GEOFISIKA BAB 1 - 14

GEOFISIKA

OLEH :

I GEDE SINDU PRATAMA

NIM: 471 415 004

DOSEN PENGAMPU
INTAN NOVIANTARI MANYOE, S.Si., M.T

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOLOGI

JURUSAN ILMU DAN TEKNOLOGI KEBUMIAN

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO

GORONTALO

2016

BAB 1

PENGANTAR GEOFISIKA

           Geofisika merupakan suatu bidang ilmu yang di dalamnya menggunakan prinsip-prinsip fisika dalam mempelajari bumi guna memperoleh data keadaan bumi.

           Dalam ilmu geofisika terdapat beberapa cabang ilmu, yaitu:

     ·         Meteorology

     ·         Oceanografi

     ·         Geofisika Bumi:

ü  Seismologi, ilmu yang mempelajari gempa bumi.

ü  Volcanology, ilmu tentang gunung api.

ü  Geodinamika, ilmu yang mempelajari tentang pergerakan lempeng bumi.

ü  Eksplorasi seismic, yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon.

Geofisika memanfaatkan pengukuran permukaan bumi dari parameter-parameter fisika yang dimiliki batuan untuk dapat mengetahui sifat-sifat batuan dan kondisi batuan yang ada di dalam bumi baik secara vertikal maupun horinzontal. Oleh karena itu geofisika sering dipakai untuk mengetahui struktur batuan, eksplorasi mineral dan migas, dan berbagai aplikasi dalam geotektonik.

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

• ·   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.
• ·     Metode pasif: merupakan metode yang dalam melakukan pengukuran memanfaatkan medan alami yang dipancarkan oleh bumi. Misalnya dengan memanfaatkan radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetic bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktivitas bumi.

  

BAB 2

BUMI DAN TATA SURYA

A. Pembentukan Alam Semesta dan Tata Surya

1. Teori terbentuknya alam semesta

         Sejak lama manusia berusaha untuk memahami alam semesta ini. Pada zaman kejayaan Yunani, orang percaya bahwa bumi merupakan pusat dari alam semesta ini. Pengertian alam semesta mencakup tentang mikrokosmos dan makrokosmos. Mikrokoskos adalah benda-benda yang memiliki ukuran yang sangat kecil, misalnya atom, electron, sel, amuba, dan sebagainya. Sedangkan makrokosmos adalah benda-benda yang memiliki ukuran yang sangat besar, misalnya bintang, planet ataupun galaksi.

       Ada beberapa teori yang mengungkapkan terbentuknya alam semesta. Adapun teori tersebut dapat dikelompokan menjadi:

1. teori keadaan tetap (steady-state theory)

Teori ini berdasarkan pada prinsip kosmologi sempurna yang menyatakan bahwa alam semesta dimanapun selalu sama. Teori ini menyatakan bahwa tiap-tiap galaksi terbentuk (lahir), tumbuh, menjadi tua dan akhirnya mati. Jadi teori ini beranggapan bahwa alam semesta itu tak terhingga besar dan tuanya.

2. teori dentuman/ledakan besar (big-bang theory)

Teori ini menyatakan bahwa alam semesta ini berasal dari suatu ledakan besar yang bermula dengan ketiadaan dimana materi, energy dan waktu belum ada. Teori ledakan ini bertolak dari asumsi adanya suatu massa yang angat besar dan mempunyai berat jenis yang juga sangat besar. Kemudian massa tersebut meledak dengan hebat karena adanya reaksi inti.

2. Teori terbentuknya tata surya

         Tata surya terdiri dari matahari sebagai pusat dan benda-benda lain seperti planet, satelit, meteor, komet, debu dan gas antarplanet yang beredar mengelilinya. Keseluruhan system ini bergerak mengelilingi pusat galaksi.

   

Banyak teori tentang asal-usul tata surya yang dikemukakan orang, tetapi tak satupun yang dapat diterima oleh semua pihak. Salah satu teori tersebut yaitu:

1. hipotesis nebular

Hipotesis ini dikemukakan pertama kali oleh Laplace pada tahun 1796. Ia yakin bahwa tata surya terbentuk dari ondensasi awan panas atau kabut gas yang sangat panas.

Susunan tata surya

Sistem tata surya adalah suatu sistem organisasi yang teratur pada matahari. Matahari sebagai induk (pusat peredaran) dan dikelilingi oleh pengikut-pengikutnya, seperti planet, satelit, asteroid, komet dan meteor.

Bumi menempati urutan ketiga terdekat dari bumi dengan diameter 12.646 km. Jarak antara Bumi dengan matahari 149 juta km yang dijadikan sebagai satuan jarak Astronomis atau Astronomical Unit (AU). Jadi, 1 AU = 149 juta km. Berat jenis rata-rata Bumi adalah 5,52 dan beratnya 6,6 x 1021 ton.

Pada awalnya (sebelum adanya pengamatan manusia yang lebih akurat tentang benda-benda langit dan masih dalam pengetahuan kuno) manusia beranggapan bahwa Bumi ini datar. Tetapi, melalui pengamatan yang lebih akurat serta dengan majunya ilmu pengetahuan, manusia baru menyadari bahwa Bumi ini adalah bulat. Bahkan melalui pengamatan satelit luar angkasa dapat dilihat bahwa bentuk Bumi ini tidak bulat betul tetapi agak memipih dibagian kutubnya.

BAB 3

GEOKRONOLOGI

   ·        Pendahuluan

Pada tahun 1785, Hutton mengemukakan perbedaan yang jelas antara hal yang alami dan asal-usul batuan beku dan sedimen. Dia memperkenalkan hokum superposisi yang menyatakan bahwa pada tingkat yang tidak rusak, lapisan paling dasar adalah yang apling tua. William smith (1769-1839) menciptakan suatu konsep dan menggunakannya pada sekuen sedimen di Inggris. Pada tahun 1830 C. Lyell menempatkan keempat konsep ini sebagai prinsip-prinsip geologi. Pada tahun 1859 Charles Darwin menerbitkan buku Asal-usul Spesies.

   ·         Pembagian Waktu Geologi

Seri Uranium
Unsur	Nomor Massa	Nomor Atom	Waktu Paruh	Radiasi
U	238	92	4.5 × 10⁹ tahun	α
Th	234	90	24 hari	β
Pa	234	91	6.7 hr, 1.2 menit (2 isomer)	β
U	234	92	2.5 × 10⁵ tahun	α
Th	230	90	8 × 10⁴ tahun	α
Ra	226	88	1,620 tahun	α
Rn	222	86	3.8 hari	α
Po	218	84	3 menit	99.97% α; 0.03 % β
Pb	214	82	26.8 menit	β
or At	218	85	2 detik	α
Bi	214	83	20 menit	99.96 % β; 0.04 % α
Po	214	84	1.6 × 10⁻⁴ detik	α
or TI	210	81	1.3 menit	β
Pb	210	82	22 tahun	β
Bi	210	83	5 hari	β
Po	210	84	138 hari	α
				8 α + 6β

BAB 4

 SUHU BUMI

Salah satu sumber energy potensial adalah panas bumi atau geotermal. Sebuah sumber geotermal dapat didefinisikan secara sederhana sebagai suatu reservoir yang diperoleh dari panas yang dapat diekstrasikan secara ekonomis dan dimanfaatkan untuk menghasilkan tenaga listrik atau penggunaan kebutuhan lainnya, seperti industri, pertanian, atau rumah tangga.

Panas yang ada dalam bumi dihasilkan oleh radioaktif dari isotop uranium, thorium, dan kalium. Kandungan panas didalam bumi diperkirakan sebanyak 3 x 10³⁰ kalori. Sebagian besar transfer panas dibawah litosfer dikarenakan oleh arus konveksi dan di litosfer dikarenakan oleh konduksi. Rata-rata temperatur bumi naik seiring semakin dalam kedalaman bumi, yaitu sekitar 25°-30°C tiap kilometer nya (disebut dengan gradien termal). Pada eksplorasi geotermal sering menggunakan gradient yang lebih besar, pengeboran yang dangkal, dan biaya eksplorasi yang murah.

Sumber geotermal terjadi pada:

1. Intrusi magma, sehinga dapat memberikan panas yang besar.
2. Aliran panas permukaan yang tinggi, akibat kerak tipis, dan gradien suhu tinggi.
3. Kenaikan air tanah yang telah beredar sampai kedalaman beberapa kilometer dan telah dipanaskan akibat gradien suhu normal.
4. Isolasi batuan yang memiliki konduktivitas termal yang rendah.
5. Anomali panas batuan dangkal oleh radioaktif unsur.

Di permukaan bumi sering terdapat sumber-sumber air panas, bahkan sumber uap panas. Panas itu datangnya dari batu-batu yang meleleh atau magma, yang menerima panas dari inti bumi.

 

Magma yang terletak di dalam lapisan mantel, memanasi suatu lapisan batu padat. Di atas batu padat terletak suatu lapisan batu berpori, yaitu batu yang mempunyai banyak lubang kecil. Bila lapisan batu berpori ini berisi air, yang berasal dari tanah, atau resapan air hujan, atau resapan air danau maka air itu turut dipanaskan oleh lapisan batu padat yang pans itu. Bila panasnya besar, maka terbentuk air panas, bahkan terbentuk uap dalam lapisan batu berpori. Bila di atas lapisan batu berpori terdapat satu lapisan batu padat, maka lapisan batu berpori berfungsi sebagai boiler. Uap dan juga air panas bertekanan akan berusaha keluar. Dalam hal ini ke atas, yaitu ke arah permukaan bumi.

Gejala panas bumi pada umumnya tampak di permukaan bumi berupa mata air panas. Dengan jalan pengeboran uap alam yang bersuhu dan bertekanan tinggi dapat diambil dari dalam bumi dan dialirkan ke generator turbo yang selanjutnya menghasilkan tenaga listrik.

BAB 5

GRAVITASI BUMI

Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang memiliki massa di alam semesta. Gravitasi matahari yang dihasilkan benda-benda langit dalam setiap orbit mengelilingi matahari. Fisika modern menjelaskan gravitasi menggunakan Teori Einstein Relativitas Umum, tapi Hukum gravitasi universal Newton yang lebih mendekati sederhana cukup akurat dalam kebanyakan kasus.

Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa sangat besar dapat menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar pula untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda di luar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda langit lainnya, termasuk satelit buatan manusia.

Hukum tarik-menarik (gravitasi) Newton dalam fisika berarti gaya tarik untuk datang lebih dekat satu sama lain. Dalam bidang fisika dari setiap objek dengan massa m1 selalu memiliki afinitas dengan obyek lain (dengan massa m2). Misalnya, partikel satu sama partikel lain selalu saling tarik. Contoh yang disajikan oleh Sir Isaac Newton di bidang mekanika klasik bahwa apa pun di atmosfer akan ditarik oleh bumi, yang kemudian dikenal sebagai fenomena benda jatuh.

Tarikan gravitasi dinyatakan oleh Isaac Newton melalui tulisannya di jurnal Philosophiae Naturalis Principia Mathematica pada 5 Juli 1687 dalam bentuk rumus berikut:

 

Keterangan :

• F  merupakan  besarnya gaya gravitasi antara dua massa tersebut,
• G merupakan konstante gravitasi,
• m1 merupakan massa dari benda pertama
• m2 merupakan massa dari benda kedua, dan
• r merupakan jarak antara dua massa tersebut.

Medan gravitasi didefinisikan sebagai ruang di sekitar obyek dengan massa Dimana benda massa lainnya dalam ruang yang akan mengalami gaya gravitasi.

Dengan demikian massa dapat dianggap sebagai sumber medan gravitasi.

Medan gravitasi termasuk bidang vektor, yaitu bidang yang setiap titik memiliki besar dan arah. Hal ini di gambarkan seperti panah. Cara lain untuk menggarkan adalah bahwa garis-garis medan diagram (garis-garis gaya). Garis-garis medan adalah garis kontinyu (continuous) selalu diarahkan pada sumber massa ke medan gravitasi.

BAB 6

MAGNETIK BUMI

Bumi punya medan magnet seperti yang dihasilkan magnet batang. Kutub magnet bumi terletak pada lintang sekitar 78° ± 1330 km dari kutub geografi. Sumber medan magnet, disebabkan arus konveksi. Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis lengkung yang berasal dari kutub selatan bumi menuju kutub utara bumi. Magnet bumi tidak tepat menunjuk arah utara-selatan geografis. Penyimpangan magnet bumi ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnet bumi yang menyimpang terhadap arah utara-selatan geografis. Studi tentang kemagnetan bumi salah satu cabang yang paling tua dalam geofisika.

 

Gambar kemagnetan bumi

            Bumi dapat dipandang sebagai benda magnet besar bersifat dipole dengan sumbu magnetik tidak berimpit dengan sumbu geografis bumi tapi membentuk sudut 11,5 derajat dengan sumbu perputaran bumi. Sumbu-sumbu dipole menembus permukaan bumi pada dua titik dan perpotongannya disebut kutub geomagnetik, kutub geomagnetik utara terletak pada 78,5o N, 71o W (daerah barat laut Greenland) dan kutub geomagnetik selatan terletak pada 78,5o S, 110oE yaitu daerah disekitar antartika (Sharma, 1976).

Besar dan arah medan magnetik bumi dinyatakan dalam deklinasi dan inklinasi. Kuat medan magnet yang terukur dipermukaan sebagian besar berasal dari dalam bumi 90% (internal field) sedangkan sisanya medan magnet dari kerak bumi (merupakan target dalam metode eksplorasi geofisika) serta medan dari luar bumi (eksternal Filed)

            Internal field karena sangat besar sehingga medan ini disebut dengan medan utama magnet bumi yang dihasilkan oleh aktivitas di dalam inti luar dan inti dalam bumi. Konsep ini dapat dijelaskan dengan teori dinamo. Medan utama magnet bumi bervariasi terhadap posisi dan waktu yang kompleks.

Untuk menyeragamkan harga medan utama magnet bumi di suatu tempat dibuat standar harga yang dinamakan International Geomagnetics Reference Fileds (IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun.

A.    Elemen-elemen Medan Magnet

Medan magnet pada setiap titik dipermukaan bumi dengan intensitas total F memiliki  komponen: komponen vertikal Z dan komponen horisontal H. Komponen H selalu bernilai positif sedangkan komponen vertikal Z positif ke arah bawah dan negatif ke arah atas. Sudut yang dibentuk antara komponen horisontal  dengan arah utara geografik disebut deklinasi D (positif searah jarum jam 0-360°), sudut yang dibentuk oleh intensitas total F dengan komponen horisontal disebut sudut inklinasi I (positif kearah bawah, -90° sampai +90°) Komponen komponen tersebut diorientasikan dengan kordinat geografik, yaitu utara (X), timur (Y) dan arah vertikal (Z). Parameter-parameter X,Y,Z,D,I,H dan F dikenal dengan elemen geomagnetik.

B.     Variasi Medan Magnet Bumi

Sejak tahun 1600 melalui penelitian yang lebih teliti pada data geomagnetik diperoleh bahwa medan magnet bumi berubah terhadap waktu baik intensitas maupun arahnya. Perubahan atau variasi medan magnet bumi dapat terjadi pada waktu relatif singkat, kadang-kadang variasinya besar dan tidak beraturan.Variasi medan magnetik secara garis besar dibagi atas: Variasi Harian (diurnal Variation), Variasi Sekuler dan Badai Magnetik (magnetic strom).

        a.       Variasi Harian

ü  Perubahan medan magnet dalam waktu yang singkat dengan periode harian.

ü  Dominan disebabkan oleh gangguan matahari yang berkaitan dengan berubahnya besar dan arah sirkulasi arus listrik dalam ionosfera (Milson, 1989).

ü  Radiasi ultraviolet matahari menimbulkan ionosasi pada ionosfer.

ü  Ionisasi dan adanya elektron2 yang terlempar dari matahari menimbulkan fluktuasi arus sebagai sumber medan magnet.

ü  Sifat variasi ini acak dan periodik, dengan periode rata-rata 10-30 gamma.

            b.      Variasi Sekuler

ü  Perubahan intensitas yang terjadi kecil dan sangat lamban.

ü  Selain terjadi perubahan intensitas medan magnetik bumi juga perubahan posisi kutub magnetik bumi.

ü  Perubahan posisi kutub magnetik terjadi dalam waktu puluhan atau ratusan tahun.

ü  Perubahan posisi kutub magnetik bumi ini berpengaruh pada besarnya intensitas medan magnetik bumi.

             c.       Badai Magnetik

ü  Penyebabnya hampir sama dengan variasi harian, yakni aktivitas matahari terutama pada saat bintik matahari muncul.

ü  Perubahannya sangat cepat acak dan besar, sehingga secara praktis mengaburkan hasil pengamatan.

ü  Badai magnetik ini berlangsung beberapa jam bahkan sampai beberapa hari.

ü  Besarnya bisa mencapai ratusan sampai ribuan gamma dan menurun kembali ke keadaan normal secara tidak menentu.

      C.    Sifat anomaly Medan Magnet

Berdasarkan sifat medan magnet bumi dan sifat kemagnetan bahan pembentuk batuan, bentuk anomali medan magnet yang ditimbulkan oleh benda penyebabnya bergantung pada:

Ø  Inklinasi medan magnet bumi disekitar benda penyebab.

Ø  Geometri dari benda penyebab.

Ø  Kecendrungan arah dipole-dipole magnet benda penyebab.

Ø  Orientasi arah dipole-dipole magnet benda penyebab terhadap arah medan magnet bumi

a.    Magnetometer

      Magnetometer rmerupakan alat yang berfungsi untuk menguukur badai magnetic.   (a)           (b)

(c)

Gambar (a) Magnetometer, (b) Magnetometeer Fluks Gate, (c)Proton Magnetometer

     b.      Kompas          

            Kompas adalah alat penunjuk arah mata angin. Kompas terbuat dari logam magnetik yang diletakkan sedemikian rupa sehingga dengan mudah dapat bebas bergerak ke semua arah. Hanya saja, perlu diperhatikan bahwa penunjukan jarum kompas tidaklah selalu mengarah ke titik utara sejati (true north) pada suatu tempat. Hal ini disebabkan, berdasarkan teori dan praktek, bahwa kutub-kutub magnet bumi tidak berimpit atau berada pada kutub-kutub bumi (Tim Penyusun Buku Revisi Almanak Hisab Rukyat, 2010: 239).

Untuk mendapatkan utara sejati (true north) ketika menggunakan kompas, dibutuhkan koreksi deklinasi magnetik terhadap arah jarum kompas (Khazin, 2005: 60). Hal ini karena kutub magnet utara memiliki selisih dengan utara sejati yang besarannya berubah-ubah. Selisih itu disebut variasi magnet atau juga disebut deklinasi magnetik. Nilai variasi magnet ini selalu berbeda di setiap waktu dan tempat (Hambali, 2011: 234).

      D.    Pengukuran Geomagnetik

Pengukuran medan magnet dapat dilakukan di darat , laut dan udara. Teknik pengukukuran berbeda untuk masing-masing tempat sesuai dengan maksud eksplorasinya. Pengukuran di darat selang antar titik ukur kecil beberapa meter sampai beberapa puluh meter dan daerah eksplorasi biasanya terbatas. Pengukuran di laut maupun di udara selang antar titik ukur lebih besar berkisar antara 0,25 mil sampai beberapa mil dan daerahnya lebih luas.

a.       Pengukuran Geomagnetik di Darat

ü  Biasanya untuk eksplorasi mineral juga untuk penelitian geologi tinjau.

ü  Selang antar titik ukur rapat (beberapa meter sampai beberapa puluh meter)

ü  Titik amat dan pengamat harus bebas dari gangguan magnetik (listrik, jembatan,barang  dari besi, jam tangan, pisau lipat dll).

ü  Pengukuran dapat dilakukan dengan satu atau dua alat.

ü  Pada akhir survey tiap hari pembacaan harus dilakukan kembali di titik base station dengan tujuan mengetahui perbedaan pembacaan.

ü  Pengukuran geomagnetik di darat dilakukan dengan menggunakan magnetometer jenis medan magnet vertikal dan medan magnet total, adapun medan magnet horisontal jarang dilakukan

b.      Survey Geomagnetik di Udara

ü  Biasanya dilakukan dengan tujuan penelitian ilmaih dan geologi tinjau (rekonesen)

ü  Yang terukur medan magnet total.

ü  Alat memiliki sensitivitas magnetometer besar (1-5 gamma) lebih sensitif daripada magnetometer darat.

ü  Alat digantung pada pesawat (lintasan dan ketinggian tergantung pada tujuan survey), data terekam secara otomatis pada kertas rekam

ü  Pencatatan variasi harian diletakkan di darat (untuk mengetahui adanya badai magnetik)

ü  Variasi harian tidak didasarkan di darat, karena variasi harian berbeda untuk lintasan yang jauh.

ü  Lintasan pengukuran memotong dilakukan untuk koreksi pembacaan.

ü  Penentuan lokasi dilakukan dengan pemotretan udara, bantuan radar, signal radio dll.

ü  Daerah datar tidak ada gangguan magnetik yang menonjol.

ü  Keuntungannya adalah luas daerah yang besar serta dilakukan dengan cepat.

ü  Untuk pekerjaan eksplorasi mineral lokasi yang kecil biaya survey lebih besar tidak ekonomis.

ü  Anomali yang diharapkan pada eksplorasi mineral lebih dangkal.

c.       Survey Geomagnetik Laut

ü  Keuntungannya adalah luas daerah yang besar serta dilakukan dengan cepat.

ü  Untuk pekerjaan eksplorasi mineral lokasi yang kecil biaya survey lebih besar tidak ekonomis.

ü  Anomali yang diharapkan pada eksplorasi mineral lebih dangkal.

BAB 7

KELISTRIKAN BUMI

       Di dalam tubuh bumi bentuk arus listrik adalah electron, tapi dalam batuan sedimen yang tersaturasi air, di laut, dan di atmosfer, kebanyakan berupa ion. Derajat ionisasi di udara bervariasi, bergantung pada elevasi, waktu, dan latitude.

Konduktivitas batuan di dekat permukaan bumi kebanyakan ditentukan oleh jumlah distribusi air garam pada batuan berpori. Dibawah lapisan sedimen dan bagian bawahnya, tekanan begitu besarnya sehingga pori-pori tertutup dan hanya konduktivitas batuan keraslah yang membawa arus listrik. Konduktivitas batuan beku dan metamorf lebih rendah dari rata-rata formasi sedimen.

Awan ion (elektron) di udara dapat menimbulkan arus listrik jika bergerak relatif terhadap bumi. Arus seperti ini akan menghasilkan medan magnet. Hal ini juga diduga sebagai penyebab variasi harian pada medan magnet bumi. Sistem sirkulasi arus ini mengikuti matahari pada sirkulasi hariannya. Secara kasar dua pertiga variasi diurnal berasal dari luar, sedangkan sepertiga lainnya berasal dari pergerakan arus bumi. Arus dibumi ini tidak diukur secara langsung, melainkan ditentukan dari potensi gradien dan resistivitas dengan menggunakan  hukum Ohm.

Beda tegangan lokal dapat timbul oleh beberapa sebab, terutama oleh reaksi kimia pada zone oksidasi di sekeliling tubuh bijih. Reaksi reduksi kimia ini terjadi pada keadaan air tanah yang rendah oksigen. Polarisasi yang terjadi pada tanah menyebabkan perbedaan aktivitas kimia sehingga terjadi perubahan konsentrasi ion di sekeliling tubuh bijih. Beda potensial juga dapat ditimbulkan oleh pergerakan larutan melalui batuan yang permeable.

Badai magnetic diyakini berhubungan erat dengan aktivitas bintik matahari. Hal ini mengarah ke penelitian radiasi elektromagnetik yang mempengaruhi atmosfer bumi dan hasilnya yang menjelaskan efek magnetic. Badai magnetic juga diikuti oleh gangguan ionisasi pada atmosfer. Penyebab utama gangguan ini masih belum ditentukan. Kemungkinan hal ini disebabkan oleh kenaikan sementara radiasi ultraviolet. Tetapi, sulit dilihat bagaimana hal ini menyebabkan aurora dan pola magnetic di daerah kutub, suatu daerah yang intensitas mataharinya sangat kecil.

Teori lain mengemukakan adanya sambutan partikel dari matahari yang terdefleksi oleh medan magnet sedemikan sehingga terfokus pada rangkaian aurora. Gangguan lain yang berbeda dengan badai magnetic adalah melemahnya gelombang radio akibat aktivitas matahari. Erupsi pada permukaan matahari menyebabkan gelombang radio tidak terpantulkan dari lapisan ionisasi atmosfer bumi.

BAB 8

SEISMOLOGI

Gambar  Akibat Dari Gempa Bumi

Gempa bumi

a.    Pengertian Gempa Bumi

Gempa bumi merupakan suatu getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi karena pelepasan energi dari dalam bumi secara tiba-tiba sehingga menciptakan gelombang seismik.

Gempa bisa saja terjadi karena ada pergerakan lempeng atau kerak bumi. Gempa bumi yang terjadi mampu mengakibatkan perubahan, perombakan, bahkan perusakan pada permukaan bumi.

Seperti yang kita tahu, gempa bumi dengan skala yang besar mampu merusak bangunan, dari yang kecil hingga gedung-gedung besar.

Memang kekuatan gempa diukur berdasarkan kerusakan yang terjadi. Skala yang biasa digunakan untuk mengukur kekuatan gempa adalah Skala Omari, Skala Richter, Skala Cancani, dan Skala Mercalli. Skala Richter merupakan skala yang digunakan, namun skala Richter adalah yang paling popular untuk mengukur kekuatan gempa bumi yang disebut dengan magnitude (M). Berdasarkan skala-skala ini orang dapat mengenali kekuatan gempa yang pada akhirnya berguna untuk mengantisipasinya seperti desain konstruksi bangunan dan jalan raya.

Menurut skala Richter kekuatan gempa bumi dapat dilihat sebagai berikut :

·           <3,5 Umumnya tidak terasa, tetapi terekam.

·           3,5-5,4 Seringkali terasa, tetapi jarang mengakibatkan kerusakan.

·           < 6,0 Dapat menyebabkan kerusakan besar pada bangunan yang kurang kuat dan meliputi daerah yang kecil.

·           6.1-6.9 Dapat menimbulkan kerusakan pada fisik dan menimbulkan korban jiwa manusia pada radius sampai 100 kilometer.

·           7.0-7.9 Pada skala ini termasuk gempa bumi besar. Dapat menyebabkan kerusakan serius pada daerah yang lebih luas.

·           > 8 Gempa bumi besar. Dapat menyebabkan kerusakan serius pada daerah yang meliputi beberapa ratus kilometer.

Sebagai contoh, gempa bumi di Aceh mencapai kekuatan 9,0 skala Richter yang mengakibatkan kerusakan fisik yang amat besar dan menimbulkan korban yang banyak.

Jika kalian tertarik dengan terjadinya gempa bumi, kalian bisa belajar tentang seismologi, yakni ilmu yang mempelajari gempa bumi.

b.    Penyebab Gempa Bumi

Gempa bumi itu terjadi karena beberapa faktor, berikut ini adalah faktor atau penyebab terjadinya gempa bumi itu.

·      Gempa Bumi Tektonik

Gempa bumi tektonik disebabkan karena adanya pergeseran lempeng-lempeng tektonik secara tiba-tiba dengan kekuatan yang sangat kecil hingga sangat besar. Apabila sudah terjadi gempa tektonik, maka akan terjadi kerusakan atau bencana alam di bumi. Karena getaran gempa yang kuat bisa menjalar ke seluruh bagian bumi. Gempa tektonik juga bisa disebabkan karena pelepasan tenaga disebabkan pergeseran lempengan plat tektonik.

·      Gempa Bumi Vulkanik

Gempa ini terjadi karena aktivitas magma yang biasa terjadi sebelum meletusnya gunung berapi. Semakin tinggi aktivitas dari gunung berapi tersebut, maka semakin besar pula ledakan yang akan terjadi dan menyebabkan terjadinya gempa bumi. Ketika gempa terjadi, hanya akan terasa disekitar tempat ledakan gunung berapi tersebut saja.

·      Gempa Bumi Tumbukan

Gempa yang terjadi diakibatkan oleh tumbukan atau hantaman meteor maupun asteroid yang jatuh ke bumi. Gempa Bumi Tumbukan ini sangat jarang terjadi.

·      Gempa Bumi Runtuhan

Gempa bumi ini biasa terjadi di daerah kapur atau di daerah pertambangan. Jika gempa ini terjadi, lebih bersifat lokal. Akan tetapi Gempa Bumi Runtuhan ini pun jarang sekali terjadi.

·      Gempa Bumi Buatan

Gempa ini disebabkan karena aktivitas manusia, seperti peledakan dinamit, nuklir maupun palu yang dipukulkan ke permukaan bumi.

Gempa bumi pun dapat terjadi karena letaknya yang jauh di kedalaman bumi atau biasa disebut dengan hiposentrum.

·      Gempa Bumi Dalam

Gempa bumi yang disebabkan karena hiposentrum-nya berada lebih dari 300 km di dalam kerak bumi atau di bawah permukaan bumi. Gempa bumi dalam tidak begitu berbahaya untuk kelangsungan hidup manusia karena pusat gempa sangat jauh di permukaan bumi.

·      Gempa Bumi Menengah

Gempa bumi ini hiposentrum-nya berada antara 60 km hingga 300 km di bawah permukaan bumi. Dampak yang diakibatkan dari gempa bumi menengah masih ringan dengan getaran yang lebih terasa dibanding dengan gempa bumi dalam.

·      Gempa Bumi Dangkal

Inilah gempa bumi yang mampu menimbulkan kerusakan besar. Hiposentrum gempa bumi dangkal berada kurang dari 60 km dari permukaan bumi.

BAB 9

GEODINAMIKA

Sebagaimana diketahui bahwa Bumi adalah suatu planet yang dinamis dimana material penyusunnya terdiri dari berbagai jenis lapisan, berada dalam kondisi yang bergerak. Sifat bumi yang dinamis disebabkan oleh adanya 2 sistem yang bekerja di Bumi, yaitu Sistem Hidrologi dan Sistem Tektonik. Dampak dari adanya sistem tersebut secara dramatis terekspresikan pada citra satelit wilayah Amerika Utara (gambar 2-1). Pada citra, pergerakan yang terlihat paling jelas adalah pergerakan fluida yang ada ipermukaan Bumi, yaitu air dan udara. Siklus yang sangat rumit dimana air berpindah dari lautan ke atmosfir kemudian ke daratan dan kembali lagi ke lautan adalah hal yang paling endasar yang terdapat dalam sistem hidrologi. Sumber energi yang menggerakan sistem ini adalah energi yang berasal dari matahari. Energi panas matahari menguapkan air yang ada di lautan dan juga mengakibatkan atmosfir bersirkulasi sebagaimana diperlihatkan oleh awan badai Dennis pada citra satelit. Uap air yang ada di atmosfir kemudian dibawa bersama atmosfir yang bersirkulasi dan secara teratur uap air terkondensasi yang kemudian jatuh sebagai hujan atau salju. Turunnya hujan atau salju dipengaruhi oleh gaya gravitasi (gayaberat) didalam menarik air kembali kepermukaan bumi. Gayaberat juga berperan dalam mengalirkan air kembali ke lautan melalui beberapa sub-sistem (sungai, air bawah tanah dan gletser). Dalam setiap subsistem tersebut, gayaberat yang menyebabkan air mengalir dari tempat yang tinggi ke tempat yang rendah. 

Litosfir Bumi mungkin kelihatan seperti diam ditempat, akan tetapi sebagaimana hidrosfir, litosfir Bumi secara konstan bergerak dengan pergerakan yang sangat lambat (1-10 cm pertahun). Saat ini telah terbukti bahwa seluruh litosfir Bumi saling bergerak, dimana benua-benua saling memisahkan diri dan bagian-bagian dari benua tersebut mengapung bergeser hingga ribuan kilometer melalui permukaan Bumi yang memungkinkan satu dan lainnya saling bertabrakan. Rangkaian pegunungan Appalahian yang terlihat sebagai penjajaran dari punggungan bukit dan lembah terbentuk ketika 2 benua bertabrakan ratusan juta tahun yang lalu. Lapisan-lapisan batuan yang terlipat dan terpatahkan membentuk jalur pegunungan yang tinggi dan kemudian secara berlahan dierosi oleh jaringan sungai yang terdapat di wilayah tersebut. Bersamaan dengan tabrakan ini, dibagian pinggir lempeng Amerika Utara terjadi pembentukan palung (rifting) yang mengakibatkan terpisahnya benua Afrika dengan Amerika. Fakta-fakta yang memperlihatkan bahwa seluruh bentuk-bentuk struktural yang terdapat di planet Bumi kita adalah hasil dari sistem yang sederhana yaitu dari pergerakan lempeng-lempeng litosfir. Gerakan dari sistem tektonik lempeng ini dipicu oleh energi panas yang dilepaskan dari dalam Bumi. 

Konsep dari sistem alam ini dikembangkan dengan tujuan untuk mempelajari Bumi, konsep ini menyediakan suatu kerangka kerja dalam memahami bagaimana setiap bagian dari Bumi bekerja dan mengapa Bumi secara konstan berubah. Sebagaimana diketahui bahwa hukum-hukum alam mengendalikan sistem geologi, dimana sistem ini menyediakan jawaban terhadap peristiwa yang terjadi di Bumi, termasuk didalamnya adalah berbagai bentuk bentangalam dan proses kejadiannya.

    

  Konsep Konsep  Utama Sistem Bumi 

  1.   Sistem alamiah adalah sekumpulan dari komponen komponen yang mandiri (tidak saling tergantung satu dengan lainnya) yang saling berinteraksi membentuk suatu keteraturan terpadu dan berada dalam pengaruh gaya yang saling berhubungan. Material yang berada dalam suatu sistem dapat berubah dalam rangka mencapai dan mempertahankan keseimbangan

 2. Sistem yang menggerakan dan memindahkan air dikenal sebagai sistem hidrologi, Sistem ini memindahkan air dari sungai, air bawah tanah, gletser, lautan dan uap air di atmosfer. Bersamaan dengan perpindahan air maka air tersebut akan mengerosi, mengangkut, dan mengendapkan sedimen sedimen yang diangkutnya membentuk bentuk-bentuk bentangalam tertentu dan tubuh batuan tertentu. 

  3. Radiasi matahari merupakan sumber energi dari sistem hidrologi yang terjadi di bumi sedangkan energi panas yang berasal dari dalam bumi adalah energi yang menggerakan dan memindahkan lempeng-lempeng litosfer (sistem tektonik lempeng).  Sistem tektonik menjelaskan kenampakan-kenampakan utama dari bentangalam struktural yang ada di bumi

  4.  Tempat dimana lempeng-lempeng bergerak saling menjauh satu dengan lainnya (divergence), maka material panas yang berasal dari dalam mantel akan naik kepermukaan bumi mengisi ruang kosong yang ditinggalkan oleh lempeng tersebut dan akan membentuk litosfer baru. Kenampakan lempeng-lempeng litosfer yang baru yang diakibatkan oleh lempeng-lempeng yang saling menjauh dapat dilihat pada palung benua (continent rift), punggung samudra dan cekungan samudra yang baru

  5.    Tempat-tempat dimana lempeng saling mendekat (convergence), yaitu salah satu lempeng menyusup dibawah lempeng lainnya dan menunjam kedalam mantel. Fitur utama dari kenampakan pada tepi lempeng yang konvergen akan berupa jalur pegunungan lipatan, busur gunungapi dan palung laut dalam. 6. Tempat dimana lempeng-lempeng saling bergeser secara horizontal satu dan lainnya, maka akan berkembang menjadi batas-batas lempeng  transforms, sesar-sesar mendatar dan umumnya dicirikan oleh pusat-pusat kegempaan dengan epicentrum gempa dangkal. 7. Lempengan kerak bumi yang terletak jauh dari pinggir lempeng dapat menyebabkan material mantel yang berdensitas rendah naik ke permukaan sehingga memungkinkan terbentuknya gunung-gunungapi yang bersumber dari lempeng. 8. Kerak bumi mengambang diatas mantel bumi yang berdensitas lebih besar yang terletak dibawah kerak bumi. Kerak bumi akan naik dan tenggelam dalam usahanya mempertahankan keseimbangan isostasi.  

 Sistem Geologi

Sistem adalah sekumpulan material yang saling tergantung dan berinteraksi dengan energi untuk menghasilkan suatu tujuan secara bersama sama. Hampir semua sistem geologi adalah sistem yang terbuka; artinya bahwa sistem dapat bertukar antara materi dan energi melewati batas-batasnya.  

Tidak satupun didalam maupun diatas bumi sebagai entitas yang terisolasi. Semuanya saling berhubungan. Kita mungkin mengetahui banyak hal secara rinci tentang banyak hal yang saling terpisah dijumpai diatas atau didalam bumi, akan tetapi kebanyakan dari kita tidak mengetahui bagaimana bagian-bagian tersebut saling berhubungan dan menyatu secara bersama-sama. Tanpa beberapa konsep bagaimana fungsi fungsi yang ada di dunia ini sebagai satu kesatuan, maka kita dengan mudah kehilangan hubungan yang penting terhadap gejala gejala yang terpisah /terisolasi tersebut, seperti hubungan antara air hujan, temperatur dan longsoran tanah. Untuk memahami Bumi dan bagaimana bumi bekerja, kita memerlukan suatu model atau kerangka kerja, yaitu suaturencana atau peta yang memperlihatkan bagaimana hal tersebut saling berhubungan dan bagaimana hal tersebut bekerja, seperti kerangka kerja yang ada dalam konsep sistem.  

Terdapat banyak jenis sistem yang berbeda dan kita harus dapat mengenali dan memastikan dari banyak sistem alam aupun buatan. Sistem dalam pikiran seorang teknisi adalah sekumpulan peralatan yang saling berinteraksi dan bekerja bersama untuk menyelesaikan suatu pekerjaan atau tugas tertentu. Didalam rumah kita dapat mengenal sistem kelistrikan, sistem sanitasi dan sistem pendingin ruangan. Fungsi dari masing-masing sistem tersebut satu dan lainnya berdiri sendirisendiri tidak saling berhubungan. Setiap perpindahan material atau energi dari satu tempat ke tempat lain dan masing-masing mempunyai daya gerak yang membuat sistem bekerja. Sebagai contoh sistem biologis yang ada pada diri kita dimana tubuh kita tersusun dari organ-organ yang terpisah dan saling bekerja sama. Sistem sirkulasi yang terdiri dari jantung, saluran pembuluh darah, dan organ-organ lainnya yang mengalirkan darah keseluruh tubuh.

Dalam ilmu fisika, kita bicara tentang sistem dalam pengertian yang sangat umum; sistem adalah bagian dari ruang yang menjadi perhatian kita. Ruang mungkin dapat terdiri dari berbagai macam materi yang dikendalikan oleh energi dalam berbagai cara. Berdasarkan definisi sistem, kita dapat mengidentifikasi tingkat materi yang sedang diukur dan energi yang terlibat didalamnya sehingga kita dapat secara jelas mengetahui setiap perubahannya. Dalam setiap kasus ini, sistem terdiri dari komponen-komponen tertentu yang saling bekerja sama untuk mendapatkan satu hasil tertentu. Untuk menghasilkan tugas tertentu, materi dan energi bergerak mendekati dan berubah dari satu bentuk ke bentuk lainnya. Sistem semacam ini disebut sebagai sistem dinamis.  Sistem semacam ini disebut sebagai sistem dinamis.

BAB 10

PENGANTAR METODE GRAVITASI

     1.      Pengertian Metode Gravitasi

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

     2.      Tahap – Tahap Penelitian Dalam Metode Gravitasi :

a.      Akuisisi Data

Akuisisi data merupakan proses pengambilan data dilapangan, mulai dari mengetahui informasi dari daerah yang akan diukur dan persiapan alatnya. Beberapa diantara alat itu adalah :

·         Seperangkat Gravimeter

·         GPS

·         Peta Geologi dan Peta Topografi

·         Penunjuk Waktu

·         Alat Tulis

·         Kamera

·         Pelindung Gravimeter

·         Dan beberapa alat pendukung lainnya.

Setelah alat telah dipersiapkan, langkah awal untuk pengukuran adalah menggunakan peta geologi dan peta topografi, hal ini bertujuan untuk menentukan lintasan pengukuran dan base station yang telah diketahui harga percepatan gravitasi. Akan tetapi ada beberapa parameter lain yang harus diperhatikan dalam penentuan base station, lintasan pengukuran dan titik ikat. Antara lain adalah :

·         Letak titik pengukuran harus jelas dan mudah dikenal

·         Lokasi titik pengukuran harus dapat dibaca dalam peta

·         Lokasi titik pengukuran harus mudah dijangkau serta bebas dari gangguan kendaraan bermotor, mesin dll.

·         Lokasi titik pengukuran harus terbuka sehingga GPS mampu menerima sinyal dari satelit dengan baik tanpa ada penghalang.

Jadi intinya hal yang harus diperhatikan adalah melakukan kalibrasi alat dan menentukan titik acuan (base station) sebelum melakukan pengambilan data gaya berat di titik-titik ukur lainnya. Mencari besarnya harga medan gravitasi suatu base station (titik acuan) pengukuran dapat dilakukan dengan persamaan :

gbs =  gref + (Gpembacaan bs + Gpembacaan ref)

Keterangan :

Gbs = harga medan gravitasi base station

Gref = harga medan gravitasi titik referensi

Gpembacaan bs = harga pembacaan gravitasi di base station

Gpembacaan ref = harga pembacaan gravitasi di titik referensi

b.      Pengolahan Data

Pengolahan data dalam metode gravitasi ini meliputi tahapan-tahapan antara lain :

-          Konversi hasil pembacaan gravimeter ke nilai milligal

-          Koreksi tinggi alat

-          Koreksi drift (apungan)

-          Koreksi pasang surut

-          Koreksi gravitasi normal

-          Koreksi udara bebas (free-air correction)

-          Koreksi bouguer

-          Koreksi menda (terrain correction)

BAB 11

PENGANATAR METODE GEOMAGNET

1.   Pengertian Medan Magnet Secara umum

Pengertian umum medan magnet bumi adalah medan atau daerah dimana dapat dideteksi distribusi  gaya magnet  (BROOKE,  1966,  Champman  dan  Barttels,  1940).  Pada tahun  1839

Gauss pertama kali melakukan analisa harmonik dari medan magnet bumi untuk mengamati sifat-sifatnya.  Analisa  selanjutnya  yang  dilakukan  oleh  para  ahli  mengacu  pada  kesimpulan umum yang dibuat oleh Gauss yaitu :

    ·         Intensitas medan magnet bumi hampir seluruhnya dari dalam bumi

   ·       Medan  yang teramati di permukaan bumi dapat didekati dengan persamaan harmonik yang pertama berhubungan dengan potensial dua kutub di pusat bumi. Dua kutub Gauss ini mempunyai kemiringan (menyimpang) kira-kira 11,50 terhadap sumbu geografis.

Komponen  medan  magnet yang berasal dari dalam  medan bumi merupakan  efek yang timbul karena sifat inti bumi yang cair memungkinkan adanya gerak relatif antara kulit bumi dengan inti bumi yang sering disebut dengan efek dynamo.

Variasi medan magnet yang hanya beberapa persen dari harganya yang timbul oleh aliran arus di ionosfer yang menghasilkan medan magnet, dengan demikian induksi arus listrik alam mengurangi komponen horisontal yang tergantung pada sifat kelistrikan kerak dan mantel bumi (Brooke, 1966). Arus ionosfer pada prinsipnya berasal dari :

·         Fluktuasi harian sinar matahari dan pasang surut bulan yang menyebabkan bergeraknya elektron bebas.

·         Variasi transien yang dihasilkan oleh aktivitas matahari, aliran partikel terionisasi yang berasal dari emisi gas hydrogen dari matahari ditahan dynamo ionosfer dan akibatnya menganggu medan magnet bumi (Oxford, 1965; Akasofu dan Champman, 1961).

      A.    Suseptibilitas Batuan dan Mineral

Tingkat suatu benda magnetik untuk mampu dimagnetisasi ditentukan oleh suspebilitas  kemagnetan atau K, dituliskan sebagai :

I = k H

Besaran yang tidak berdimensi ini merupakan parameter dasar yang dipergunakan dalam metode magnetik. Harga k pada batuan semakin besar apabila dalam batuan tersebut semakin  banyak dijumpai banyak mineral – mineral yang bersifat magnetik.

Faktor yang mempengaruhi harga suspebilitas batuan adalah :

v  Jenis batuan

v  Komposisi batuan

Benda magnet apabila berada dalam medan luar akan memiliki kutub  kutub sendiri yang umumnya mengarah kearah yang sama dengan medan, sehingga akan dihasilkan suatu  medan baru. Medan tambahan ini apabila dihubungkan dengan intensitas magnetisasi adalah  induksi magnetik (B).

 

                       

Berdasarkan harga kerentanan magnet, k bahan dapat dibedakan sebagai berikut :

v  Diamagnetik, yaitu mempunyai harga k yang lebih kecil dan negatif.

contoh : air, Hg, Cu, dll.

v  Paramagnetik, yaitu mempunyai harga k yang kecil dan positif.

contoh : Pt, AlO₂ dll.

v Ferromagnetik, yaitu bahan paramagnetik yang mempunyai harga k besar sekali ( sampai 10 kali harga k bahan paramagnetik ).

contoh : jenis – jenis logam.

BAB 12

PENGANTAR METODE GEOLISTRIK

Metoda Tahanan Jenis

            Metoda tahanan jenis adalah salah satu dari kelompok metoda geolistrik yang digunakan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat aliran listrik di dalam batuan di bawah permukaan bumi. Yang dipelajari di sini mencakup besaran medan potensial, medan elektromagnetik yang diakibatkan oleh aliran arus listrik secara alamiah (pasif) maupun secara buatan (aktif).

            Cara yang sama digunakan untuk penurunan pada elektroda potensial P2, dan didapat beda potensial antara P1 dan P2.

Gambar 1. Konfigurasi elektroda arus dan potensial

Dalam penjelasan di atas dijelaskan penggunaan arus listrik berfrekuensi rendah dialirkan ke dalam tanah dan disttribusi potensialnya diukur dengan elektroda potensial.

Metoda Tahanan Jenis Head On

Metoda Head on Resistivity cukkup berhaasil diterapkan di Cina untuk  mengidentifikasi sesar yang diasumsikan sebagai zona tipis konduktif atau mempunyai kontras tahanan jenis pada suatu daerah prospek geotermal enthalpy rendah.

Survai tahanan Head On pada dasarnya merupakan pengembangan dari survai tahanan jenis Schlumberger mapping dengan menambahkan satu elektroda arus C pada posisi jauh (tak terhingga) di luar lintassan resistivity berarah tegak lurus terhadap lintasan.

Gambar 2. Sistem pengukuran resistivity head on

           

Bila pendataan dilakukan pada bentangan AB/2 maka perpotongan kurva Tahanan jenis Head On akan menunjukkan titik kedudukan sesar. Kolerasi dengan penampang tahanan jenis semu yang disesuaikan dengan kedalaman ekivalen AB/4 akan didapat tempat kedudukan sesar dengan lebih baik.

Metoda Potensial Diri (SP)

            Pengukuran SP dilakukan pada lintasan tertentu dengan tujuan untuk mengukur beda potensial antara dua titik yang berbeda sbagai V1 dan V2. Cara untuk melakukan pengukurannya ialah dengan menggunakan dua buah elektrod yang biasanya menggunakan ‘phorouspot’ untuk memperoleh kontak yang baik antara elektroda dan lapisan tanah.

            Tahanan ‘phorouspot’ selalu diusahakan sekecil mungkin, nilai potensial baru dilakukan setelah benar-benar stabil.

Gambar 3. sistem pengukuran SP

           

Perhitungan data SP langsung dilakukan dengan melakukan koreksi penutup yang didapat dari pengukuran metoda kabel panjang. Beda harga antara kumulatif pembacaan (misalnya tiap a) dan pembacaan bentangan (5a) merupakan total koreksi penutup, harga koreksi untuk tiap pembacaan a didapat dengan membagi rata total koreksi. Kemudian dihitung kumulatif harga pembacaan tiap a yang telah dikoreksi dengan koreksi penutup tersebut dari permulaan pengukuran sampai dengan akhir pengukuran untuk setiap lintasan.

BAB 13

PENGANTAR METODA SEISMIK

·      Metoda seismik didasarkan pada prinsip perambatan gelombang yang mengikuti Hukum Snellius, Hukum Fermat, dan Hukum Huygen.

1.    Hukum Snelius

Ketika gelombang seismik melalui lapisan batuan dengan impedansi akustik yang  berbeda dari lapisan batuan yang dilalui sebelumnya, maka gelombang akan terbagi. Gelombang tersebut sebagian terefleksikan kembali ke permukaan dan sebagian diteruskan merambat dibawah permukaan.

Apabila sinar datang dari medium optis kurang rapat ke medium optis lebih rapat, maka sinar tersebut akan dibiaskan cenderung mendekati garis normal, jadi sudut datang akan lebih besar dari sudut bias dan sebaliknya apabila sinar datang dari medium optis lebih rapat ke medium optis kurang rapat, maka sinar akan dibiaskan cenderung menjauhi garis normal, sehingga sudut datang akan lebih kecil dari sudut bias.

 

Gambar  Hukum Snellius

2.    Hukum Fermat

Menurut Fermat, besarnya sudut pantul akan sama dengan besarnya sudut datangnya cahaya. Gelombang menjalar dari satu titik ke titik lain melalui jalan tersingkat waktu penjalarannya. Dengan demikian jika gelombang melewati sebuah medium yang memiliki variasi kecepatan gelombang seismik, maka gelombang tersebut akan cenderung melalui zona-zona kecepatan tinggi dan menghindari zona-zona kecepatan rendah (Jamady, 2011).

3.    Hukum Huygen

Prinsip Huygen menyatakan bahwa setiap titik pada muka gelombang merupakan sumber bagi gelombang baru.Posisi dari muka gelombang dalam dapat seketika ditemukan dengan membentuk garis singgung permukaan untuk semua wavelet sekunder. Prinsip Huygens mengungkapkan sebuah mekanisme dimana sebuah pulsa seismik akan kehilangan energi seiring dengan bertambahnya kedalaman (Asparini, 2011).

Gambar Prinsip Huygen

·      Aplikasi metoda seismik biasanya terdiri dari dua macam yaitu Seismik Refraksi dan Seismik Refleksi.

     1.      Seismik Refraksi

Metoda seismik refraksi memanfaatkan gelombang seismik yang direfraksikan mengikuti batas-batas lapisan batuan di bawah permukaan. Waktu tempuh gelombang antara sumber gelombang dan penerima (geofon) akan menghasilkan gambaran tentang kecepatan dan kedalaman lapisan. Metoda seismik refraksi banyak digunakan untuk eksplorasi dangkal dan keteknikan. Berdasarkan hukum Snellius, besarnya sudut datang akan menentukan apakah gelombang itu dipantulkan atau dibiaskan  

Gambar Cara kerja eksplorasi seismik refraksi

Sudut datang di mana gelombang akan sejajar dengan lapisan (kritis) disebut sudut kritis

Gambar Sudut kritis

Agar gelombang dapat terbiaskan (r = 90^o) maka sudut datangnya haruslah:

Untuk menghitung ketebalan lapisan (Z), diperlukan informasi waktu penjalaran gelombang dari sumber ke penerima secara tegak (vertikal) yang disebut intercept time (ti)

      2.      Seismik Refleksi

Metoda seismik refleksi memanfaatkan waktu tempuh perambatan gelombang yang dipantulkan kembali oleh bidang batas batuan. Rekaman waktu tempuh gelombang pantul untuk suatu lintasan, setelah melalui pengolahan data akan memberikan gambaran bawah permukaan berdasarkan perbedaan kecepatan gelombang yang dipengaruhi oleh densitas batuan. Refleksi gelombang tersebut direkam dengan alat dan menunjukkan berbagai variasi amplitudo sebagai respon dari berbagai pelapisan di bawah permukaan bumi, sehingga lapisan-lapisan tersebut akan muncul sebagai horizon reflektor. Jika kecepatan masing-masing lapisan tadi dapat dihitung dari waktu pantul yang direkam (v = s/t) kedalaman masing-masing lapisan dapat dihitung (Santoso, 2002).

Gambar  Prinsip seismik refleksi untuk lapisan mendatar dengan kecepatan tetap

Gambar Contoh penampang hasil penyelidikan Seismik Refleksi

Wilayah kajian besar dalam seismik refaksi mencakup:

Ø  Akuisi data

Ø  Pengolahan data

Ø  Interpretasi data

Conoh data lapangan yang dalam proses pengolahan dapat dilihat, di mana di sini akuisi data dilakukan dengan cara split spread. Sesudah pengolahan selesai dilakukan akan diperoleh data yang siap ditafsirkan berupa jejak seismik yang rangkaian amplitudonya dapat menggambarkan reflektor sebagai batas antar satuan lapisan atau formasi. Penampilan hasil interpretasi dapat dibuat dalam bentuk peta kontur atau dapat pula dalam visualisasi permukaan.  (Santoso, 2002).

BAB 14

PENGANTAR METODA ELEKTROMAGNETIK

           

      Jika di permukaan bumi timbul medan elektromagnetik makan akan timbul arus listrik yang melewati berbagai lapisan konduktor dibawah permukaan bumi sesuai dengan hukum induksi elektromagnetik. Arus ini akan mengganggu medan elektromagnetik di permukaan bumi dengan timbulnya medan elektromagnetik yang baru.

1.      Magnetotelurik (MT)

Jika suatu medan frekuensi f (Hz), amplitude medan listrik dan medan magnet yang muncul disebut E dn B diukur serentak pada arah yang saling tegak lurus sebagai Ey dan Bx.

   

Bila tidak homogen, yang diperoleh adalah tahanan jenis semu. Kisaran pengukuran MT adalah dari 1-10-4 Hz. Secara teoritik jika frekuensinya sangat rendah pentrasinya akan semakin dalam.

Seperti telah disebutkan di atas struktur tahanan jenis di bawah permukaan. 

 

Jika  adalah permeabilitas maka  adalah permeabilitas dalam ruang hampa T dalam detik dan  dalam ohm. Kedalaman di atas adalah skin depth.

Dalam medan magnet terpolarisasi pada arah y ( =   ) pada periode T, arus listrik menginduksi pada arah x (tegak lurus) mengakibatkan medan listrik  di permukaan.

   dan  diukur serempak.

      Sesuai dengan orientasi mendatar medan H, diukur dua komponen misalnya  dan  serta  dan .

Penambahan T medan H akan menambah kedalaman penetrasi, sehingga kita dapat berpikir secara analogi seperti sounding Schlumberger (  vs T sebagai  vs AB/z).

Biasanya T berkisar antara 1-1000 detik.

Dengan demikian kita akan memperoleh kurva MT (biasanya tidak seideal konfigurasi Schlumberger, karena H sangat terpengaruh tahanan jenis di permukaan).

Untuk model berlapis penafsiran dapat dilakukan dengan Curve Matching dengan master curve 2 atau 3 lapisan.

Dalam lapangan panas bumi untuk MT sounding didapat beberapa kendala, yaitu:

·         Perioda yang tercakup buruk (T 3 sec)

·         Anisotropi E dan j di daerah tersebut

Beberapa penyelidikan MT di lapangan panas bumi menunjukkan bahwa tahanan jenis tinggi dijumpai pada perioda 10-1000 detik. Sehingga penafsiran untuk struktur dangkal tidak diperoleh dengan baik.

Sering  ,  cukup berbeda dengan  ,  karena:

·         Anisotropi medan E di permukaan, karena variasi tahanan jenis dangkal/menengah

·       Anisotropi densitas E akan berubah sampai dengan / di perbatasan, sedangkan searah akan menerus.

2.      Metoda Elektromagnetik VLF

Metoda elektromagnetik adalah salah satu metoda dalam eksplorasi geofisika. Pada umumnya ia digunakan untuk pencarian bahan-bahan yang memiliki sifat konduktif yang tinggi.

Slaah satu metoda elektromagnetik ialah metoda elektromagnetik VLY (Very Low Frequency Electromagnetic). Dalam metoda ini dimanfaatkan medan elektromagnetik yang dibangkitkan oleh pemancar-pemancar radio berfrekuensi sangat rendah dengan daya besar yang biasanya digunakan untuk kepentingan navigasi kapal-kapal selam. Frekuensi yang digunakan ialah antara 15 KHz – 30 KHz.

Radio pemancar VLF menghasilkan komponen listrik dan komponen magnet. Dalam metoda elektromagnetik VLF komponen magnet diutamakan karena membaw sinyal energy yang cukup dan memiliki keuntungan-keuntungan praktis dalam pengukuran (Peterson dan Ronka, 1970).

Setiap jenis peralatan VLF pada umumnya menyajikan parameter pengukuran yang berbeda (Koroos dan Hjelt, 1983)

Peralatan elektromagnetik VLF yang akan digunakan dalam penyelidikan digunakan sebagai penerima (receiver), sedangkan peralatan pemancar memanfaatkan pemancar elektromagnetik VLF yang telah ada seperti pada tabel 1.

Medan yang diukur adalah medan elektromagnetik yang sudah merupakan perbandingan antara primer dan sekunder. Artinya medan dari pemancar elektromagnetik VLF dengan medan dari objek benda geologi yang tergantung dari posisi benda konduktif.

DAFTAR PUSTAKA

Abdullah Aly dan Eny Rahma. 2006. MKDU Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Bumi Aksara.

Asparini, Dewi. 2011. Penerapan Metode Stacking dalam Pemrosesan Sinyal Seismik Laut di Perairan Barat Aceh.Bogor. IPB.

Asti, B.M & Munif. J. A. 2009. 105 Tokoh Penemu dan Perintis Dunia.Jakarta: PT. Buku Kita.

Bullen,K.E.,1963, An Introduction to the Theory of Seismology, 3th, Cambridge, University Press, Cambridge

Gupta, K. H. 1980. Geothermal Resources: An Energy Alternative. Amsterdam, The Netherlands: Elsevier Scientific Publishing Company.

Hendro Darmodjo dan Yeni Kaligis. 2004. Ilmu Alamiah Dasar. Jakarta: Universitas Terbuka.

Santoso, Djoko. 2002. Pengantar Geofisika. Bandung. ITB

Wahyu Triyoso, 1991. Konsep-Konsep Dasar Seismologi, ITB Bandung

https://fisika79.wordpress.com/2011/05/10/aplikasi-hukum-gravitasi-newton/