Dosen
: Ayusari Wahyuni, S.Si., M.Sc
Mata kuliah : Pengantar Geofisika
MAKALAH
“METODE-METODE
GEOFISIKA “
OLEH:
RISKA
OKTAVIANI
(60400114025)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN
TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM
NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR
2016
KATA PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT
karena berkat rahmat dan karunia-Nya kami dapat menyelesaikan tugas makalah
kami yang berjudul “Metode-metode Geofisika” pada mata kuliah pengantar
geofisika.
Adapun makalah pengantar geofisika tentang metode-metode geofisika ini telah
saya usahakan semaksimal mungkin dan tentunya dengan bantuan beberapa pihak,
sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu tak lupa pula saya
sampaikan banyak terimah kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam
pembuatan makalah ini.
Namun tidak lepas dari semua itu, saya menyadari
sepenuhnya bahwa ada kekurangan baik dari segi penyusun bahasanya maupun segi
lainnya. Oleh karena itu dengan lapang dada dan tangan terbuka saya menerima
pembaca yang ingin member kritik dan saran yang membangun sehingga kami dapat
memperbaiki makalah pengantar geofisika ini.
Akhirnya saya mengharap semoga dari makalah
pengantar geofisika tentang metode-metode geofisika ini dapat diambil hikmah
dan manfaatnya sehingga dapat memberikan inspirasi terhadap pembaca.
Samata-Gowa, April 2016
Penyusun
BAB
I
PENDAHULUAN
A. Latar
Belakang
Geofisika merupakan suatu
bidang ilmu yang mengimplementasikan prinsip – prinsip fisik dalam mempelajari
Bumi untuk dapat memperoleh permodelan keadaan Bumi. Geofisika memanfaatkan
pengukuran permukaan bumi dari parameter – parameter fisika yang dimiliki
batuan untuk dapat mengetahui sifat – sifat batuan dan kondisi permukaan bawah
bumi baik secara verikal maupun horizontal. Oleh karena itu geofisika sering
dipakai untuk mengetahui struktur suatu batuan, eksplorasi mineral dan migas,
dan berbagai aplikasi dalam geotektoni.
Bumi sebagai tembat tingal
manusia secara alami menyediankan sumberdaya alam yang berlimpaKekayaan
sumberdaya alam Indonesia sangat melimpa. kita sebagai generasi penerus bangsa
untuk harus berupaya untuk dapat memanfaatkan sumberdaya yang ada untuk
kesejahtraan bangsa. Keterbatasan ilmu untuk mengolah sumberdaya alam tersebut
menjadi kendala untuk melangkah lebih lanjut. Sehingga kita merasa perlu untuk
mempelajari cara atau metode untuk mengungkap suatu informasi yang terdapat di
dalam perut bumi. Salah satu cara atau metode untuk memperoleh informasi
tersebut dengan menggunakan metode survei geofisika. Metode tersebut merupakan
salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari bidang bumi khususnya perut bumi
berdasarkan konsep fisika. Survei geofisika yang sering dilakukan selama ini
antara lain Metode gravitasi (gayaberat), magnetik, seismik, geolistrik
(resistivitas) dan elektromagnetik.
BAB
II
PEMBAHASAN
A. Pengertian
Geofisika
Geofisika adalah bagian dari
ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika.
Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika
ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan bumi
melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameter-parameter fisika
yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan
bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara
vertikal maupun horisontal. Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat
diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal
yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam
skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll).
penelitian para ahli juga memberi
petunjuk bahwa bumi bisa menumpahkan isinya yang terdiri dari bebatuan-bebatuan
besar ketika terjadi letusan gunung atau gempa yang dahsyat. Dalam hal
ini, Allah SWT berfirman dalam surat Al-Zalzalah ayat 1 dan 2:
#sŒÎ) ÏMs9Ì“ø9ã— ÞÚö‘F{$# $olm;#t“ø9Η ÇÊÈ ÏMy_t÷zr&ur ÞÚö‘F{$# $ygs9$s)øOr& ÇËÈ
"Apabila
bumi diguncangkan dengan guncangannya (yang dahsyat). Dan bumi telah
mengeluarkan bahan-bahan berat (yang dikandungnya."(QS.Al Zalzalah :1-2).
Hakikat ilmiah pertama yang terdapat
dalam ayat di atas, adalah ketebalan lapisan bebatuan di bagian inti bumi
dibandingkan dengan lapisan bebatuan yang terdapat di kulit bumi. Hakikat yang
kedua adalah gelombang gempa yang dahsyat dapat menyebabkan bumi mengeluarkan
kandungan batu-batu besar yang terdapat di dalamnya ke permukaan bumi.
B.
Metode-metode Geofisika
Secara umum, metode
geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif dan aktif. Metode
pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan oleh bumi. Metode
aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur respons yang
dilakukan oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi
gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik
dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktifitas bumi. Medan buatan dapat
berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman
sinyal radar dan lain sebagainya.
Survei
geofisika yang sering dilakukan selama ini antara lain :
1. Metode Gravitasi
2. Metode magnetik
3. Metode Seismik
4. Metode Geolistrik
5. Metode Elektromagnetik
6. Metode GPR ( Ground Penetrating Radar )
A. Metode gravitasi (gaya berat)
Metode
ini dilakukan untuk menyelidiki keadaan di bawah permukaan bumi berdasarkan
perbedaan rapat masa cebakan mineral dari daerah sekeliling ( r = gram/cm3 ).
Metode ini adalah metode geofisika yang sensitive terhadap perubahan vertikal,
oleh karena itu metode ini disukai untuk mempelajari kontak intrusi, batuan
dasar, struktur geologi, endapan sungai purba, lubang di dalam massa batuan,
shaft terpendam dan lain-lain.
Alat Geofisika untuk Metode Gravitasi
Perpisahan
anomali akibat rapat massa dari kedalaman berbeda dilakukan dengan menggunakan
filter matematis atau filter geofisika. Pada saat ini,di pasaran telah dapat
diperoleh alat gravimeter dengan ketelitian sangat tinggi ( mgal ), sehingga
kita tidak akan kesulitan untuk manganalisa anomali yang berukuran kecil. Hanya
saja dalam metode pengukuran data, tetap harus dilakukan dengan sangat teliti untuk
mendapatkan hasil yang akurat.
Pengukuran
ini dapat dilakukan di permukaan bumi, di kapal maupun dari 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).
Metode gaya berat
merupakan salah satu metode geofisika yang digunakan untuk mengetahui kondisi
bawah permukaan bumi dengan cara mengamati variasi lateral dari sifat fisik
batuan (densitas).
Penggunaan utama pada
metode gayaberat ini banyak difokuskan pada survei awal dalam peninjauan
ekplorasi minyak bumi, panas bumi, penelitian geologi regional, dan
penelitian-penelitian geologi ekplorasi dalam lainnya.
Kelebihan dan Kekurangan Metode Geolistrik dengan Metode Geofisika lainya:
·
Kelebihan
a.
Harga peralatan murah,
b.
Biaya survey relative murah,
c.
Peralatan relative kecil dan ringan, dan
d.
Wktu yang dibutuhkan relative cepat, bisa
mendapatkan 4 titik dalam sehari
·
Kekurangan
a.
Tidak efektif untuk pemakaian dikawasan karst,
b.
Untuk mendeteksi air tidak bias diketahui berapa
jumlah volume pasti air tersebut,
c.
Tidak bias membedakan air mengalir dan statis,
dan
d.
Tidak bias menjangkau wilayah dalam karena
jangkauannya berkisar 1000-1500 kak dibawah permukaan bumi.
B. Metode Magnetik
Metode
dilakukan dengan berdasarkan pada hasil pengukuran anomaly geomagnet yang
diakibatkan oleh perbedaan kontras suseptibilitas, atau permeabilitas magnetik
tubuh cebakan dari daerah di sekelilingnya. Metode ini sensitive terhadap
perubahan vertical, umumnya digunakan untuk mempelajari tubuh intrusi, batuan
dasar, urat hydrothermal yang kaya akan mineral ferromagnetic, struktur
geologi. Dan metode ini juga sangat disukai pada studi geothermal karena
mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat kemagnetannya bila dipanasi
mendekati temperatur Curie oleh karena itu digunakan untuk mempelajari daerah
yang dicurigai mempunyai potensi Geothermal.
Metode
eksplorasi disukai karena data acquitsition dan data proceding dilakukan tidak
serumit metoda gaya berat. Penggunaan filter matematis umum dilakukan untuk
memisahkan anomaly berdasarkan panjang gelombang maupun kedalaman sumber
anomaly magnetic yang ingin diselidiki. Di pasaran banyak ditawarkan alat
geomagnet dengan sensitifitas yang tinggi seperti potongan proton magmetometer
dan lainnya.
Metode magnetik
didasarkan pada pengukuran variasi kecil intensitas medan magnetik di permukaan
bumi yang disebabkan oleh adanya variasi distribusi batuan termagnetisasi di
bawah permukaan bumi. Dari hasil pengukuran magnet diperoleh tiga macam hasil
bacaan, yaitu :
1.
Medan magnet utama yang bersumber dari dalam bumi dan berubah
terhadap waktu
2.
Medan luar yang bersumber dari luar bumi dan merupakan hasil
ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari
3.
Medan anomali yang sebagian besar bersumber dari batuan yang
mengandung material magnetik didalamnya.
Penggunaan utama pada metode magnetik ini banyak
difokuskan pada survei awal dalam peninjauan ekplorasi minyak bumi, panas bumi,
mineral, penelitian geologi regional, dan penelitian-penelitian geologi
ekplorasi dalam lainnya.
Metode
magnetik didasarkan pada pengukuran variasi intensitas medan magnetik di
permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya variasi distribusi benda
termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Variasi intensitas medan magnetik yang
terukur kemudian ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik di bawah
permukaan, yang kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang
mungkin. Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika dengan metode
gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehngga
keduanya sering disebut sebagai metoda potensial.
Dalam
magnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besar vektor magnetisasi,
sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan
gravitasi. Data pengamatan magnetik lebih menunjukan sifat residual yang
kompleks. Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap waktu jauh
lebih besar. Pengukuran intensitas medan magnetik bisa dilakukan melalui darat,
laut dan udara. Metode magnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan
minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta serta bisa diterapkan pada
pencarian prospeksi benda-benda arkeologi.
C.
Metode
Seismik
Metode
ini merupakan salah satu metoda geofisika yang digunakan untuk eskplorasi
sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan
gelombang seismik. Eksplorasi seismik atau eksplorasi dengan menggunakan metode
seismik banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan minyak untuk melakukan
pemetaan struktur di bawah permukaan bumi untuk bisa melihat kemungkinan adanya
jebakan-jebakan minyak berdasarkan interpretasi dari penampang
seismiknya.
Dalam
metoda seismik, pengukuran dilakukan dengan menggunakan sumber seismik
(ledakan, vibroseis dll). Setelah sumber diberikan maka akan terjadi gerakan
gelombang di dalam medium (tanah/batuan) yang memenuhi hukum-hukum elastisitas
ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya
perbedaan kecepatan. Kemudian pada jarak tertentu, gerakan partikel tersebut
direkam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat ‘diperkirakan’
bentuk lapisan/struktur di dalam tanah (batuan). Metode seismik didasarkan pada
gelombang yang menjalar baik refleksi maupun refraksi. Ada beberapa anggapan
mengenai medium dan gelombang dinyatakan sebagai berikut :
a. Anggapan yang digunakan untuk medium di bawah
pemukaan bumi :
Medium
bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan gelombang seismik
dengan kecepatan berbeda.ØMakin
bertambahnya kedalaman batuan lapisan bumi makin kompak.
b. Anggapan
yang dipakai untuk medium penjalaran gelombang seismic adalah :
Panjang
gelombang seismik << Kecepatan
gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman. Metode seismik sering
digunakan dalam eksplorasi hidrokarbon, batubara, pencarian airtanah (ground
water),kedalaman serta karakterisasi permukaan batuan dasar (characterization
bedrock surface), pemetaan patahan dan stratigrafi lainnya dbawah permukaan dan
aplikasi geoteknik.
Di dalam eksplorasi seismik dikenal 2
macam metode, yaitu:
a. Metode seismik bias (refraksi)
Seismik refraksi dihitung
berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah/batuan dari posisi sumber ke
penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi
setelah gangguan pertama (first break) diabaikan,sehingga sebenarnya
hanya data first break saja yang dibutuhkan. Parameter jarak (offset)
dan waktu jalar dihubungkan oleh cepat rambat gelombang dalam medium. Kecepatan
tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang ada di dalam material
dan dikenal sebagaiparameter elastisitas batuan.
b. Metode seismik pantul (refleksi)
Seismik
refleksi, analisis dikonsentrasikan pada energi yang diterima setelah getaran
awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari adalah gelombang-gelombang
yang terpantulkan dari semua interface antar lapisan di bawah
permukaan. Analisis yang dipergunakan dapat disamakan dengan ‘echo
sounding’ pada teknologi bawah air, kapal, dan sistem radar. Informasi tentang
medium juga dapat diekstrak dari bentuk dan amplitudo gelombang refleksi yang
direkam.Struktur bawah permukaan dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang
dilakukan masih sama dengan seismik refraksi, yaitu analisis berdasar kontras
parameter elastisitas medium
D. Metode Geolistrik
Geolistrik merupakan
salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi
dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Dalam hal ini meliputi
pengukuran potensial, arus dan medan elektromagnetik yang terjadi baik secara
alamiah ataupun akibat injeksi arus ke dalam bumi. Ada beberapa macam metoda
geolistrik, antara lain : metode potensial diri, arus telluric, magnetoteluric,
elektromagnetik, IP (Induced Polarization), resistivitas (tahanan jenis) dan
lain-lain.
Dalam bahasan ini dibahas khusus metode geolistrik tahanan
jenis. Pada metode geolistrik tahanan jenis ini, arus listrik diinjeksikan ke
dalam bumi melalui dua elektroda arus. Kemudian beda potensial yang terjadi
diukur melalui dua elektroda potensial.
Metoda ini lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi
yang sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih
dari 1000 feet atau 1500 feet. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan
untuk eksplorasi minyak tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineering
geology seperti penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoar air, juga
digunakan dalam eksplorasi geothermal. Berdasarkan letak (konfigurasi)
elektroda-elektroda arus, dikenal beberapa jenis metode resistivitas tahanan
jenis, antara lain :
a. Metode Schumberger
b. Metode Wenner
c. Metode Dipole –
dipole
E.
Metode Elektromagnetik
Salah satu metode yang
banyak digunakan dalam prospeksi geofisika adalah metode elektromagnetik.
Metode elektromagnetik ini biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda
konduktif. Perubahan komponen-komponen medan akibat variasi konduktivitas
dimanfaatkan untuk menentukan struktur bawah permukaan. Medan elektromagnetik
yang digunakan dapat diperoleh dengan sengaja, seperti dengan membangkitkan
medan elektromagnetik di sekitar daerah observasi, pengukuran semacam ini
disebut teknik pengukuran aktif.
Contoh metode ini adalah Turam elektromagnetik.
Metode ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh besarnya sumber
yang dibuat. Teknik pengukuran lain adalah teknik pengukuran pasif, yaitu
dengan memanfaatkan medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak
secara sengaja dibangkitkan di sekitar daerah pengamatan.
F.
Metode GPR ( Ground Penetrating Radar )
Ground Penetrating Radar (GPR) biasa disebut
georadar. Berasal dari dua kata yaitu geo yang berarti bumi dan radar singkatan
dari radio detection and ranging. Jadi, arti harfiahnya adalah alat pelacak
bumi menggunakan gelombang radio. GPR baik digunakan untuk eksplorasi dangkal
(nearsurface) dengan ketelitian (resolusi) yang amat tinggi, sehingga mampu
mendeteksi benda sasaran bawah permukaan hingga benda yang berdimensi beberapa
sentimeter sekali pun.
GPR merupakan salah satu metode geofisika yang
menggunakan sumber gelombang elektromagnetik. Karena itu, GPR tergolong metode
geofisika tidak merusak (nondestructive). Kelebihan lain GPR adalah biaya
operasionalnya yang rendah, prosedur pengerjaan mudah, dan ketelitian sangat
tinggi (resolusi tinggi). Kelemahannya, penetrasinya tidak terlalu dalam atau
daya tembus metode ini hanya sampai puluhan meter (± 100 meter). Seperti
dijelaskan di awal, radar memancarkan semacam gelombang elektromagnet yang
kemudian ditangkap balik oleh sensor alat. Spektrum frekuensi yang digunakan
disesuaikan kebutuhan pengukurannya. Gelombang yang dipancarkan adalah
gelombang pendek (mikro) agar bisa terpenetrasi ke bawah permukaan bumi.
Respons data yang diterima, diolah berdasarkan hukum pantulan (refleksi) dan
pembiasaan (gelombang). Tentu saja banyak hal yang mempengaruhi penjalaran
(propagasi) gelombang.
Secara keseluruhan, alat GPR berbobot tidak
lebih dari lima kilogram, sehingga sangat leluasa bergerak. Alat ini bekerja
dengan dua antena. Satu berfungsi sebagai transmiter, yaitu bertugas
memancarkan gelombang radar. Lainnya sebagai receiver, bertugas menerima
gelombang radar yang dipantulkan bahan di sekelilingnya kemudian diolah
grafiknya ke dalam komputer. Pada prinsipnya, metode georadar dengan metode
seismik sama yaitu membangkitkan gelombang buatan ke dalam bumi. Perbedaannya
hanya pada jenis gelombang yang digunakan.
DAFTAR PUSTAKA
https://geoful.wordpress.com/metode-geofisika/(diakses
pada tanggal 10 April 2016)
www.google.com
Geofisika dan Metode Metodenya _ Geophy
Palace.html (diakses pada tanggal 10 April 2016).
Tidak ada komentar:
Posting Komentar