METODE GEOFISIKA (geolistrik, seismik, GPR, gravity, magnetik)

NURSIAH LIRA

Pengantar Geofisika

Jurusan Fisika

UIN Alauddin Makassar

A.  METODE-METODE GEOFISIK

Geofisika merupakan ilmu bumi yang mempelajari tentang bumi, permukaan bumi, termasuk juga meteorologi, ektrisitas atmosferis, dan fisika ionosfer.

Bumi merupakan tempat tinggal manusia yang secara alami menyediakan sumber daya alam yang berlimpah. Kekayaan sumber daya alam di Indonesia sangat berlimpah sehingga para generasi penerus  harus berupaya memanfaatkan sumber daya tersebut untuk kesejahteraan bangsa, hanya saja yang menjadi kendala untuk memanfaatkan sumber daya alam yaitu keterbatasan mengelolah sumber daya alam tersebut. Sehingga diperlukan mempelajari cara atau metode untuk memperoleh informasi tentang yang ada didalam perut bumi. Salah satu cara atau metode untuk memperoleh informasi tersebut adalah dengan menggunakan survei geofisika. Survei atau metode geofisika yang selama ini dilakukan antara lain:

·           Metode Geolistrik

·           Metode Seismik

·           Metode GPR

·           Metode Gravity

·           Metode Magnetik

B.     AYAT TENTANG METODE GEOFISIKA

هُوَالَّذِيخَلَقَلَكُمْمَافِيالْأَرْضِجَمِيعًاثُمَّاسْتَوَىإِلَىالسَّمَاءِفَسَوَّاهُنَّسَبْعَسَمَاوَاتٍوَهُوَبِكُلِّشَيْءٍعَلِيمٌ

“Dia-lah Allah, yang menjadikan segala yang ada di bumi untuk kamu dan Dia berkehendak (menciptakan) langit, lalu dijadikan-Nya tujuh langit. dan Dia Maha mengetahui segala sesuatu.”(Q.S. Al-Baqarah [2] :29 )

C.     METODE GEOLISTRIK

Metode geolistrik adalah metode yang menggunakan medan potensial listrik bawah permukaan  sebagai objek pengamatan utamanya, dimana kontras resistivity yang ada pada batuan akan mengubah potensial listrik bawah permukaan tersebut sehingga kita bisa dapatkan bentuk anomali dari daerah yang diamati.

Dalam metode geolistrik terdapat beberapa spesifikasi yaitu:

a.       Self Potensial (SP), metode ini memanfaatkan potensial listrik yang terdapat di alam.

b.      Induced Potensial (IP), metode ini memanfaatkan potensial listrik yang kita induksikan sendiri kedalam tanah.

Dalam pelaksanaan survey dikenal beberapa metode pengambilan data sesuai dengan peralatan elektroda yang dilakukan. Adapun aturan/metode tersebut antara lain;

1.      Metode Wenner

2.      Metode Gradien

3.      Metode Schlumberger

4.      Metode Dipole-dipole

5.      Metode Pole-pole

Setiap metode mempunyai kelebihan dan kekurangan, kelebihan dan kekurangan metode geolistrik adalah sebgai berikut:

Kelebihan: harga peralatan murah, biaya survey relatif murah, peralatan kecil dan ringan, waktu yang dibutuhkan pada saat survey relatif cepat.

Kekurangan: tidak efektif untuk pemakaian di kawasan karst, tidak dapat mengetahui berapa jumlah volume pasti air, tidak bisa membedakan air yang mengalir dan yang statis, hanya dapat menjangkau wilayah kedalaman 1000-1500 kaki dibawah permukaan bumi.

D.  METODE SEISMIK

Metode seismik merupakan salah satu bagian dari seismologi yang dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan dengan menggunakan ‘sumber’ seismik (palu, ledakan, dll). Setelah usikan diberikan, akan terjadi gerakan gelombang didalam medium tanah ataupun batuan yang memenuhi hukum elastisitas ke segala arah dan akan mengalami pemantulan ataupu pembiasan akibat munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu gerakan partikel tersebut direkam sebagai fungsi waktu. Hasi rekaman inilah yang dapat diperkirakan adanya bentuk lapisan/struktur didalam tanah.

Didalam eksplorasi seismik dikenal 2 macam metode, yaitu:

a.       Metode seismik bias (refraksi), yaitu metode yang dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah/batuan dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu.

b.      Metode seismik pantul (refleksi), yaitu dikonsentrasikan pada energi yang diterima setelah getaran awal diterapkan, simyal yang dicari adalah gelombang-gelombang yang terpantulkan dari semua bagian dalam antar lapisan bawah permukaan.

Kelebihan: dapat mendeteksi variasi lateral maupun kedalaman pada parameter fisis yang relevan yaitu kecepatan seismik< dapat menampilkan kenampkan struktur dibawah tanah, dapat digunakan untuk membatasi kenampakan stratigrafi dan kenampakan pengendapan, dapat mendeteksi langsung keberadaan hidrokarbon.

Kekurangan: banyaknya data yang dikumpulkan dalam sebuah survey akan akan sangat besar jika diinginkan data yang baik, perolehan data sangat mahal baik dari akuisisi maupun logistik, reduksi dan prosesing membutuhkan banyak waktu, peralatan yang dibutuhkan lebih mahal, tidak dapat mendeteksi langsung pembuangan limbah.

E.   METODE GPR (Ground Penetrating Radar)

Metode GPR merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari tentang situasi bawahpermukaan berdasarkan sifat elektromagnetik dengan menggunakan gelombang radio dengan frekuensi antara 1-1000 MHz. Georadar ini menggunakan gelombang elektromagnet dan memanfaatkan sifat radiasinya untuk memperlihatkan refleksi seperti pada metode seismik refleksi.

Tujuan pengukuran dengan menggunakan metode GPR ini untuk mendeteksi benda-benda kecil yang berada didekat permukaan bumi (0,1-3 meter) dengan resolusi yang tinggi yang artinya konstanta dielektriknya menjadi rendah.

Ada tiga jenis pengukuran yaitu:

a.         Pengukuran Refleksi, biasa disebut Continuous Reflection Profiling (CRP)

b.         Pengukuran Velocity Sounding, biasa disebut Common MidPoint (CMP) untuk menentukan kecepatan versus kedalaman

c.         Pengukuran Transiluminasi, biasa disebut GPR Tomografi.

Kelebihan: biaya operasional lebih murah, resolusi sangat tinggi karena menggunakan frekuensi tinggi, pengoperasian mudah, aman digunakan karena merupakan metode non destructive.

Kekurangan: tidak mampu mendeteksi sedalam gelombang bunyi, kemampuan radar hanya puluhan meter (kurang lebih 100 meter), antena GPR umum hanya untuk durasi pulsa tertentu.

F.   METODE GRAVITY

Metode gravity adalah metode eksplorasi dalam geofisika yang memanfaatkan sifat daya tarik benda yang didapat dari densitasnya. Jadi tujuan metode gravity ini yaitu untuk mencari anomali gravity pada subsurface.

       Alat yang digunakan pada saat pengambilan data yaitu menggunakan alat Gravimeter. Contoh kasusnya yaitu LaCoste & Romberg Model G-525, pada alat ini terdapat 3 komponen besar (gravimeter, dudukan cembung dan power supply.

G.  METODE MAGNETIK

Metode magnetik merupakan metode eksplorasi geofisika yang mengukur medan magnet bumi disetiap titi yag ada pada permukaan bumi. Penggunaan metode magnetik ini berdasarkan pada adanya anomali medan magnetik bumi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan sifat kemagnetan dari berbagai macam bebatuan. Dalam kegiatan eksplorasi, survei metode magnetik dapat dilakukan di darat, maupun diudara.

DAFTAR PUSTAKA

METODE GRAVITY

NUR JANNA

Pengantar Geofisika

Jurusan Fisika

UIN Alauddin Makassar

BAB II

PEMBAHASAN

A.    Ayat Mengenai Metode Gravitasi. Dalam surat AR-Rum ayat 41 yaitu (kerusakan di bumi);

 

                                                                                                 

Artinya:  Telah Nampak kerusakaan di darat dan di laut disebabkan karena perbuatan tangan manusia. Allah menghendaki agar mereka merasakan sebagian dari (Akibat) perbuatan mereka, agar mereka kembali (ke jalan yang benar) (41).

B.     Pengertian Metode Gravity

         Metode gaya berat (gravitasi) adalah salah satu metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran medan gravitasi. Pengukuran ini dapat dilakukan di permukaan bumi, di kapal maupun di udara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan di bawah permukaan sehingga dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi lainnya. Metode gravitasi umumnya digunakan dalam eksplorasi jebakan minyak (oil trap). Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam eksplorasi mineral dan lainnya.

        Untuk mengukur kekuatan gravitasi dari suatu tempat ke tempat yang lain telah diciptakan suatu instrumen gravitasi yang dinamakan Gravitimeter. Gravitimeter modern adalah benda yang sangat sensitif, yang dapat mendeteksi variasi gravitasi.

        Prinsip pada metode ini mempunyai kemampuan dalam membedakan rapat massa suatu material terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan demikian struktur bawah permukaan dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk perencanaan langkah-langkah eksplorasi baik minyak maupun mineral lainnya. 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.

            Dalam Metode gravitasi, jika suatu batuan berbeda tipe dengan batuan lainnya, makan akan berbeda pula densitasnya, dan jika suatu batuan yang mempunyai densitas lebih tinggi akan mempunyai daya gravitasi yang lebih besar.

         Tujuan utama dari studi mendetail data gravitasi adalah untuk memberikan suatu pemahaman yang lebih baik mengenai lapisan bawah geologi. Metode gravitasi ini secara relatif lebih murah, tidak mencemari dan tidak merusak (uji tidak merusak) dan termasuk dalam metode jarak jauh yang sudah pula digunakan untuk mengamati permukaan bulan. metode ini tergolong pasif, dalam arti tidak perlu ada energi yang dimasukkan ke dalam tanah untuk mendapatkan data sebagaimana umumnya pengukuran.

C.    Koreksi Metode Gravity

       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:

    

Dengan menggunakan rumus dasar inilah maka survey geofisika metode gravitasi dapat dilakukan, namun seperti halnya metode geofisika lainnya, tentu saja metode ini memiliki koreksi. Koreksi dalam metode gaya berat adalah sebagai berikut :

a.      Koreksi baca alat/skala

       Koreksi baca alat adalah koreksi yang dilakukan apabila terjadi kesalahan dalam pembacaaan alat gravitasi yang digunakan. Rumus umum dalam pembacaan alat dapat ditulis sebagai berikut :

Read (mGal) = ((Read (scale)-Interval) x Counter Reading) + Value in mGal

b.      Koreksi pasang surut (tidal)

        Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh gravitasi benda-benda di luar bumi seperti bulan dan matahari, yang berubah terhadap lintang dan waktu. Untuk mendapatkan nilai pasang surut ini maka, dilihatlah perbedaan nilai gravitasi stasiun dari waktu ke waktu terhadap base. Gravitasi terkoreksi tidal dapat ditulis sebagai berikut :

dimana:

c.       Koreksi apungan (drift)

          Koreksi apungan akibat adanya perbedaan pembacaan  gravity 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.

d.      Koreksi lintang

           Koreksi ini dilakukan karena bentuk bumi yang tidak sepenuhnya bulat sempurna, tetapi pepat pada daerah ekuator dan juga karena rotasi bumi. Hal tersebut membuat ada perbedaan nilai gravitasi karena pengaruh lintang yang ada di bumi. Secara umum gravitasi terkoreksi lintang dapat ditulis sebagai berikut :

Dimana:

                         

e.       Koreksi udara bebas (Free Air Correction)

        Koreksi ini dilakukan untuk mengkompensasi ketinggian antara titik pengamatan dan datum (mean sea level). Koreksi ini dapat ditulis sebagai berikut :

dimana :

f.       Koreksi Bouguer

        Koreksi bouger dilakukan untuk mengkompensasi pengaruh massa batuan terdapat antara stasiun pengukuran dan (mean sea level) yang diabaikan pada koreksi udara bebas. Koreksi ini dapat ditulis sebagai berikut :

g.      Koreksi medan (Terrain Correction)

         Koreksi medan mengakomodir ketidakteraturan pada topografi sekitar titik pengukuran. Pada saat pengukuran, elevasi topografi di sekitar titik pengukuran, biasanya dalam radius dalam dan luar, diukur elevasinya. Sehingga koreksi ini dapat ditulis sebagai berikut :

D.    Kelebihan dan Kelemahan Metode Gravity

Metode gravitasi mempunyai beberapa kegunaan yang diantaranya adalah:

1.      Metode gravitasi cocok digunakan dalam pemetaan Salt Dome, karena secara keseluruhan,garam mepunyai densitas yang lebih rendah dibandingkan dengan formasi yang berada disekitarnya.

2.     Metode gravitasi jufga dapat digunakan dalam mempelajari air tanah, dan untuk mendeteksimineral-mineral berat, seperti Chromites ,dll.

3.     Metode gravitasi yang menggunakan gravitimeter yang sangat sensitif dapat digunakan untuk mendeteksi terowongan bawah tanah, dan lokasi dari pemakaman-pemakanman di Pyramid.

Kelebihan :

a.       Relatif lebih murah

b.      Bersifat nondekstruktif 

c.       Instrumen yang ideal (gravimeter kecil dan portable)

Kekurangan

a.       Metode dengan tingkat anomali yang tinggi

b.      Perlu adanya survei geologi yang mendalam dibanding metode lainnya.