Prosedur Penelitian

III.3 Prosedur Penelitian

Dalam penelitian survei metoda gayaberat secara garis besar penyelidikan dibagi menjadi tiga tahapan, yaitu tahap pengukuran lapangan, tahap pemrosesan data dan interpretasi terhadap data yang telah diproses. Tahapan tersebut dinyatakan sebagai berikut :

III.3.1 Pengukuran Lapangan

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). Base station berada di Hotel Sari Bakung kecamatan Menggala Kabupaten Tulang Bawang Provinsi Lampung. Base station diturunkan dari TTG.2327 yang berada di pertigaan jalan terminal Panarakan-Menggala-Panarakan depan kuburan, 800 m membesar dari km.121 TB;km.2 Menggala; km.20 Panarakan. Penurunan tersebut dilakukan dengan metode kitaran/looping.

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 type G.525 berketelitian 0,03 mGal/hari atau ± 0,1 mGal/bulan. 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 ± 5 km, 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.

III.3.2 Pemrosesan Data

Pemrosesan data gayaberat yang sering disebut juga dengan reduksi data gayaberat, secara umum dapat dipisahkan menjadi dua macam, yaitu: proses dasar dan proses lanjutan. Proses dasar mencakup seluruh proses berawal dari nilai pembacaan alat di lapangan sampai diperoleh nilai anomali Bouguer di setiap titik amat. Proses tersebut meliputi tahap-tahap sebagai berikut: konversi pembacaan gravity meter ke nilai milligal, koreksi apungan (drift correction), koreksi pasang surut (tidal correction), koreksi lintang (latitude correction), koreksi udara bebas (free-air correction), koreksi Bouguer (sampai pada tahap ini diperoleh nilai anomali Bouguer Sederhana (ABS) pada topografi.), dan koreksi medan (terrain correction). Pemrosesan data tersebut menggunakan komputer dengan software MS. Excel. Proses lanjutan merupakan proses untuk mempertajam kenampakan/gejala geologi pada daerah penyelidikan yaitu pemodelan dengan menggunakan software Surfer 8 dan GRAV2DC. Beberapa koreksi dan konversi yang dilakukan dalam pemrosesan data metoda gayaberat, dapat dinyatakan sebagai berikut :

a. Konversi Pembacaan Gravity Meter

Pemrosesan data gayaberat dilakukan terhadap nilai pembacaan gravity meter untuk mendapatkan nilai anomali Bouguer. Untuk memperoleh nilai anomali Bouguer dari setiap titik amat, maka dilakukan konversi pembacaan gravity meter menjadi nilai gayaberat dalam satuan milligal. Untuk melakukan konversi memerlukan tabel konversi dari gravity meter tersebut. Setiap gravity meter dilengkapi dengan tabel konversi.

Cara melakukan konversi adalah sebagai berikut:

1. Misal hasil pembacaan gravity meter 1714,360. Nilai ini diambil nilai bulat sampai ratusan yaitu 1700. Dalam tabel konversi (Tabel 3.1) nilai 1700 sama dengan 1730,844 mGal.
2. Sisa dari hasil pembacaan yang belum dihitung yaitu 14,360 dikalikan dengan faktor interval yang sesuai dengan nilai bulatnya, yaitu 1,01772 sehingga hasilnya menjadi 14,360 x 1,01772 = 14.61445 mGal.
3. Kedua perhitungan diatas dijumlahkan, hasilnya adalah (1730,844 + 14.61445) x CCF = 1746.222 mGal. Dimana CCF (Calibration Correction Factor) merupakan nilai kalibrasi alat Gravity meter LaCoste & Romberg type G.525 sebesar 1.000437261.

Tabel 3.1 Kutipan contoh tabel konversi gravity meter type G.525.

Pembacaan Counter	Nilai Dalam mGal	Interval Faktor
1600	1629.070	1.01774
1700	1730.844	1.01772
1800	1832.616	1.01770

b. Posisi dan Ketinggian

Penentuan posisi menggunakan GPS, sedangkan pengukuran ketinggian menggunakan barometer aneroid dan termometer. Pengukuran ketinggian dilakukan secara diferensial yaitu dengan menggunakan dua buah barometer dan termometer. Pengukuran tersebut dilakukan dengan menempatkan satu alat di base station sedangkan alat yang lain dibawa untuk melakukan pengukuran pada setiap titik amat. Adapun pemrosesan data posisi dan ketinggian sebagai berikut.

1. Pemrosesan Data GPS

Setiap kali pembacaan posisi titik amat langsung dapat diketahui dari bacaan tersebut, yaitu berupa bujur (longitude) dan lintang (latitude). Posisi yang ditunjukan GPS dalam satuan derajat, menit dan detik. Maka perlu melakukan konversi posisi dari satuan waktu ke dalam satuan derajat. Posisi ini selanjutnya digunakan untuk menghitung koreksi lintang atau perhitungan normal.

2. Pemrosesan Data Barometer

Barometer merupakan alat ukur tekanan udara yang secara tidak langsung digunakan untuk mengukur beda tinggi suatu tempat di permukaan bumi. Prinsip pengukuran ketinggian barometer didasarkan pada suatu hubungan antara tekanan udara disuatu tempat dengan ketinggian tempat lainnya, yaitu dengan adanya tekanan udara suatu tempat dipermukaan bumi sebanding dengan berat kolom udara vertikal yang berada diatasnya (hingga batas atas atmosfer). Ketelitiaan pengukuran tinggi barometer sangat tergantung pada kondisi cuaca, sebab keadaan tersebut akan mempengaruhi tekanan udara di suatu tempat. Perbedaan temperatur udara dan kecepatan angin disuatu tempat akan menyebabkan tekanan udara naik turun (berfluktuasi), sehingga akan menimbulkan kesalahan dalam beda tinggi antara dua tempat yang berbeda. Maka perlu dilakukan pengukuran temperatur udara untuk menentukan koreksi temperatur yang harus diperhitungkan dalam penentuan beda tinggi, sehingga akan memperkecil kesalahan (Subagio, 2002). Pengukuran ketinggiaan dengan menggunakan barometer selain tergantung pada tekanan udara, dipengaruhi juga oleh beberapa parameter seperti temperatur udara, kelembaban udara, posisi lintang titik amat, serta ketinggian titik ukur. Hubungan parameter-parameter tersebut dengan beda tinggi dapat dituliskan sebagai berikut :

dimana :

: Beda tinggi antara dua tempat (meter)

: Tekanan udara di titik amat 1 dan 2 diukur pada waktu yang sama

: Tekanan udara rata-rata antara titik amat 1 dan titik amat 2

: Temperatur rata-rata antar titik amat 1 dan titik amat 2

: Tekanan uap air di udara rata-rata antara titik amat 1 dan titik amat 2

: Posisi lintang rata-rata antara titik amat 1 dan titik amat 2

: Tinggi rata-rata antara titik amat 1 dan 2

: Jari-jari bumi = 6.370.000 meter

Dalam penyederhanaan perhitungan, digunakan data rata-rata per lokasi penelitian. Data rata-rata tersebut dihitung sekali untuk seluruh lokasi (bukan untuk dua titik).

dan : Ditentukan dari peta topografi, dengan melakukan interpolasi nilai lintang sepanjang jalur pengukuran

: Untuk daerah Indonesia nilai tersebut dapat ditentukan dari tabel berikut ini:

Tabel 3.2 untuk daerah Indonesia

H(m)	0	500	700	1000	1500	2000	3000
	0,028	0,025	0,023	0,022	0,019	0,017	0,015

c. Koreksi - Koreksi

Dalam pemrosesan data metoda gayaberat terdapat beberapa tahapan dengan koreksi-koreksi diantaranya adalah :

1. Koreksi Apungan (Drift Correction)

Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh perubahan kondisi alat (gravity meter) terhadap nilai pembacaan. Koreksi apungan muncul karena gravity meter selama digunakan untuk melakukan pengukuran akan mengalami goncangan, sehingga akan menyebabkan bergesernya pembacaan titik nol pada alat tersebut. Koreksi ini dilakukan dengan cara melakukan pengukuran dengan metode looping, yaitu dengan pembacaan ulang pada titik ikat (base station) dalam satu kali looping, sehingga nilai penyimpangannya diketahui. Besarnya koreksi Drift dirumuskan sebagai berikut :

dimana, : Koreksi drift pada titik-n

: Waktu pembacaan pada titik-n

: Waktu pembacaan di titik ikat pada awal looping

: Waktu pembacaan di titik ikat pada akhir looping

: Nilai pembacaan di titik ikat pada awal looping

: Nilai pembacaan di titik ikat pada akhir looping

Setelah dikoreksi drift maka diperoleh medan gravitasi observasi terkoreksi drift sebesar :

dengan g adalah medan gravitasi hasil pengukuran (mGal).

2. Koreksi Pasang 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 naik turun. Hal ini akan menyebabkan perubahan nilai medan gravitasi di permukaan bumi secara periodik. Koreksi pasang surut juga tergantung dari kedudukan bulan dan matahari terhadap bumi. Koreksi tersebut dihitung berdasarkan perumusan Longman (1965) yang telah dibuat dalam sebuah paket program komputer. Koreksi ini selalu ditambahkan terhadap nilai pengukuran, dari koreksi akan diperoleh nilai medan gravitasi di permukaan topografi yang terkoreksi drift dan pasang surut, secara metematis dapat dituliskan sebagai berikut :

Dengan adalah medan gravitasi observasi yang telah dikoreksi drift dan pasang surut (mGal), adalah koreksi pasang surut (mGal).

3. Koreksi Lintang (Latitude Correction)

Koreksi lintang digunakan untuk mengkoreksi gayaberat di setiap lintang geografis karena gayaberat tersebut berbeda, yang disebabkan oleh adanya gaya sentrifugal dan bentuk ellipsoide. Dari koreksi ini akan diperoleh anomali medan gayaberat. Medan anomali tersebut merupakan selisih antara medan gayaberat observasi dengan medan gayaberat teoritis (gayaberat normal).

Menurut (Sunardy, A.C., 2005) gayaberat normal adalah harga gayaberat teoritis yang mengacu pada permukaan laut rata-rata sebagai titik awal ketinggian dan merupakan fungsi dari lintang geografi. Medan gayaberat teoritis diperoleh berdasarkan rumusan-rumusan secara teoritis, maka untuk koreksi ini menggunakan rumusan medan gayaberat 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), yang besarnya adalah :

dimana :

adalah nilai gayaberat teoritik pada posisi titik amat

adalah posisi (derajat lintang) titik amat.

Jadi anomali medan gravitasi dapat dinyatakan sebagai berikut :

dengan adalah anomali medan gayaberat.

4. Koreksi Ketinggian

Koreksi ini digunakan untuk menghilang perbedaan gravitasi yang dipengaruhi oleh perbedaan ketinggian dari setiap titik amat. Koreksi ketinggian terdiri dari dua macam yaitu :

a) Koreksi Udara Bebas (free-air correction)

b) Koreksi Bouguer

a) Koreksi Udara Bebas (free-air correction)

Koreksi udara bebas merupakan koreksi akibat perbedaan ketinggian sebesar h dengan mengabaikan adanya massa yang terletak diantara titik amat dengan sferoid referensi. Koreksi ini dilakukan untuk mendapatkan anomali medan gayaberat di topografi. Untuk mendapat anomali medan gayaberat di topografi maka medan gayaberat teoritis dan medan gayaberat observasi harus sama-sama berada di topografi, sehingga koreksi ini perlu dilakukan. Koreksi udara bebas dinyatakan secara metematis dengan rumus :

dimana h adalah beda ketinggian antara titik amat gayaberat dari sferoid referensi (dalam meter).

Setelah dilakukan koreksi tersebut maka akan didapatkan anomali udara bebas di topografi yang dapat dinyatakan dengan rumus :

dimana :

: anomali medan gayaberat udara bebas di topografi (mGal)

: medan gayaberat observasi di topografi (mGal)

: medan gayaberat teoritis pada posisi titik amat (mGal)

: koreksi udara bebas (mGal)

b) Koreksi Bouguer

Koreksi Bouguer merupakan koreksi yang dilakukan untuk menghilangkan perbedaan ketinggian dengan tidak mengabaikan massa di bawahnya. Perbedaan ketinggian tersebut akan mengakibatkan adanya pengaruh massa di bawah permukaan yang mempengaruhi besarnya percepatan gayaberat di titik amat. Koreksi ini mempunyai beberapa model, salah satunya adalah model slab horisontal tak hingga seperti yang digunakan dalam skripsi ini. Koreksi Bouguer slab horizontal mengasumsikan pengukuran berada pada suatu bidang mendatar dan mempunyai massa batuan dengan densitas tertentu. Koreksi tersebut dapat dirumuskan sebagai berikut :

dimana :

adalah konstanta : 6.67 x 10^-9 cgs unit

adalah densitas batuan : 2.67 gr/cm³

adalah ketinggian antara titik amat gayaberat dengan suatu datum level tertentu.

Anomali medan gravitasi yang telah dikoreksi oleh koreksi Bouguer disebut anomali Bouguer sederhana di topografi yang dapat dituliskan sebagai berikut :

5. Koreksi Medan (Terrain Corection)

Koreksi medan digunakan untuk menghilangkan pengaruh efek massa disekitar titik observasi. Adanya bukit dan lembah disekitar titik amat akan mengurangi besarnya medan gayaberat yang sebenarnya. Karena efek tersebut sifatnya mengurangi medan gayaberat yang sebenarnya di titik amat maka koreksi medan harus ditambahkan terhadap nilai medan gayaberat. Besar koreksi medan dihitung oleh Hammer yang dirumuskan seperti pada persamaan berikut :

Persamaan diatas telah disusun oleh Hammer dalam sebuah tabel yang digunakan bersama Terain Chart dengan densitas 2.0 . Pada penelitian ini menggunakan densitas rata-rata batuan yaitu 2.67 , maka dapat dinyatakan sebagai berikut :

Terain Chart merupakan lingkaran zone-zone yang digambarkan pada kertas transparant dengan skala tertentu sesuai dengan peta topografi yang dipakai. Dalam penelitian menggunakan peta topografi skala 1: 100.000.

d. Anomali Bouguer

Nilai anomali Bouguer lengkap dapat diperoleh dari nilai anomali Bouguer sederhana yang telah terkoreksi medan, secara metematis dapat ditulis sebagai berikut :

Dimana :

: anomali Bouguer lengkap di topografi

: anomali Bouguer sederhana di topografi

: koreksi medan (mGal).