## Pemisahan anomali regional-residual data gayaberat daerah Karangsambung Jawa Tengah menggunakan metode tren surface analysis
Ledia Damayanti*, Oktaviana, Ahmad Al Farizi, Ilham Dani, dan Syamsurijal Resimeng Jurusan Teknik Geofisika, Fakultas Teknik, Universitas Lampung Jl. Prof. Dr. Ir. Sumantri Brojonegoro, Gedong Meneng, Kec. Rajabasa, Kota Bandar Lampung, Lampung *email: ledia.pangestu@gmail.com
Abstrak – Pemisahan anomali regional-residual pada metode gravitasi di daerah Karang Sambung Jawa Tengah menggunakan  metode  tren  surface  analysis.  Pemisahan  anomali  ini  dibuat  dengan  menggunakan  bahasa program  Matlab  dan  kemudian  dibuat  penampangnya  menggunakan  software  Surfer.  Interpretasi  kualitatif dilakukan  dengan  mengamati  data  gayaberat  berupa  anomali  Bouguer.  Sedangkan  Interpretasi  kuantitatif dilakukan untuk memahami lebih dalam hasil interpretasi kualitatif dengan membuat penampang gayaberat pada peta  kontur  anomali.  Berdasarkan  hasil  analisis  spektrum  hasil  penapisan  dengan  lebar  jendela  23x23  km didapatkan peta anomali regional. Nilai anomali residual yang didapat berkisar antara -45 sampai 30 mGal yang menunjukkan  pola  anomali  negatif  hingga  positif.  Anomali  negatif  berkisar  antara  -45  sampai  -10  mGal, sedangkan anomali positif berkisar antara 0 sampai 30 mGal..
Kata kunci: Metode gravitasi, pemisahan anomali regional-residual, tren surface analysis
Abstract – Separation of regional-residual anomalies in the gravity method in the Karang Connect area of West Java  using  the  surface  analysis  trend  method.  The  separation  of  this  area  is  made  using  the  Matlab  program language and then made its appearance in the Surfer software. Qualitative interpretation is done by observing gravity data in the form of Bouguer anomalies. Whereas quantitative interpretation is carried out to understand deeper  the  results  of  qualitative  interpretation  by  making  a  cross  section  of  gravity  on  the  anomaly  contour map.  Based  on  the  results  of  spectrum  analysis  results  of  screening  with  a  window  width  of  23x23  km,  a regional  anomaly  map  was  obtained.  Residual  anomaly  values  otained  ranged  from  -45  to  30  mGal  which showed a negative to positive anomaly pattern. Negative anomalies are range of -45 to -10 mGal, while positive anomalies are range of 0 to 30 mGal.
Key words: Gravity method, Separation Regional-Residual Anomaly, tren surface analysis.

## PENDAHULUAN
Metode  gayaberat  adalah  salah  satu  metode geofisika  yang  didasarkan  pada  pengukuran medan gravitasi. Pengukuran ini dapat dilakukan di permukaan bumi, di kapal maupun di  udara.  Prinsip  metode  ini  mempunyai kemampuan  dalam  membedakan  rapat  massa suatu  material  terhadap  lingkungan  sekitarnya. Dengan  demikian  struktur  bawah  permukaan dapat  diketahui.  Pada  dasarnya  gravitasi  adalah gaya  tarik  menarik  antara  dua  benda  yang memiliki  rapat  massa  yang  berbeda,  hal  ini dapat diekspresikan oleh rumus hukum Newton.
Pengolahan  data  metode  gravitasi  secara umum  dipisahkan  menjadi  dua  macam,  yaitu proses  dasar  dan  proses  lanjutan.  Proses  dasar mencakup  seluruh  proses  berawal  dari  nilai pembacaan alat di lapangan sampai memperoleh nilai anomali Bouguer di setiap titik pengamatan.  Penggunaan  metode  gaya  berat untuk  eksplorasi  sumber  daya  alam,  studi
keilmuan dan maksud lainnya dilakukan dengan menerapkan konsep anomali gaya berat (anomali  Bouguer).  Perbedaan  nilai  gaya  berat terukur  dengan  nilai  gaya  berat  acuan,  yaitu nilai  gaya  berat  teoritis  untuk  suatu  model teoritis  Bumi  (Spheroid,  Geoid).  Perbedaan tersebut merefleksikan variasi rapat massa yang terdapat  pada  suatu  daerah  dengan  daerah sekelilingnya  ke  arah  lateral,  maupun  ke  arah vertikal.Anomali Bouguer merupakan penjumlahan dari anomali regional dan anomali residual.  Biasanya  anomali  bouguer  masih mengandung  beberapa  anomali  dari  berbagai sumber.  Anomali  dengan  panjang  gelombang besar  yang  berasal  dari  kontras  densitas  dalam disebut anomali regional. Hal ini sangat penting untuk  memahami  struktur  dengan  skala  besar dari  lapisan  bumi  seperti  zona  subduksi. Sedangkan anomali dengan panjang gelombang rendah  yang  berasal  dari  anomali  massa  di sekitar  daerah  eksplorasi  disebut  anomali
residual.  Pemisahan  anomali  regional  dan residual sangat penting dalam tahap interpretasi peta kontur gravitasi. Salah satu cara pemisahan anomali  adalah  menggunakan  metode tren surface analysis.

## LANDASAN TEORI
Metode  gayaberat  umumnya  digunakan  dalam eksplorasi jebakan minyak ( oil trap ). Disamping itu  metode  ini  juga  banyak  dipakai  dalam eksplorasi  mineral  dan  lainnya  (Kearey  dkk., 2002).Prinsip  pada  metode  ini  mempunyai kemampuan  dalam  membedakan  rapat  massa suatu  material  terhadap  lingkungan  sekitarnya. Dengan  demikian  struktur  bawah  permukaan dapat  diketahui.  Untuk  menggunakan  metode ini  dibutuhkan  minimal  dua  alat  gravitasi,  alat gravitasi  yang  pertama  berada  di  base  sebagai alat  yang  digunakan  untuk  mengukur  pasang surut gravitasi, alat yang kedua dibawa pergi ke setiap  titik  pada  stasiun  mencatat  perubahan gravitasi  yang  ada.  Biasanya  dalam  pengerjaan pengukuran  gravitasi  ini,  dilakukan  secara looping (Supriyadi, 2009).
Pada  dasarnya  gravitasi  adalah  gaya  tarik menarik  antara  dua  benda  yang  memiliki  rapat massa yang berbeda, hal ini dapat diekspresikan oleh  rumus  hukum  Newton  sederhana  sebagai berikut:
Gambar 1. Gaya tarik menarik antara dua benda
1 2 2 (1)
Di  mana F gaya  tarik  menarik, G konstanta universal  gayaberat  (6,67  x  10  -11  m 3 kg -1 s -2 ), m 1 dan m 2 massa benda, dan r jarak antar pusat massa.) Nilai  gravitasi  bergantung  kepada  lima faktor,  yaitu  lintang,  elevasi  topografi  daerah sekitar  pengukuran,  pasang  surut  bumi,  dan variasi  densitas  di  bawah  permukaan [1]. Koreksi  dalam  metode  gravitasi  diperlukan untuk  menghilangkan  faktor-faktor  lain  yang mempengaruhi  besar  nilai  gravitasi  sehingga didapatkan nilai gravitasi yang hanya disebabkan  oleh  pengaruh  variasi  densitas  di bawah  permukaan.  Berikut  adalah  koreksi- koreksi  yang  dilakukan  kepada  data  gravitasi lapangan (g read ):
Koreksi Pasang Surut ( Tide Correction )
Koreksi  ini  dilakukan  untuk  menghilangkan pengaruh  gravitasi  benda-benda  di  luar  bumi seperti  bulan  dan  matahari,  yang  berubah terhadap lintang  dan  waktu.  Dalam  prakteknya, koreksi  tidal  dilakukan  dengan  cara  mengukur nilai gayaberat di stasiun yang sama ( base ) pada interval  waktu  tertentu.  Nilai  koreksi  tidal  ini selalu ditambahkan pada pembacaan gayaberat.
(2)
di mana: g t gayaberat terkoreksi tidal, g obs gayaberat bacaan, tide obs koreksi tidal
Koreksi Apungan ( Drift Correction )
Koreksi  apungan  akibat  adanya  perbedaan pembacaan  gayaberat  dari  stasiun  yang  sama pada  waktu  yang  berbeda,  yang  disebabkan karena adanya guncangan pegas alat gravimeter selama  proses transportasi dari suatu  stasiun  ke stasiun  lainnya.  Untuk  menghilangkan  efek  ini, akuisisi  data  gayaberat  didesain  dalam  suatu rangkaian  tertutup  ( loop ),  sehingga  besar penyimpangan  tersebut  dapat  diketahui  dan diasumsikan  linier  pada  selang  waktu  tertentu. Koreksi drift pada  masing-masing  titik  stasiun adalah:
t n -t 1 - 1 - 1 (3)
di  mana t n waktu  pembacaan  pada  stasiun  ke- n , t 1 waktu  pembacaan  pada  stasiun base (awal looping ), t N waktu  pembacaan  pada  stasiun base (akhir looping ), g 1 bacaan gravimeter terkoreksi tidal pada stasiun  base  (awal looping ), g N bacaan  gravimeter terkoreksi  tidal  pada  stasiun  base  (akhir looping ), dan g lokal gayaberat terkoreksi drift dan tidal

## Koreksi Lintang
Koreksi ini dilakukan karena bentuk bumi yang tidak  sepenuhnya  bulat  sempurna,  sehingga terdapat perbedaan antara jari-jari bumi di kutub dengan  di  daerah  katulistiwa  sebesar  21  km. Dengan demikian nilai gayaberat di kutub akan lebih  besar  dibandingkan  nilai  gayaberat  di katulistiwa.  Secara  umum  gravitasi  terkoreksi lintang dapat ditulis sebagai berikut :
978031,8 1 5,3024 10 -3 sin 2 -5,8 10 -6 sin 2 2 (4)

## Koreksi Bouguer
Koreksi  bouger  merupakan  koreksi  ketinggian yang  memperhitungkan adanya efek dari massa batuan  yang  berada  di  antara  bidang  datum
(geoid)  dan  titik  amat  dengan  asumsi  memiliki jari-jari tak terhingga dengan tebal h (meter) dan densitas ρ (gr/cm 3 ). Sehingga koreksi ini dapat ditulis sebagai berikut:
0,0419. ρ .mGal (5)
di  mana ρ rapat  massa  rata-rata  daerah  penelitian (gr/cm 3 ), h ketinggian titik amat (m)
Analisis spektrum dilakukan untuk mengestimasi  lebar  jendela  dan  mengestimasi kedalaman  dari  anomali  gayaberat.  Selain  itu analisis  spektrum  juga  dapat  digunakan  untuk membandingkan  respon  spektrum  dari  berbagai metode filtering .  Analisisi  spektrum  dilakukan dengan mentransformasi fourier lintasan- lintasan  yang  telah  ditentukan.  Spektrum diturunkan  dari  potensial  gayaberat  yang teramati  pada  suatu  bidang  horizontal  dimana transformasi fouriernya sebagai berikut [2].
(         ( ) dan
( ) | |( | | (6)
maka persamaannya menjadi
( | |( | | (7)
di mana U potensial gayaberat μ  anomali rapat massa, γ konstanta gayaberat, r jarak.
Nilai  Anomali  Baouguer  yang  terukur  di permukaan  merupakan  gabungan  dari  beberapa sumber  anomali  dan  struktur.  Sehingga  perlu dilakukan pemisahan anomali untuk memperoleh  anomali  target  yang  akan  dicari. Metode tren  surface  analysis merupakan  salah satu  cara  untuk  memisahkan  anomali  regional, residual dan noise .

## METODE PENELITIAN
Penelitian ini berada pada daerah Karangsambung Jawa Tengah. Obyek penelitian ini  adalah  pemisahan  anomali  regional-residual pada penelitian metode gravitasi. Pada penelitian  ini  akan  dibuat  program  komputer menggunakan  MATLAB  dan  kemudian  dibuat penampangnya  menggunakan software Surfer. Tahapan  pertama  yang  dilakukan  dalam penelitian  adalah  pengumpulan  data  hasil akuisisi,  yaitu  data  hasil  pengukuran  gayaberat berupa  koordinat X , Y dan  anomali  bouguer lengkap.  Tahapan  kedua  merupakan  tahapan pengolahan  data  yang  ditekankan  dalam penelitian  ini,  terdiri  dari slicing/digitizing ,
transformasi  Fourier,  dan  analisis  spektrum. Tahapan  ketiga  merupakan  pengolahan  data lanjut  yang  terdiri  dari  Metode tren  surface analysis yang  merupakan  metode  dengan pendekatan polynomial terhadap  data-data anomali  bouguer  yang  akan  diolah.  TSA menggunakan prinsip dasar persamaan berikut:
( x y x y x y x y x y
( x y ∑ ∑ x - y (8)
di mana i adalah 1, 2, 3,…..,n.
Dari  persamaan  tersebut  akan  dihitung  nilai anomali  dengan  menggunakan  orde  1,  orde  2 sampai  dengan  orde  3.  Kemudian  setelah didapatkan  nilai  anomali  regionalnya  dapat dihitung anomali residual.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Proses  pemisahan  daerah  anomali  regional- residual dilakukan dengan menggunakan metode polynomial  tren surface  analysis . Interpretasi  gayaberat  secara  umum  dibedakan menjadi  dua  yaitu  interpretasi  kualitatif  dan kuantitatif.  Interpretasi  kualitatif  dilakukan dengan  mengamati  data  gayaberat  berupa anomali  Bouguer.  Anomali  tersebut  akan memberikan  hasil  secara  global  yang  masih mempunyai  anomali  regional  dan  residual. Dengan  interpretasi  ini  dapat  dilihat  arah penyebaran  anomali.  Interpretasi  kuantitatif dilakukan  untuk  memahami  lebih  dalam  hasil interpretasi kualitatif dengan membuat penampang gayaberat pada peta kontur anomali. Teknik  interpretasi  kuantitatif  mengasumsikan distribusi  rapat-massa  dan  menghitung  efek gayaberat  yang  diamati.  Interpretasi  kuantitatif pada penelitian ini adalah analisis tren surface .

## Analisis  Peta  Anomali  Bouguer  Lengkap (ABL)
Setelah melalui proses reduksi lalu digambarkan dalam  bentuk  peta  anomali  bouguer  lengkap (ABL) sebagai berikut:
Gambar 2 .Peta ABL
Pada  peta  ABL  dapat  dilihat  bahwa  memiliki rentang  nilai  anomali  bouguer  di  daerah penelitian  berkisar  45  hingga  125  mGal. Anomali rendah  tersebar pada bagian barat laut dan  utara  tengah  peta,  anomali  sedang  tersebar pada timur dan selatan peta, dan anomali tinggi tersebar  pada  bagian  barat  daya  dan  utara  peta. Perubahan  dari  anomali  tersebut,  tampak  jelas adanya  perubahan  nilai  anomali  rendah  ke tinggi yang cukup signifikan. Hal ini disebabkan oleh perubahan nilai kontras rapat-massa batuan yang terjadi pada daerah penelitian.

## Pemisahan Anomali Regional-Residual
Anomali  regional  dan  residual  diperoleh  dari nilai  Anomali  Bouguer  Lengkap  (ABL). Anomali Bouguer yang terbaca masih dipengaruhi  oleh  nilai  anomali  dalam  dan anomali  dangkal.  Anomali  Bouguer  yang  telah dikoreksi  tersebut  merupakan  respon  anomali yang berasal dari material bawah permukaan.

## Peta Anomali Regional
Berdasarkan  hasil  analisis  spektrum  dengan lebar  jendela  23×23  km  didapatkan  peta anomali  regional.  Kedalaman  regional  ini mengindikasikan bahwa kedalaman kerak bawah hingga basement pada daerah penelitian.
Gambar 3. Peta Anomali regional orde 1
Gambar 4. Peta Anomali regional orde 2
Gambar 5 . Peta anomali regional orde 3
Peta anomali regional yang didapatkan menggunakan polynomial orde satu
menghasilkan  nilai  anomali  sebesar  78-101 mGal, orde dua menghasilkan nilai anomali 78- 108  mGal,  dan  orde  tiga  menghasilkan  nilai anomali  74-120  mGal.  Perubahan  nilai  ini disebabkan  adanya  kontras  rapat  massa  batuan
yang  besar  di  sekitar  rapat  kontur  ini  yang kemungkinan merupakan daerah sesar.

## Peta Anomali Residual
Peta  anomali  residual  ini  menunjukkan  sumber anomali yang bersifat lokal, biasanya berasosiasi dengan cekungan Tersier (mengindikasikan  letak top  basement dengan sedimennya)
Gambar 6 . Peta anomali regional orde 1
Gambar 7 .Peta anomali residual orde 2
Gambar 8 . Peta anomali residual orde 3
Nilai anomali residual yang didapat berkisar antara  -45  sampai  30  mGal  yang  menunjukkan pola  anomali  negatif  hingga  positif.  Anomali negatif  bernilai  -45  sampai  -10  mGal, sedangkan  anomali  positif  bernilai  0 sampai  30 mGal.  Dari  peta  residual  dapat  dilihat  adanya anomali  tinggi serta  pola kontur yang diinterpretasikan  sebagai  intrusi.  Berdasarkan peta  geologi  regional  diduga  salah  satunya merupakan intrusi dangkal.

## KESIMPULAN
Sistem  deteksi  kemiringan  gedung  bertingkat dapat  dibuat  menggunakan  resistor  variabel yang  dipasang  bandul  sebagai  sensor  dengan karakteristik sebagai berikut:
Akurasi (%) Presisi (%) Eror (%) Waktu respon (s) Sistem peringatan ˂1,5° >1,5° 89,34 91,07 10,6 6 4,13 0 1

## UCAPAN TERIMA KASIH
Berdasarkan  data  Gayaberat  Daerah  Karang Sambung  Jawa  Tengah  dari  hasil filtering dengan  menggunakan polynomial orde  satu menghasilkan  nilai  anomali  sebesar  78-101 mGal, orde dua menghasilkan nilai anomali 78- 108  mGal,  dan  orde  tiga  menghasilkan  nilai anomali  74-120  mGal.  Perubahan  nilai  ini disebabkan  adanya  kontras  rapat  massa  batuan yang  besar  di  sekitar  rapat  kontur  ini  yang kemungkinan merupakan daerah sesar. Sedangkan  Nilai  anomali  residual  yang  didapat berkisar  antara  -45  sampai  30  mGal.  Dari  peta residual  dapat  dilihat  adanya  anomali  tinggi serta pola kontur yang diinterpretasikan sebagai intrusi.

## PUSTAKA
[1] Telford,  WM. Applied  Geophysics  Second  Edition . Cambridge University, 1990.
[2] Blakely,  R.J., Potential  Theory  In  Gravity  and Magnetic  Applications ,  Cambridge  University  Press,
Cambridge, 1995.
[3] Kearey,  P., An  Introduction  to  Geophysical Exploration  3rd  Edition .  Blackwell  ltd.  London, 2002.
[4] Supriyadi,  Studi  Gaya  Berat  Relatif  Di  Semarang . Jurnal Pendidikan Fisika Indonesia , 5(1) 2009.