PENGANTAR GEOFISIKA

Mata kuliah     : Pengantar Geofisika

Dosen              : Ayusari Wahyuni S.si. M.Sc

MAKALAH

PENGANTAR GEOFISIKA

OLEH :

RISKA OKTAVIANI

(60400114025)

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR

2016

PENGANTAR GEOFISIKA

A.          Pengertian Geofisika

Geofisika merupakan suatu bidang ilmu yang memngimplementasikan prinsip – prinsip fisik dalam mempelajari Bumi untuk dapat memperoleh permodelan keadaan Bumi, seperti bentuk bumi, reaksi terhadap gaya, serta medan potensial bumi (medan-magnet dan gravitasi). Geofisika juga menyelidiki interior bumi seperti inti, mantel bumi, dan kulit bumi serta kandungan-kandungan alaminya.  Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer. 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 geotektonik. Bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi (udara), geofisika bumi padat dan oseanografi(laut). Beberapa contoh kajian dari geofisika bumi padat misalnya seismologi yang mempelajari gempabumi, ilmu tentang gunungapi (Gunung Berapi) atau volcanology, geodinamika yang mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon.

B.           Metode-Metode Geofisika

Dalam melakukan pengukuran geofisiska memanfaatkan dua metode, yaitu metode aktif dan metode pasif:

1.      Metode aktif

merupakan metode yang pengukurannya memanfaatkan gelombang buatan gangguan yang dikirimkan ke Bumi lalu mencatat respon yang diberikan oleh Bumi. Misalnya dengan memanfaatkan ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya.
2. Metode pasif

merupakan metode yang dalam melakukan pengukuran memanfaatkan medan alami yang dipancarkan oleh bumi. Misalnya dengan meanfaatkan radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktivitas bumi.

Salah satu cara atau metode untuk memperoleh informasi tersebut adalah dengan menggunakan metode survei geofisika. Survei geofisika yang sering dilakukan selama ini antara lain :

a. Metode Geolistrik

b. Metode Seismik

c. Metode GPR

d. Metode Gravity

e. Metode Magnetik

1. Metode Geolistrik (metode resistivity/tahanan jenis)

Metode ini menggunakan medan potensial listrik bawah permukaan sebagai objek pengamatan utamanya.  Kontras resistivity yang ada pada batuan akan mengubah potensial listrik bawah permukaan tersebut sehingga bisa kita dapatkan suatu bentuk anomali dari daerah yang kita amati. Dalam metoda geolistrik terdapat beberapa spesifikasi  yaitu :

a. Self potensial (SP) yaitu Metode yang memanfaatkan potensial listrik yang terdapat di alam.

b. Induced potential (IP) yaitu Metode yang memanfaatkan potensial listrik yang kita induksikan sendiri kedalam tanah.

Teori utama dalam metoda resistivity sesuai dengan hokum Ohm yaitu arus yang mengalir (I) pada suatu medium sebanding dengan voltage (V) yang terukur dan berbanding terbalik dengan resistansi (R) médium, atau dapat dirumuskan sebagai berikut :

V = I.R

Dimana R (Resistansi) sebanding dengan panjang medium yang dialiri (x), dan berbanding terbalik dengan luas bidang (A), yang sesuai dengan rumus :

R = x/A

Untuk mendapatkan pengukuran resistivity yang menghasilkan harga resistivitas semu ρ_app (apparent resistivity) dirumuskan oleh :

ρ _app = K _array . V / I

Dalam pelaksanaan survey dikenal beberapa metoda pengambilan data sesuai dengan peletakan eloktroda yang dilakukan. Hal ini berpengaruh terhadap faktor geometri peneletian resistivity yang kita lakukan. Adapun aturan/metoda tersebut antara lain :

               Metoda Wenner

               Metoda Gradien

               Metoda Schlumberger

               Metoda Dipole-dipole

               Metoda Pole-dipole

2. Metode Seismik

Metode seismik merupakan salah satu bagian dari seismologi eksplorasi yang dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan dengan menggunakan ‘sumber’ seismik (palu, ledakan,dll). Setelah usikan diberikan, 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 suatu jarak tertentu, gerakan partikel tersebut di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat ‘diperkirakan’ bentuk lapisan/struktur di dalam tanah.

Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan padatahun 1845 oleh Robert Mallet, yang oleh kebanyakan orang dikenal sebagai bapak seismologi instrumentasi. Mallet mengukur waktu transmisi gelombang seismik,yang dikenal sebagai gelombang permukaan, yang dibangkitkan oleh sebuah ledakan. Mallet meletakkan sebuah wadah kecil berisi merkuri pada beberapa jarak dari sumber ledakan dan mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk be-riak. Pada tahun 1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber gempa bumi untuk eksperimennya dan menemukan keberadaan bidang batas antara mantel dan kerak bumi yang sekarang disebut sebagai Moho.

Hukum Fisika Gelombang Seismik

Gelombang seismik mempunyai kelakuan yang sama dengan kelakuan gelombang cahaya, sehingga hukum-hukum yang berlaku untuk gelombang cahaya berlaku juga untuk gelombang seismik. Hukum-hukum tersebut antara lain:

1.   Huygens mengatakan bahwa gelombang menyebar dari sebuah titik sumber gelombang ke segala arah dengan bentuk bola.

2.   Hukum snellius menyatakan bahwa bila suatu gelombang jatuh diatas bidang batas dua medium yang mempunyai perbedaan densitas, maka gelombang tersebut akan dibiaskan jika sudut datang gelombang lebih kecil atau sama dengan sudut kritisnya. Gelombang akan dipantulkan jika sudut datangnya lebih besar dari sudut kritisnya. Gelombang datang, gelombang bias, gelombang pantul terletak pada suatu bidang datar.

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.

Seismik Refraksi :

· Untuk analisa batuan di dalam geoteknik

· Menentukan kedalaman dari Bedrock

· Untuk eksplorasi Air tanah

· Untuk studi kerak bumi dan lempeng tektonik.

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.

Seismik Refleksi

· Untuk mendeteksi rongga bawah permukaan tanah.

· Untuk studi stratigrafi danggal

· Untuk survey pemasangan Rig di lepas pantai

· Untuk eksplorasi mineral hidrokarbon

· Untuk studi kerak bumi dan lempeng tektonik.

3. Metode GPR (Ground Penetrating Radar)

Metode ground penetrating radar atau georadar merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari kondisi bawah permukaan berdasarkan sifat elektromagnetik dengan menggunakan gelombang radio dengan frekuensi antara 1-1000 MHz. Georadar menggunakan gelombang elektromagnet dan memanfaatkan sifat radiasinya yang memperlihatkan refleksi seperti pada metode seismik refleksi. Pengukuran dengan menggunakan GPR ini merupakan metode yang tepat untuk mendeteksi benda benda kecil yang berada di dekat permukaan bumi (0,1-3 meter) dengan resolusi yang tinggi yang artinya konstanta dielektriknya menjadi rendah.

Ada tiga jenis pengukuran yaitu refleksi, velocity sounding, dan transiluminasi. Pengukuran refleksi biasa disebut Continuous Reflection Profiling (CRP), Pengukuran velocity Sounding disebut Common Mid Point (CMP) untuk mementukan kecepatan versus kedalaman, dan transiluminasi disebut juga GPR Tomografi.

Keberhasilan dari metoda GPR bergantung pada variasi bawah permukaan yang dapat menyebabkan gelombang tertransmisikan. Perbandingan energi yang direfleksikan disebut koefisien refleksi (R) yang ditentukan oleh perbedaan cepat rambat gelombang elektromagnet dan lebih mendasar lagi adalah perbedaan dari konstanta dielektrik relatif dari media yang berdekatan.

4. Metode Gravity
           Metode Gravity adalah salah satu metode eksplorasi dalam geofisika, yang memenfaatkan sifat daya tarik antar benda yang didapat dari densitasnya, jadi prinsip eksplorasi dengan metode gravity ini yaitu mencari anomali gravity pada subsurface.

5. Metode Magnetik
           Survey magnetik merupakan metoda eksplorasi geofisika yang mengukur medan magnet bumi di setiap titik yang ada di muka bumi. Penggunaan metode magnetik berdasarkan pada adanya anomali medan magnetik bumi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan sifat kemagnetan dari berbagai macam batuan. Dalam kegiatan eksplorasi, survei magnetik dapat dilakukan di darat, laut maupun udara.

KESIMPULAN

Geofisika merupakan suatu bidang ilmu yang memngimplementasikan prinsip – prinsip fisik dalam mempelajari Bumi yang menyelidiki interior bumi seperti inti, mantel bumi, dan kulit bumi serta kandungan-kandungan alaminya dan juga  dimanfaatkan untuk 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. Dalam melakukan pengukuran geofisiska memanfaatkan dua metode, yaitu metode aktif dan metode pasif. Metode survei geofisika : Metode Geolistrik, Metode Seismik, Metode GPR, Metode Gravity, Metode Magnetik.

DAFTAR PUSTAKA

https://geoful.wordpress.com/geofisika dan  metode-geofisika/(diakses pada tanggal 1 April 2016)

https://geoful.wikipedia.com/defenisi dan pengertian geofisik/( pada tanggal 1 April 2016)

https://geoful.wordpress.com/pengantar geofisika/(diakses pada tanggal 1 April 2016)

http://blendist.blogspot.co.id/2015/02/pengantar geofisika.html