JFT: JURNAL FISIKA DAN TERAPANNYA
p-ISSN: 2302-1497, e-ISSN: 2715-2774 http://journal.uin-alauddin.ac.id/index.php/jft

## Interpretasi  Kualitatif  Metode  Gravitasi  Studi  Kasus  Kawasan  Gunung Merapi
Syifaalda  Fitra 1* ,  Syifa  Chofifa 2 ,  Denisya  Berliana 3 ,  Pandam  Irmayanti 4 ,  Firdha Kusuma Ayu Anggraeni 5 , Sri Astutik 6
123456 Jurusan  Pendidikan  Fisika,  Fakultas  Keguruan  dan  Ilmu  Pendidikan,  Universitas Jember
Email: syifafitra21@gmail.com * Corresponding Author

## Abstrak
Gunung Merapi merupakan gunung berapi tertinggi di Indonesia dengan ketinggian 2.978 meter di atas permukaan laut. Secara administratif, Gunung Merapi terletak di Kabupaten Magelang, Provinsi Jawa  Tengah.  Kajian  dilakukan  terkait  pemisahan  anomali  regional  dan  anomali  residual  dengan menggunakan  data  gravitasi  untuk  kasus  Gunung  Merapi.  Penelitian  ini  dilakukan  dengan  tujuan untuk dapat menginterpretasikan struktur bawah permukaan pada lokasi sekitar pengukuran. Metode polinomial  orde  kedua  digunakan  dalam  penelitian  ini  selain  pemisahan  anomali  Bouguer.  Hasil pengolahan data yang diperoleh diperoleh hasil anomali sangat rendah yang menggambarkan adanya lelehan magma pada daerah pengukuran. Selain itu, terdapat nilai anomali yang sangat tinggi yang menggambarkan adanya material erupsi yang berasal dari Gunung Merapi.
Kata kunci: Anomali Regional, Anomali Residual, Gravitasi.

## Abstract
Mount Merapi is the highest volcano in Indonesia with an altitude of 2978 meters above sea level. Administratively, Mount Merapi is located in Magelang Regency, Central Java Province. The study was conducted related to the separation of regional anomalies and residual anomalies using gravity data  for  the  case  of  Mount  Merapi.  This  research  was  conducted  with  the  aim  of  being  able  to interpret  the  subsurface  structure  at  the  location  around  the  measurement.  The  second-order polynomial method is used in this study in addition to the separation of the Bouguer anomaly. The results of data processing obtained obtained very low anomaly results, which illustrates the presence of molten magma in the measurement area. In addition, there is a very high anomaly value which describes the presence of eruptive material originating from Mount Merapi.
Keywords: Gravity, Regional Anomaly, Residual Anomaly.

## 1. PENDAHULUAN
Indonesia merupakan negara yang termasuk memiliki banyak gunung api. Menurut [1], Indonesia memiliki 129 gunung api aktif, nilai tersebut sejumlah 14% dari gunung api yang ada di dunia. Indonesia merupakan negara kepulauan yang memiliki beribu pulau. Letak Indonesia berada pada titik temu antar lempeng dan daerah khatulistiwa. Lokasi  Indonesia berada diantara sirkum pasifik serta sirkum meditarium sebagai sua jalur pegunungan muda.
Syifaalda Fitra et al. / JFT: Jurnal Fisika dan Terapannya (2023) Vol. 10 (1): 26 - 33
Hal  tersebut  menjadikan  Indonesia  mempunyai  banyak  pegunungan  aktif  maupun  pasif. Adanya  aktivitas  vulkano  yang  terjadi  selalu  memberi  dampak  perubahan  bagi  keadaan geologi  di  lingkungan  gunung  tersebut,  seperti  contohnya  Gunung  Merapi.    Berada  di Provinsi Jawa Tengah tepatnya Kabupatem Magelang, Gunung Merapi menjadi salah satu gunung teraktif yang memiliki ketinggian 2978 mdpl [2].
Asal mula penamaan Merapi disusun dari dua kata dasar yaitu “meru” yang berarti gunung dan “api” yang berarti api, sehingga Merapi diartikan sebagai gunung berapi. Banyak gunung  aktif  di  dunia,  namun  Gunung  Merapi  menyandang  predikat  sebagai  salah  satu gunung  teraktif.  Aktivitas  Merapi  berdasarkan  data  yang  ada  menimbulkan  awan  panas sekitar  4-5  km.  Gunung  Merapi  memiliki  indeks  letusan  yang  cukup  tinggi  1-3  kali.  Hal tersebut  pernah  terjadi  pada  tahun  1961  yang  berindeks  sebesar  3  kali.  Dengan  adanya aktivitas vulkanik ini tentu saja berpengaruh dengan keadaan struktur geologi bumi [3].
Struktur  bawah  permukaan  bumi  dapat  dieksplor  dengan  menggunakan  salah  satu metode  geofisika  yaitu  metode  gravitasi.  Teori  gravitasi  ini  berdasarkan  hukum  Newton mengenai gravitasi. Hukum gravitasi Newton menyatakan bahwa gaya tarik menarik antara dua buah benda sebanding dengan massa kedua benda itu dan berbanding terbalik dengan jarak antara pusat massa kedua benda tersebut [4].
Metode gravitasi adalah metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran variasi gravitasi  medan.  Variasi  gravitasi  medan  ini  disebabkan  oleh  densitas  bawah  permukaan bumi [5]. Metode gravitasi merupakan metode pasif geofisika yaitu metode untuk mencari anomali bawah permukaan. Interpretasi data dalam metode gravitasi dalam dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu secara kuantitatif dan kualitatif. Metode kuantitatif dapat diperoleh dengan  melakukan  pemodelan  benda  geologi  dan  sruktur  bawah  permukaan  dari  respon medan  gravitasi  daerah  penelitian.  Metode  kualitatif  dapat  diperoleh  dengan mendeskripsikan peta kontur Anomali Bouguer Lengkap (ABL) baik dari skala lokal ataupun regional [6].
Studi tentang struktur bawah permukaan gunung  Merapi  diperlukan dengan  tujuan sebagai upaya preventif sejak dini untuk mencegah timbulnya berbagai macam kerugian baik harta,  benda,  maupun  jiwa  dengan  cara  mempelajari  sifat  aktivitas  vulkanis  yang ditimbulkan.  Hal  tersebut  dilakukan  sebagai  upaya  dini  perwujudan  mitigasi  bencana  di sekitar gunung Merapi. Hasil yang optimal diharapkan dengan dilakukannya upaya tindakan yang tepat.
Agar dapat  memperkirakan status  yang  ada pada  gunung yang diamati, diperlukan studi mengenai pendugaan struktur bawah tanah dari Gunung Merapi. Dengan diperolehnya data dan pengolahan data yang tepat, maka akan diperkirakan struktur di bawah permukaan yang dapat dibandingkan dengan kondisi aktivitas gunung. Metode yang dipergunakan pada penelitian guna mendapatkan perkiraan struktur bawah permukaan gunung Merapi ini yaitu menggunaan metode pengolahan data gravitasi yang diperoleh dari citra satelit.
Gambar 1. Persebaran gunung api di Indonesia [7].

## 2. METODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  data  gravitasi  yang  mana  data  yang  digunakan merupakan data anomali gravitasi sekunder yang berasal dari citra satelit yang bisa diakses melalui  website  yang  dibuat  oleh Scripps  Institution  of  Oceanography,  University  of California San Diego USA , yaitu Topex . Website Topex ini mampu memberikan informasi data  topografi  dan  anomali  gravitasi  suatu  daerah.  Posisi  geografis  ini  nantinya  akan didapatkan dalam bentuk ASCII-XYZ. Data ini nantinya memiliki jarak tiap titik sebesar 1 menit/grid dengan ketelitian data anomali medan gravitasi sebesar 0,1 mGal dan koreksi data dengan ketinggian 1 meter [8]. Kawasan gunung Merapi ditinjau dari segi geografis berada pada posisi 07°22'33" - 07°52'30" LS dan 110°15'00" - 110°37'30" BT.
Koreksi yang digunakan pada penelitian ini yaitu menggunakan koreksi terrain dan koreksi  bouguer.  Koreksi  terrain  digunakan  pada  daerah  pengukuran  yang  memiliki perbedaan  topografi  (permukaannya  tidak  rata),  seperti  wilayah  gunung  atau  pegunungan. Kawasan Gunung Merapi sendiri merupakan kawasan gunung, sehingga penggunaan koreksi terrain merupakan koreksi yang tepat untuk pengukuran. Tahap pertama dalam penelitian ini yaitu mengambil data koordinat dari website Topex , kemudian masuk pada aplikasi Surfer . Data yang diambil berupa koordinat latitude dan longitude . Koordinat ini kemudian diubah menjadi bentuk UTM ( Easting X dan Northing Y). Setelah diperoleh data UTM X dan UTM Y, tahap berikutnya yaitu menentukan batas lokal dan batas regional dengan menggunakan aplikasi Global Mapper . Data batas lokal dan regional yang diperoleh dari Global Mapper tersebut  disimpan dalam bentuk  grid. Selanjutnya, masuk pada  aplikasi Oasis  Montaj dan menggunakan filter Butterworth untuk mendapatkan nilai koreksi terrain.
Koreksi  Bouguer  digunakan  untuk  memperoleh  nilai  densitas  batuan  dari  daerah pengukuran. Dalam penelitian ini, yang ditentukan adalah Anomali Bouguer Lengkap (ABL) serta  pemodelan  inversinya.  ABL  dapat  ditentukan  dengan  menghitung  selisih  dari  nilai gravitasi  hasil  penelitian  (observasi)  dengan  nilai  gravitasi  teoritis,  dan  dapat  dituliskan dalam persamaan sebagai berikut:
𝑔 𝐴𝐵𝐿 = 𝑔 𝐹𝐴 − 𝑔 𝐵𝐶 + 𝑔 𝑇𝐶 [9]
Keterangan : 𝑔 𝐴𝐵𝐿 = Anomali Bouguer Lengkap 𝑔 𝐹𝐴 = Koreksi Udara Bebas 𝑔 𝐵𝐶 = Koreksi Bouguer 𝑔 𝑇𝐶 = Koreksi Terrain Dimana nilai koreksi udara yaitu sebesar (−0,3086ℎ) ; koreksi Bouguer bernilai (2𝜋𝐺𝜌𝐻 = 0,04193𝜌ℎ) ; 𝜌 adalah densitas batuan dan ℎ adalah penurunan muka tanah (𝑚) [10]. Upaya pemfilteran dilakukan dengan tujuan agar dapat memisahkan anomali Bouguer Lengkap (ABL) menjadi anomali regional serta anomali residual. Aplikasi yang digunakan pada  pemisahan  ini  diantaranya  adalah  aplikasi  surfer.  Selain  itu,  pada  pemisahan  ini menggunakan  polynomial  orde  kedua.  Anomali  regional  yang  lebih  halus  dapat  diperoleh dengan menggunakan metode ini. Anomali residual dapat diperoleh setelah anomaly regional didapatkan.  Perhitungan  yang  dilakukan  untuk  mendapatkan  anomali  residual  yaitu menggunakan nilai selisih dari Anomali Bouguer Lengkap (ABL) dengan anomali regional yang telah didapat.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  Anomali  Bougeur  Lengkap  (ABL)  didapatkan  berdasarkan  penelitian  yang dilakukan. Data tersebut diperoleh dari penggunaan koreksi udara bebas, koreksi terrain, dan koreksi  Bougeur.  Data  nilai  koreksi  FAA  juga  diperoleh  menggunakan  data  citra  satelit (Topex).  Pada  aplikasi  Oasis  Montaj  dengan  pemfilteran  Butterworth  menghasilkan  data nilai koreksi terrain. Koreksi Bouguer diperoleh dari persamaan koreksi Bouguer (2𝜋𝐺𝜌𝐻 = 0,04193𝜌ℎ) . Perhitungan nilai gradien hasil plotting nilai koreksi Bougeur tanpa densitas dikurangi  dengan  koreksi  terrain  terhadap  koreksi  udara  bebas  menghasilkan  data  nilai densitas.  Perhitungan yang dihasilkan diperoleh  densitas pengukuran yaitu sebesar 1,2445 g/hc. Hail ini menunjukkan nilai densitas Gunung Merapi menunjukkan skala kecil.
Data  Anomali  Bouguer  Lengkap  (ABL)  diperoleh  dari  data  Topex  FAA  yang kemudian diolah menggunakan Surfer pada daerah penelitian. Data tersebut  menunjukkan kontur ABL daerah pengukuran.
Gambar 2 . Peta kontur Anomali Bouguer Lengkap Gunung Merapi
Sumbu  ‘x’  menunjukkan longitude dan  sumbu  ‘y’  menunjukkan latitude. Warna-warna dalam  peta  kontur  menunjukkan  skala  nilai  anomali.  Anomali  ABL  yang  dihasilkan  pada peta kontur Gunung Merapi memiliki nilai antara 96,7 – 138,5 mGal. Nilai anomali rendah menandakan  bahwa  terdapat  struktur  bawah  permukaan  dengan  nilai  densitas  rendah, sedangkan  nilai  anomali  tinggi  menandakan  bahwa  terdapat  struktur  bawah  permukaan dengan  nilai  densitas  tinggi.  Berdasarkan  data  peta  kontur,  nilai  anomali  terendah menunjukkan warna biru dan anomali  tertinggi menunjukkan warna merah muda. Berikut merupakan data peta kontur Anomali Bouguer Lengkap Gunung Merapi:
Setelah  data  Anomali  Bouguer  Lengkap  didapatkan,  dapat  dilakukan  pemfilteran untuk  memperoleh  nilai  anomali  regional.  Pemisahan  ini  dilakukan  dengan  menggunakan aplikasi Surfer dan menggunakan polinomial orde kedua. Peta kontur anomali regional dapat dilihat pada Gambar 2.
Gambar 3 . Peta kontur anomali regional Gunung Merapi
Anomali regional yang dihasilkan pada peta kontur Gunung Merapi  memiliki nilai antara 96,8 – 138,3 mGal. Berdasarkan data peta kontur, nilai anomali terendah menunjukkan warna biru dengan nilai anomali 96,8 mGal dan anomali tertinggi menunjukkan warna merah muda dengan nilai anomali 138,3 mGal.
Setelah  data  anomali  regional  didapatkan,  dapat  dilakukan  perhitungan  untuk memperoleh  nilai  anomali  residual.  Perhitungan  ini  dilakukan  dengan  menghitung  selisih dari nilai Anomali Bouguer Lengkap dengan anomali regional. Hasil yang diperoleh dapat ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4. Peta kontur anomali residual Gunung Merapi
Anomali  residual  yang  dihasilkan  pada  peta  kontur  Gunung  Merapi  memiliki  nilai antara  -1,9  –  2.0  mGal.  Hal  ini  menunjukkan  nilai  anomali  mengalami  penurunan.  Nilai anomali negatif berarti bahwa nilai densitas daerah tersebut sangat rendah dibanding daerah lainnya.  Berdasarkan  data  peta  kontur,  nilai  anomali  terendah  menunjukkan  warna  biru dengan  nilai  anomali  -1,9  mGal  dan  anomali  tertinggi  menunjukkan  warna  merah  muda dengan nilai anomali 2,0 mGal.
Nilai anomali tinggi yang ditunjukkan dapat menunjukkan nilai densitas buatan yang berada  pada  daerah  tersebut  tinggi  juga,  dan  sebaliknya  jika  nilai  anomali  rendah  maka densitas batuan akan rendah juga. Adanya pola anomali dengan nilai negatif kemungkinan dikarenakan oleh keberadaan kantung magma pada daerah pengukuran. Pola anomali dengan nilai  tinggi  menunjukkan  densitas  tinggi  yang  artinya  daerah  tersebut  banyak  terdapat material  hasil  erupsi  magma  dari  gunung.  Nilai  densitas  yang  rendah  diduga  karena  sifat magma yang cair [3].

## 4. SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  yang  didapatkan  dari  penelitian  citra  satelit  2022  yang  didapat, besarnya anomali regional yang dihasilkan pada peta kontur Gunung Merapi memiliki nilai antara 96,8-138,3 mGal. Peta nilai anomali terendah yaitu berwarna biru sebesar 96,8 mGal dan anomali  tertinggi ditunjukkan warna merah  muda dengan anomali  138,3 mGal.   Data yang diperoleh mengenai anomali residual yang dihasilkan pada peta kontur Gunung Merapi memiliki nilai antara -1,9 – 2.0 mGal. Data peta kontur, nilai anomali terendah menunjukkan
Syifaalda Fitra et al. / JFT: Jurnal Fisika dan Terapannya (2023) Vol. 10 (1): 26 - 33
warna biru dengan nilai anomali -1,9 mGal dan anomali tertinggi menunjukkan warna merah muda dengan nilai anomali 2,0 mGal. Hasil pengolahan data yang diperoleh mendapatkan hasil anomali yang sangat rendah, yang mana hal ini menggambarkan adanya magma cair di daerah  pengukuran.  Selain  itu,  terdapat  nilai  anomali  yang  sangat  tinggi  yang menggambarkan adanya material erupsi yang berasal dari Gunung Merapi.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
[1]     Suyanto, I. (2012). Pemodelan Bawah Permukaan Gunung Merapi Dari Analisis Data Magnetik  Dengan  Menggunakan  Software  Geosoft.  Laporan  Penelitian  Prodi Geofisika Jurusan Fisika UGM, 1–48.
[2]    Islamiyah, O. R. A., Minarto, E., & Santoso, A. B. (2019). Estimasi Kedalaman dan Perubahan Volume Sumber Tekanan Gunung Merapi Berdasarkan Pengamatan Data Tiltmeter. Jurnal Sains Dan Seni ITS , 7(2), 4–8.
[3]  Sarkowi, M. (2010). Interpretasi Struktur Bawah Permukaan Daerah Gunung Merbabu– Merapi   Berdasarkan Pemodelan 3D Anomali Bouguer. Berkala Fisika , 13 (2), 11-18.
[4]      Ilmi,  S.,  Harmoko,  U.,  &  Widada,  S.  (2014).  Interpretasi  Bawah  Permukaan  Sistem Panas  Bumi  Diwak  dan  Derekan  Berdasarkan  Data  Gravitasi. Youngster  Physics Journal , 3 (2), 165-170.
[5]   Trimulyati, W., &  Putra, A. (2022). Identifikasi Struktur Bawah Permukaan Gunung Tandikat  Menggunakan  Metode  Gravitasi  Berdasarkan  Data  Satelit. Jurnal  Fisika Unand , 11 (3), 366-372.
[6]    Balulu, N. (2011). Analisis Struktur Bawah Permukaan Gunung Muria dan Sekitarnya Menggunakan Metode Gravitasi . Jurnal Neutrino |Vol 3 (2).
[7]   Taman Nasional Indonesia. (2019). Profil Taman Nasional Gunung Merapi . Diambil dari: https://tamannasional.view.web.id .
[8]    Chasanah, U., Febriani, S. D. A., & Minarto, E. (2021). Pendugaan Struktur Bawah Permukaan Gunung Merapi Berdasarkan Analisis Data Anomali Medan Gravitasi Citra Satelit. Jurnal  Fisika  Flux:  Jurnal  Ilmiah  Fisika  FMIPA  Universitas  Lambung Mangkurat , 18(1), 25-34.
[9]   Anggraeni, F. K. A. (2021). Pemisahan Anomali Regional dan Residual Data Gravitasi Gunung Semeru Jawa Timur. Jurnal Fisika Unand , 10(4), 421-427.
[10]  Wibowo,  P.  A.  (2014).  Prediksi  Sebaran  Intrusi  Air  Laut  Menggunakan  Metode Gayaberat  Mikro  Antar  Waktu  Di  Daerah  Semarang  Utara. Unnes  Physics Journal , Vol 3 (1).