GUNUNG BERAPI

Gunung berapi atau gunung api secara umum adalah istilah yang dapat didefinisikan sebagai suatu sistem saluran fluida panas (batuan dalam wujud cair atau lava) yang memanjang dari kedalaman sekitar 10 km di bawah permukaan bumi sampai ke permukaan bumi, termasuk endapan hasil akumulasi material yang dikeluarkan pada saat meletus.

Lebih lanjut, istilah gunung api ini juga dipakai untuk menamai fenomena pembentukan ice volcanoes atau gunung api es dan mud volcanoes atau gunung api lumpur. Gunung api es biasa terjadi di daerah yang mempunyai musim dingin bersalju, sedangkan gunung api lumpur dapat kita lihat di daerah Kuwu, Grobogan, Jawa Tengah yang populer sebagai Bledug Kuwu.

Gunung berapi terdapat di seluruh dunia, tetapi lokasi gunung berapi yang paling dikenali adalah gunung berapi yang berada di sepanjang busur Cincin Api Pasifik (Pacific Ring of Fire). Busur Cincin Api Pasifik merupakan garis bergeseknya antara dua lempengan tektonik.

Gunung berapi terdapat dalam beberapa bentuk sepanjang masa hidupnya. Gunung berapi yang aktif mungkin berubah menjadi separuh aktif, istirahat, sebelum akhirnya menjadi tidak aktif atau mati. Bagaimanapun gunung berapi mampu istirahat dalam waktu 610 tahun sebelum berubah menjadi aktif kembali. Oleh itu, sulit untuk menentukan keadaan sebenarnya dari suatu gunung berapi itu, apakah gunung berapi itu berada dalam keadaan istirahat atau telah mati.

Apabila gunung berapi meletus, magma yang terkandung di dalam kamar magmar di bawah gunung berapi meletus keluar sebagai lahar atau lava. Selain daripada aliran lava, kehancuran oleh gunung berapi disebabkan melalui berbagai cara seperti berikut:

• Aliran lava.
• Letusan gunung berapi.
• Aliran lumpur.
• Abu.
• Kebakaran hutan.
• Gas beracun.
• Gelombang tsunami.
• Gempa bumi.

Jenis Gunung Berapi Berdasarkan Bentuknya

1. Stratovolcano

Tersusun dari batuan hasil letusan dengan tipe letusan berubah-ubah sehingga dapat menghasilkan susunan yang berlapis-lapis dari beberapa jenis batuan, sehingga membentuk suatu kerucut besar (raksasa), kadang-kadang bentuknya tidak beraturan, karena letusan terjadi sudah beberapa ratus kali. Gunung Merapi merupakan jenis ini.

2. Shield Volcano

Tersusun dari batuan aliran lava yang pada saat diendapkan masih cair, sehingga tidak sempat membentuk suatu kerucut yang tinggi (curam), bentuknya akan berlereng landai, dan susunannya terdiri dari batuan yang bersifat basaltik. Contoh bentuk gunung berapi ini terdapat di kepulauan Hawai.

3. Cinder Cone Volcano

Merupakan gunung berapi yang abu dan pecahan kecil batuan vulkanik menyebar di sekeliling gunung. Sebagian besar gunung jenis ini membentuk mangkuk di puncaknya. Jarang yang tingginya di atas 500 meter dari tanah di sekitarnya.

4. Kaldera Volcano

Gunung berapi jenis ini terbentuk dari ledakan yang sangat kuat yang melempar ujung atas gunung sehingga membentuk cekungan. Gunung Bromo merupakan jenis ini.

Tipe Letusan (Erupsi) Gunung Berapi

Berdasarkan tinggi rendahnya derajat fragmentasi dan luasnya, juga kuat lemahnya letusan serta tinggi tiang asap, maka gunungapi dibagi menjadi beberapa tipe erupsi:

1. Tipe Hawaiian,yaitu erupsi eksplosif dari magma basaltic atau mendekati basalt, umumnya berupa semburanlava pijar, dan sering diikuti leleran lava secara simultan, terjadi pada celah atau kepundan sederhana;
2. Tipe Strombolian, erupsinya hampir sama dengan Hawaiian berupa semburan lava pijar dari magma yang dangkal, umumnya terjadi pada gunungapi sering aktif di tepi benua atau di tengah benua;
3. Tipe Plinian, merupakan erupsi yang sangat ekslposif dari magma berviskositas tinggi atau magma asam, komposisi magma bersifat andesitik sampai riolitik. Material yang dierupsikan berupa batuapung dalam jumlah besar;
4. Tipe Sub Plinian, erupsi eksplosif dari magma asam/riolitik dari gunungapi strato, tahap erupsi efusifnya menghasilkankubah lava riolitik. Erupsi subplinian dapat menghasilkan pembentukan ignimbrit;
5. TipeUltra Plinian, erupsi sangat eksplosif menghasilkan endapan batuapung lebih banyak dan luas dari Plinian biasa;
6. Tipe Vulkanian, erupsi magmatis berkomposisi andesit basaltic sampaidasit, umumnya melontarkan bom-bom vulkanik atau bongkahan di sekitar kawah dan seringdisertai bom kerak-roti atau permukaannya retak-retak. Material yang dierupsikan tidak melulu berasal dari magma tetapi bercampur dengan batuan samping berupa litik;
7. Tipe Surtseyan dan Tipe Freatoplinian, kedua tipe tersebut merupakan erupsi yang terjadi pada pulau gunungapi, gunungapi bawah laut atau gunungapi yang berdanau kawah. Surtseyan merupakan erupsi interaksi antara magma basaltic dengan air permukaan atau bawah permukaan, letusannya disebut freatomagmatik. Freatoplinian kejadiannya sama dengan Surtseyan, tetapi magma yang berinteraksi dengan air berkomposisi riolitik.

Letusan-letusan gunung berapi kemudian dapat dikelompokkan juga berdasarkan tipe lavanya seperti dibawah ini:

Tingkat Isyarat Gunung Berapi di Indonesia

Gunung api yang akan meletus biasanya memperlihatkan tanda-tanda sebagai berikut:
a) Suhu di sekitar gunung naik
b) Mata air menjadi kering
c) Sering mengeluarkan suara gemuruh dan kadang-kadang disertai getaran (gempa)
d) Tumbuhan di sekitar gunung menjadi layu, dan binatang di sekitar gunung bermigrasi.

Metode seismik refraksi

GELOMBANG SEISMIK

Gelombang seismik adalah gelombangelastik yang merambat dalam bumi. Bumi sebagai medium gelombang terdiri dari beberapa lapisan batuan yang antar satu lapisan dengan lapisan lainnya mempunyai sifat fisis yang berbeda. Ketidak-kontinuan sifat medium ini menyebabkan gelombang seismik yang merambatkan sebagian energinya dan akan dipantulkan serta sebagian energi lainnya akan diteruskan ke medium di bawahnya.

Suatu sumber energi dapat menimbulkan bermacam–macam gelombang, masing–masingmerambat dengan cara yang berbeda.Gelombang seismik dapat dibedakan menjadi dua tipe yaitu:

a.       Gelombang badan (body waves) yang terdiridari gelombang longitudinal (gelombang P) dan gelombang transversal (gelombang S).Gelombang ini merambat ke seluruh lapisanbumi.

b.      Gelombang permukaan (surface waves) yangterdiri dari gelombang Love, gelombang Raleygh dan gelombang Stoneley.Gelombang ini hanya merambat pada beberapa lapisan bumi, sehingga pada survei seismik refleksi (survei seismic dalam) gelombang ini tidak digunakan. (Telford,dkk, 1976)

2.      SEISMIK REFRAKSI

Metode seismik refraksi (seismik bias) merupakan salah satu metode yang banyak digunakan untuk menentukan struktur geologi bawah permukaan. Metode seismik bias menghasilkan data yang bila digunakan bersama-sama dengan data geologi dan perhitungan dengan konsep fisika dapat menampilkan informasi tentang struktur bawah permukaan dan distribusi tipe batuan. Metode seismic refraksi merupakan metode yang umum digunakan dalam bidang geoteknik seperti perencanaan pendirian bangunan, gedung, pabrik, bendungan, jalan raya, landasan bandaradan sebagaimya.(Sismanto, 1999)

Asumsi dasar yang harus dipenuhi untuk penelitian perlapisan dangkal adalah:

a)      Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan setiap lapisan menjalarkan gelombang seismik dengan kecepatan yang berbedabeda.

b)      Semakin bertambah kedalamannya, batuan lapisan akan semakin kompak.

c)       Panjang gelombang seismik lebih kecil daripada ketebalan lapisan bumi.

d)      Perambatan gelombang seismik dapat dipandang sebagai sinar, sehingga mematuhi hukum – hukum dasar lintasan sinar.

e)       Pada bidang batas antar lapisan, gelombang seismik merambat dengan kecepatan pada lapisan dibawahnya.

f)       Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.

Masalah utama dalam pekerjaan geofisika adalah membuat atau melakukan interpretasi hasil dari survei menjadi data bawah permukaan yang akurat. Data-data waktu dan jarak darikurva travel time diterjemahkan menjadi suatu penampang geofisika, dan akhirnya dijadikan menjadi penampang geologi. Secara umum metode interpretasi seismik refraksi dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok utama, yaitu intercept time, delay time method dan wave frontmethod (Tjetjep, 1995).

3.      METODE INTERCEPT TIME

Metode Intercept Time adalah metode T-X (waktu terhadap jarak) yang merupakan metode yang paling sederhana dan hasilnya cukup kasar, seperti yang digambarkan pada gambar(1). Dengan z1 adalah kedalaman pada lapisan 1,adalah sudut antara garis gelombang datang dengan garis normal serta dapat diartikan sudut antara garis gelombang bias dengan garis normal dan variabel x adalah jarak antara titik tembak (A) dengan geophone (D).

Berdasarkan hukum Snellius bahwa pada sudut kritis berlakuBila dinotasikan waktu perambatan gelombang bias dari titik tembak A ke titik penerima P dengan TAP, waktu perambatan dari B ke P dengan TBP dan waktu perambatan dari A ke B dengan TAB. T’AP ditunjukkan oleh persamaan:

pers 1 dan 2 

Pada pers T'ap adalah linier terhadap x, jika diambil x sebagai absis dan T’AP sebagai ordinat dan diplot titik-titik yang bersesuaian, maka garis lurus tersebut merupakan suatu short (bentuk baru yang lebih pendek) dari kurva travel time yang dikandung oleh titik-titik yang berhubungan Nilai T’AP dengan mudah dapat dihitung dari pers (2), dan kecepatan v2 pada lapisan bawah diperoleh dari kemiringan (slope) garis lurus. T’AP yang diperoleh dari pers (1) merupakan suatu besaran yang menunjukkan kecepatan pada lapisan bawah (velocitytravel-time). Dengan cara yang sama, dapat diperoleh :

 pers(3)

Bila jarak ke titik penerima adalah x, dengan mengambil titik B sebagai titik asal (referensi), maka diperoleh :

    pers(4)

dengan kedalaman lapisan pada titik A (hA) dan pada titik B (hB).

Dalam pers (4), v1 dapat diperoleh dari kurva travel-time dari gelombang langsung dekat titik tembak. TAP, TBP, dan TAB diperoleh dengan cara observasi. Tetapi cos i tidak dapat dicari, karena v2 biasanya tidak diketahui. Jika harga v2 dapat diketahui, kedalaman hp dan titik penerima P dapat diperoleh dari :

 pers(5)

Harga dari T’AP atau T’BP yang berhubungan dengan TAP atau TBP dapat dibaca dari ektensi (memperpanjang) kurva T’AP atau T’BP. Jadi harga kadalaman hp dapat dihitung dari pers (6) dan (7).

  pers(6),dan pers(7).

PENGUKURAN GRAVITY

CARA PENGUKURAN

Cara pengukuran pada metode gravity dapat dilakukan dengan 2 langkah:

• Menentuan titik ikat 

ketika hendak melakukan survei didahulu menententukan base station pilihlah lokasi yang mudah waktu melakukan  pengukuran,base station  bisa lebih dari 1 jika ingin tidak terlalu capek balik-balik ke base stations pertamanamun nama basenya harus lengkap misalnya ingin melakukan dibanda aceh maka bisa diambil base station di ulee kareng,base station juga digunakan untuk titik tutupan 

pengukuran teknik looping

• pengukuran gaya berat

pengukurannya menguanakan alat misalnya alat la coste romberg alat ini memiliki kemampuan baca 0 - 7000 mGal,tingkat ketelitian alat ini sampai 0.03 mGal,koreksi drift 0.03 perhari

teknik pengukuran pada metode gravity adalah teknik looping.apa itu teknik looping??"teknik looping adalah tempat memulai pengukuran dan mengakhiri di tempat yang sudah diketahui nilainya atau base station"

 Data pengukuran yang diambil

• Tanggal dan hari pengukuran

untuk koreksi pasang surut

• waktu pembacaan

untuk koreksi apungan dan pasang surut

•  nilai gravity
• koordinat
• koreksi topografi
• ketinggian titik pengukuran  

INSTRUMEN GRAVITY

Ketika kita membahas instrumen maka yang teringat adalah intrumen musik,dalam hal lain instrumen juga ada misalkan saja intrumen pada listrik,HAM,geofisika dan lain-lain.baiklah sekarang kita bahas instrumen geofisika dulu,lain masa kita bahas instrumen yang tadi tersebutkan.

Apa itu instrumen?instrumen ialah peralatan yang digunakan untuk mengimput data dari atau informasi agar dapat menjawanb permasalahan-permaasalahan dalam penelitian.

Alat yang digunakan untuk pengukuran gravity adalah:

• gravimeter

gravimeter mempunyai dua jenis yaitu jenis stabil dan non-stabil

• jenis stabil

 Jenis stabil maksudnya adalah karena gravi ini mengunakan pegas supaya seimbang dengan menggunakan daya yang seimbang. 

contoh alat gravimeter jenis stabil

1. Askania gravimeter 
2.  Scintrex CG-3 
3. Boliden 

•  Askania gravimeter

Pegas utama diputar dibalok,Maka akan terlihat sebuah sinar sebuah sinar dari massa ke sel fotolistrik. Lendutan massa, menggantikan berkas cahaya dan perubahan tegangan di  sirkuit.pegas retensi tambahan mengembalikan berkas ke posisi awal. 

• Scintrex CG-3

Cara kerjanya sama dengan bolinden yaitu mengontrol pelat dan dikembalikan ke posisi awal atau nol.

• Bolinden

yang menyebabkan berubah nilai gravitasi adalah massa karena massa akan selalu bergerak dan nilai kapasistansinya akan diketahui oleh lempeng rangkaiaan tersebut.

massa akan kembali ke posisi nol jika arus DC disesuaikan karena kedua massa nya terhubung dengan lempeng yang memiliki daya tolak dukung dari elektrostatik 

• jenis non-stabil

• A-10

Alat ukur perubahan nilai gravity dikawasan jauh maupun dekat.Alat ini memilki cairan yang nama ciran dari alat ini adalah Liquid hellium filled.

•   FG5 LA-COSTE ROMBERG

Laser inforometer adalah cahaya yang mengawasi objek yang jatuh bebas,karena konsep dari alat ini ialah benda gerak jatuh bebas,super spring adalah kemampuan pegas aktif dalam menjatuhkan benda 

• WORDEN GRAVIMETER

Alat ini sangat teliti karena memiliki ketelitian detail 0.01 mGal dan satu lagi kelebihan dari alat ini adalah mudah dibawa kemana-mana. 

• Meteran antar stasiun
• peta geologi dan peta topografi
• GPS
• alat tulis 
• penunjuk waktu
• piringan
• pelindung gravimeter

KOREKSI PADA GAYA BERAT ATAU GRAVITY

• KOREKSI PASANG SURUT (Tidal corrections)

Menguranggi perbedaan saat sipembaca membaca data karena pengaruh yang disebabkan oleh jarak matahari dan bulan disaat-saat tertentu.Pengaruh jarak matahari dan bulan disebut juga koreksi pasang surut(tidal corrections).kenapa disebut koreksi pasang surut? karena koreksi ini dipengaruhi oleh jarak matahari dan bumi sehingga mempengaruhi alat gravi meter.Kenapa ada proses pasang surut di bumi ini? ini dikarenakan bumi sangat komplek atau bumi ini padat maka terjadilah proses pasang surut yang menyebabkan permukaan bumi turun secara periodik yang dapat mempengaruhi nilai gtavitasi pada alat gravity.

gambar jarak bumi dan bulan 

Perubahan nilai gravitasi dipengaruhi oleh akibat perubahan jarak pengukuran ke inti bumi.Alat gravimeter sanggat sensitif terhadap perubahan nilai gravitasi bumi,yang dipengaruhi oleh pasang surut yang besarnya bergantung pada perubahan posisi lintang dan waktu,perubahannya biasanya berkisar lebih kurang 0.03 mGal.Yang dimaksud dengan koreksi dari pasang surut bumi ialah menghilangkan efek nilai gravitasi yang dipengaruhi oleh gaya tarik bumi dengan matahari dan bulan yang sewaktu-waktu dapat berubah.Dan untuk mempermudah perhitungan biasanya peneliti menggunaka tabel koreksi pasang surut bumi.

• KOREKSI LINTANG (Latitude corection)

koreksi ini dipengaruhi oleh pengaruh percepatan gravitasi bumi pada setiap garis lintang.pengaruh darigari lintang dapat mempengaruhi nilai pada alat gravimeter.

gambar bumi dalam proyeksi latitude

• KOREKSI APUNG (Drift correction)

Koreksi drift dilakukan untuk menghilangkan kesalah pahaman ketika pembacaan data ketika perpindahan dari satu tempat ketempat lain missalkan dari base ketitik1,kedua,seterusnya sampai balik ke base 

teknik pengukuran gaya berat

• KOREKSI MEDAN (terrain correction)

Koreksi ini dipengaruhi karena medan yang akan diukur koreksi ini biasa juga disebut koreksi topografi karena bentuk bumi yang geoid sehingga adanya koreksi topografi koreksi ini digunakan untuk menghilangkan pengaruh akibat daya tarik massa yang ada di sekitar are pengamatan misalkan pengukuran dipengunungan maka koreksi ini harus diperhatikan dengan seksama agar data yang diperoleh tidak error.

contoh correction terrain

Biasanya cara yang digunakan untuk perhitunggan koreksi topografi yaitu cara yang dikembangkan oleh sigmund hammer yaitu hammer chart dengan membagi daerah menjadi daerah yang komprtmen yaitu daerah dibagi misalkan 1,2,3,dan seterusnya

diagram hammer 

• KOREKSI BOUGER(Corection bouger)

Koreksi ini digunakan untuk menghapus ketita terdapat perbedaaan dengan tidak mengabaaikan massa yang berada dibawahnya 

koreksi bouger

• KOREKSI UDARA BEBAS (air free correction)

Koreksi ini dilakukan untuk mendapatkan supaya nilai harga gravitasi tidak turun saat pembacaa karena waktu pengukuran diatas mean sea level 

TEORI DASAR GRAVITY

• TEORI DASAR DAN HUKUM GRAVITASI NEWTON

Salah satu metode yang digunakan dalam goefisika adalah metode gaya berat (metode graviti),metode gaya berat adalah penampakan wilayah yang teridentifikasi geologi bawah permukaan yang mencakum lebih dari 100 kilometer persegi. Metode geofisika ini memiliki prinsip berdaasarkan benda yang berada dibawah permukaan(anomali), nilai gravity(gaya berat) yang terlihat akibat adanya perbedaan rapat massa pada batuan akan terlihat struktur geologi yang ada dibawah permukaan bumi.

Akibat terjadinya perbedaan rapat massa batuan maka timbul gaya gravitasi yang tidak stabil, perbedaan ketika diukur akan terlihat saat diukur diatas permukaan bumi.perbedaan yang ditimbulkan harus mempunyai ketelitian yang tinggi.alat yang digunakan untuk mengukur gravitasi adalah Gravity meter.Alat graviti didarat memiliki ketelitian kurang lebih 0.01 mGal dan dilaut lebih kurang 1 mGal

gambar alat gravity meter jenis FG5

dipermukaan bumi nilai percepatan gravitasi dipengaruhi oleh beberapa faktor antara lain:

• lintang,
• ketinggian, 
• topografi,
• pasang surut,dan
• variasi rapat massa batuan.

faktor yang sering terlihat dieksplorasi graviti adalah nilai rapat massa batuan kerena mempunyai nilai yang cukup kecil dibandingkan faktor lainya 

Konsep pemahaman dasar dari metode gravity adalah hukum newton.Hukum newton adalah “Gaya tarik menarik antara dua buah benda sebanding dengan kedua massa dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak massa antara pusat massa tersebut”

Hukum Newton yang menyatakan tentang gerak adalah besar massa dikali percepatan.

jika persamaan gaya tarik dan persamaan gerak digabungkan maka diperoleh persamaan:

dimana F=gaya (N), g = percepatan m/s2, m = massa benda (kilogram), r = jarak (meter), G=kontanta gravitasi.

• ENERGI POTESIAL GRAVITASI

NEWTON 3D 

Medan gravitasi mempunyai sifat kenservatif yaitu "usaha yang dilakukan sebuah massa dalam medan gravitasi tidak bergantung pada sebuah lintasannya,namun tapi medan gravitasi akan gantung pada titik tempuh akhirnya".Gaya gravitasi  merupakan vektor yang mengarah sepanjang garis yang berhubungan dengan dua pusat massa.

sketsa potensial massa 3D

SATUAN PERCEPATAN GRAVITY/GRAVITASI

Menurut satuan sistem satuan international  adalah massa perwaktu kuadrad (m/s2) ,dan menurut sistem centimeter gram second (CGS) adalah cm/m2.menurut yang saya dengar waktu pelajaran gravity kata dosen saya pengukuran gravitasi pertama diukur oleh galileo di menara pisa karena memiliki kemiringan tertentu sehingga sigalileo mencoba menjatuhkan sesuatu kebawah.dan karena usaha galileo maka untuk mengenagnya maka diberi satuan percepatan gravitasi adalah mGal.

1mGal= 0,010 Gal = 0,010 centimeter/second kuadrat.

satuan untuk mengukur anomali gaya gravitasi pada proses eksplorasi adalah dalam orde mGal dikarenakan perubahan antar titik sangatlah kecil.