gravitasi bumi

1. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 1
Modul 4
PENGOLAHAN AWAL DATA GRAVITASI
Untuk dapat melakukan interpretasi, maka data hasil pengukuran lapangan perlu
diolah. Pengolahan data gravitasi adalah untuk mencari perbedaan harga gravitasi dari satu
titik ke titik yang lain di suatu tempat yang disebabkan oleh massa batuan yang terdapat di
kulit terluar bumi di bawah permukaan daerah penelitian. Dalam pengolahan data metode
gravitasi dimulai dari data mentah kemudian dilanjutkan dengan :
1. Konversi ke Harga mgal
Untuk mendapatkan harga pembacaan dalam satuan mgal (10-3
cm s-2
) maka harga
pembacaan dari gravitymeter harus dikonversikan terlebih dahulu ke harga milligal dengan
menggunakan tabel konversi. Hal ini dilakukan karena besar nilai yang ditampilkan oleh
gravitymeter belum mempunyai satuan dan untuk setiap model gravitymeter mempunyai
tabel konversi yang berlainan tergantung spesifikasi model alat tersebut. Pada gravitymeter
Lacoste & Romberg model G-1118 yang dilengkapi dengan sistem umpan balik elektronik.
Rumus konversi ke harga milligal yaitu :
Gs = [ Gm + ( F x 0.001029411)] milligal (4-1)
dimana : Gs = g bacaan dalam satuan mgal.
Gm = g bacaan skala x konstanta konversi (table konversi)
F = pembacaan feed back dalam mvolt.
2. Koreksi Pengaruh Pasang Surut
Untuk menghilangkan pengaruh yang timbul akibat benda-benda langit khususnya
bulan dan matahari maka untuk memperoleh percepatan gravitasi yang akurat, data hasil
pengukuran perlu dikoreksi terlebih dahulu. Besarnya koreksi pasang surut ini dihitung
menggunakan program komputer berdasarkan perumusan yang diberikan oleh Longman
(1969, persamaan 4-2).
(4-2)

2. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 2
Koreksi pasang surut ini selalu ditambahkan.
GST = Gs + T (4-3)
dimana :
GST = pembacaan percepatan gravitasi dalam miligal terkoreksi pasang surut.
Gs = pembacaan percepatan gravitasi setelah dikonversikan ke harga milligal.
T = koreksi pasang surut (milligal).
3. Koreksi Tinggi Alat
Yang dimaksud dengan tinggi alat adalah jarak antara permukaan atas gravitymeter
dengan titik ukur posisi (gambar 4.1). Adapun tujuan dilakukan koreksi tinggi alat adalah agar
pembacaan gravitasi di setiap titik pengukuran mempunyai posisi ketinggian yang sama
dengan titik pengukuran dari hasil data GPS. Koreksi tinggi alat ini selalu ditambahkan :
GSTH = GST + 0.308765 h (4-4)
dimana :
GSTH = pembacaan percepatan gravitasi terkoreksi pasang surut dan tinggi alat (mgal)
GST = pembacaan percepatan gravitasi dalam mgal terkoreksi pasang surut
H = tinggi alat (meter)
Gambar 4.1. Tinggi alat (h) pada pengukuran dengan gravitymeter.
4. Koreksi Drift
Karena adanya penyimpangan dan guncangan pada alat sewaktu pengukuran dan
dalam perjalanan memungkinkan bergesernya pembacaan titik nol pada alat tersebut.
Pergeseran titik nol ini disebut drift, dan besarnya adalah sebagai fungsi waktu. Koreksi drift
dilakukan dengan mengadakan pembacaan ulang pada titik ikat dalam satu loop, sehingga
dapat diketahui penyimpangannya (lihat gambar 4.2). Besarnya koreksi drift pada tiap-tiap
stasiun dapat dirumuskan sebagai berikut :

3. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 3




 



So
Pu
So
P
So
tu
So
t
So
t
1S
t
1S
D




 



So
Pu
So
P
So
tu
So
t
So
t
2S
t
2S
D




 



So
Pu
So
P
So
tu
So
t
So
t
3S
t
3S
D
dst (4-5)
dimana :
1S
D = koreksi drift pada stasiun S1
1S
t = waktu pembacaan pada stasiun S1
So
t = waktu pembacaan pada stasiun S0
u
So
t = waktu pembacaan ulang (looping) pada stasiun S0
u
So
P = pembacaan gravimeter ulang (looping) pada stasiun S0
So
P = pembacaan gravimeter pada stasiun S0
Koreksi drift ini selalu dikurangkan terhadap pembacaan gravitymeter.
D
STH
G
STHD
G  (4-6)
dengan :
STHD
G = G bacaan dalam milligal setelah dikoreksi pasut, tinggi alat dan drift
STH
G = G bacaan dalam milligal setelah dikoreksi pasut dan tinggi alat
D = koreksi drift (milligal)
Gambar 4.2. Proses looping untuk koreksi drift.

4. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 4
5. Harga Gravitasi Pengamatan (g0bs)
Perhitungan gravitasi observasi melalui beberapa tahapan yaitu konversi nilai bacaan
gravitymeter ke harga miligal dan direduksikan dengan koreksi tinggi alat, koreksi pasang
surut, dan koreksi drift. Dari harga yang telah terkoreksi tersebut kemudian diikatkan pada
Regional Base Station, sehingga diperoleh percepatan gravitasi observasi. Pada penelitian
ini harga observasi penelitian diikatkan di Hotel Ambarukmo Yogyakarta.
g observasi = g ikat + (GSTHD – GSTHD ikat) (4-7)
dimana :
GSTHD = G bacaan dalam miligal setelah dikoreksi pasut, tinggi alat dan drift.
GSTHD ikat = G bacaan dalam miligal setelah dikoreksi pasut, tinggi alat dan drift pada
titik ikat.
6. PROGRAM PASANG SURUT (Longman, 1959)
Nilai gravitasi di bumi dipengaruhi oleh adanya gaya tarik menarik bumi dengan
benda-benda langit khususnya dengan matahari dan bulan, sehingga nilai gravitasi bumi
akan berubah secara temporal sebagai fungsi waktu. Data hasil pengukuran di lapangan
perlu dikoreksi untuk menghilangkan pengaruh efek pasang surut tersebut. Koreksi terhadap
efek ini disebut koreksi pasang surut. Koreksi pasang surut akibat gaya tarik benda-benda
langit dihitung dengan menggunakan rumus (4-2).
Program yang digunakan dalam perhitungan koreksi pasang surut disebut program
Pasut dalam bahasa fortran. Masukkan dalam program ini adalah :
1. Data posisi (lintang dan bujur titik ukur) serta elevasi (ketinggian) titik ukur
2. Jeda waktu data pasang surut (dalam jam dan menit)
3. Waktu pengambilan data gravitasi (tanggal, bulan dan tahun pengambilan data).
Keluaran dari program Pasut tersebut sudah merupakan data pasang surut sebagai
fungsi waktu dalam mikrogal. Data keluaran merupakan data pasang surut dari jam 00:00
sampai dengan jam 23:59 sesuai dengan waktu pengambilan data yang telah ditentukan.
Contoh hasil perhitungan data pasang surut dengan menggunakan program pasut pada titik
ikat gravitasi di Mlonggo tanggal 24 Juli 2005 dengan masukan jeda waktu data pasang surut
6 menit :

5. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 5
COMPUTATION OF VERTICAL TIDAL ACCELERATION
STATION LONGITUDE -110.DEG -42.'
STATION LATITUDE -6.DEG -30.'
STATION HIGHT 40.000M TIMESTEP 0.000H 6.000MIN
START : 24. 7. 2005
END : 24. 7. 2005
START : 205.0 END : 206.0
NUMBER OF VALUES : 240
ALL VALUES IN (MYCGAL) * 1.00000
-66,2 -68,1 -69,7 -71,0 -72,1 -72,8 -73,3 -73,5 -73,4 -73,0
-72,3 -71,4 -70,2 -68,7 -67,0 -65,0 -62,7 -60,3 -57,5 -54,6
-51,4 -48,1 -44,5 -40,7 -36,8 -32,7 -28,4 -24,0 -19,5 -14,9
-10,1 -5,3 -0,3 4,7 9,7 14,8 19,9 25,0 30,2 35,3
40,3 45,4 50,4 55,3 60,1 64,9 69,5 74,0 78,4 82,7
86,8 90,8 94,6 98,2 101,6 104,8 107,8 110,6 113,2 115,6
117,7 119,6 121,3 122,7 123,9 124,8 125,5 126,0 126,1 126,1
125,8 125,2 124,4 123,3 122,0 120,5 118,7 116,7 114,5 112,1
109,4 106,6 103,6 100,3 96,9 93,4 89,6 85,8 81,7 77,6
73,3 69,0 64,5 59,9 55,3 50,6 45,9 41,2 36,4 31,6
26,8 22,0 17,2 12,5 7,9 3,3 -1,3 -5,7 -10,0 -14,3
-18,4 -22,3 -26,2 -29,9 -33,4 -36,7 -39,9 -42,9 -45,6 -48,2
-50,6 -52,7 -54,6 -56,3 -57,7 -59,0 -59,9 -60,6 -61,1 -61,3
-61,3 -61,0 -60,5 -59,7 -58,6 -57,4 -55,8 -54,0 -52,0 -49,8
-47,3 -44,6 -41,7 -38,5 -35,2 -31,7 -27,9 -24,0 -20,0 -15,7
-11,4 -6,9 -2,2 2,5 7,4 12,4 17,4 22,5 27,7 32,8
38,1 43,3 48,5 53,8 59,0 64,1 69,2 74,3 79,3 84,1
88,9 93,6 98,1 102,5 106,7 110,8 114,7 118,4 121,9 125,3
128,4 131,3 133,9 136,4 138,6 140,5 142,2 143,6 144,8 145,7
146,4 146,7 146,8 146,7 146,2 145,5 144,6 143,4 141,9 140,1
138,1 135,9 133,4 130,7 127,8 124,6 121,2 117,6 113,9 109,9
105,8 101,5 97,1 92,5 87,9 83,0 78,1 73,2 68,1 63,0
57,8 52,6 47,3 42,1 36,9 31,7 26,5 21,3 16,3 11,3
6,4 1,6 -3,1 -7,7 -12,2 -16,5 -20,6 -24,6 -28,4 -32,0
Koreksi pasang surut dilakukan dengan mengurangi data gravitasi yang sudah
dikoreksi tinggi alat dengan nilai pasang surut hasil perhitungan koreksi pasang surut dari
program Pasut.