - gθ + 0,3085 h – BC + TC
Dengan CBA adalah complete bougeur anomaly dan TC adalah terrain correction. perhitungan TC ini dapat menggunakan hammer chart.

Ganbar Hammer chart yang digunakan untuk menghitung koreksi medan.
Berdasarkan besarnya radius dari titik pengukuran gravity Hammer Chart tersebut dapat dikelompokkan menjadi :
1. Inner Zone
Memiliki radius yang tidak terlalu besar sehingga bisa didapatkan dari pengamatan langsung di lapangan. Dapat dibagi menjadi beberapa zona:
• Zona B : radius 6,56 ft dan dibagi menjadi 4 sektor
• Zona C : radius 54,5 ft dan dibagi menjadi 6 sektor 


2. Outer Zone
Zona ini memiliki radius yang cukup jauh, sehingga biasanya perbedaan ketingggian dengan titik pengukuran gravity menggunakan analisa peta kontur. Auter zona dibagi menjadi beberapa zona:
• Zona D : radius 175 ft dan dibagi menjadi 6 sektor
• Zona E : radius 588 ft dan dibagi menjadi 8 sektor
• Zona F : radius 1280 ft dan dibagi menjadi 8 sektor
• Zona G : radius 2936 ft dan dibagi menjadi 12 sektor
• Zona H : radius 5018 ft dan dibagi menjadi 12 sektor
• Zona I : radius 8575 ft dan dibagi menjadi 12 sektor
• Zona j : radius 14612 ft dan dibagi menjadi 12 sektor
• Zona K – M, masing-masing dibagi 12 sektor
Untuk menghitung Terrain Correction (TC) tiap sector dapat digunakan persamaan :
TC = 0,04191 ρ/n( )
Terrain Correction untuk masing-masing stasiun pengukuran gravity adalah total dari TC sector-sector dalam satu stasiun pengukuran tersebut.
Selain koreksi-koreksi diatas terdapat beberapa koreksi lain dalam metode gravity :
• Koreksi Eotvos
Koreksi ini dilakukan pada survey gravity yang akan dilakukan di laut (marine survey) dengan menggunakan kapal. Persamaannya adalah :
BC = 7,508 v sin α cos θ + 0,004154 v2
Dengan V = kecepatan kapal (knot), α = arah kapal dan θ = lintang
• Factor Koreksi Kalibrasi
Kalibrasi dilakukan dengan pertimbangan bahwa konstanta pegas dari suatu gravimeter berubah terhadap waktu. Kalibrasi ini adalah suatu proses untuk mendapatkan hasil pembacaan dalam mGal yang sesuai dengan standart awal atau untuk mendapatkan tingkat etelitian yang sesuai dengan kondisi awal gravimeter tersebut.besar factor kalibrasi adalah :
FFK = Δgobs / ΔgR
Dengan : Δgobs = selisih pembacaan di St.N alat yang dikalibrasi.
ΔgR =selisih St.1 dan St.N referensi (diketahui)
Factor koreksi kalibrasi ini kemudian dikalikan pada hasil pembacaan alat di lapangan.
 PENGAMBILAN DATA
Alat-alat yang digunakan dalam pengambilan data adlah :
• Gravimeter La Costa Romberg 5-502
• Piringan 
• Altimeter
• Gps
• Tali sebagai meteran jarak antara stasiun pengukuran
Hal-hal yang dilakukanterlebih dahulu sebelum melakukan pengukuran adalah sebagai berikut :
Kalibrasi terhadap data/titik pengukurannya yang telah diketahui nilai gravitasi absolutenya, misalnya IGSN’71
• Melakukan pengikatan pada base camp terhadap titik IGSN’7 terdekat yang telah diketahui nilai ketinggian dan gravitasinya dengan cara looping
• Bila perlu di base camp diamati variasi harian akibat pasang surut dan akibat factor yang lainnya.
Setelah melakukan hal di atas barulah pengamatan yang sebenarnya dilakukan.
 PENGOLAHAN DATA DAN INTERPRETASI
Dalam survey gravity data yang pertama kali harus didapatkan adalh nilai g observasi di base stasion sebagai acuan untuk stasiun-stasiun berikutnya. Setelah pembacaan alat untuk tiap-tiap stasiun yang menjadi target pengukuran maka dapat dilakukan proses pengolahan data dengan langkah pengerjaan nya sebagai beriukut :
• Skala mGal
Konversi dari pembacaan alat ke mGal dengan menggunakan suatu bentuk perumusan tertentu berdasarkan nilai nilai pembacaan yang didapat dalam pengukuran disetiap stasiun.
• Perhitungan g Normal (gN)
gN = skala (mGal) + tidal mGal
• Perhitungan Drift

• Perhitungan g koreksi
gkoreksi = gN – drift mGal
• Perhitungan Δg
Δg = gkoreksi ke n – g koreksi awal mGal
• Perhitungan g observasi (gobs)
Gobs = g obs base st + Δ g mGal
• Perhitungan g Lintang
g(θ) = 978081,8(1 + 0,005304 sin 2θ + 0,0000059 sin2 2θ) mGal
• Perhitungan Koreksi Udara Bebas (FAC)
FAC = 0,3085h mGal
• Perhitungan free air Anomaly (FAC)
FAA = gobs – gθ) + FAC mGal
• Perhitungan Bougueur Correction (BC)
• Perhitungan Simple Bougueur Anomaly (SBA)
• Perhitungan Terrain Correction (TC) untuk masing-masing stasiun pengukuran
• Perhitungan Complete Bouguer Anomaly (CBA)
• Pemisahan CBA Regional dan Residual. Pemisahan ini dapat dilakukan dengan beberapa metode diantaranya : metode Moving Average, persamaan polynomial, Second Vertical Derivatif, dll.
HIMA TG Bhuwana

geofisikaunila.blogspot.com pindah ke himatg.eng.unila.ac.id