PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

26
GEOFISIKA UMUM GEOFISIKA : Ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip fisika untuk mengetahui dan memecahkan masalah yang berhubungan dengan Bumi atau dapat diartikan mempelajari Bumi dengan menggunakan prinsip-prinsip fisika. Pada dasarnya akar bidang keilmuan ada empat, yaitu Kimia, Fisika Geologi dan Biologi GEOLOGI KIMIA FISIKA BIOLOGI BIOFISIKA GEOFISIKA GEOKIMIA BIOKIMIA KIMIA FISIKA PALEONTOLOGI

description

PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKAMABIPAI WANEUWO

Transcript of PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Page 1: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

GEOFISIKA UMUM

GEOFISIKA : Ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip fisika untuk mengetahui dan memecahkan

masalah yang berhubungan dengan Bumi atau dapat diartikan mempelajari Bumi

dengan menggunakan prinsip-prinsip fisika.

Pada dasarnya akar bidang keilmuan ada empat, yaitu Kimia, Fisika Geologi dan Biologi

GEOLOGI

KIMIAFISIKA

BIOLOGI

BIOFISIKA

GEOFISIKAGEOKIMIA

BIOKIMIA

KIMIA FISIKA

PALEONTOLOGI

Page 2: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

• KIMIA : Ilmu yang mempelajari seluk beluk Materi

• FISIKA : Ilmu yang mempelajari semua proses atau gaya yang

bekerja pada Materi

• GEOLOGI : Ilmu yang mempelajari berbagai Materi yang ada di kerak Bumi

• BIOLOGI : Ilmu yang mempelajari berbagai hal tentang organisme hidup

Disamping keempat cabang diatas terdapat cabang ilmu lainnya yaitu :

• ASTRONOMI : Ilmu yang mempelajari alam semesta di luar bumi dan kadang-

kadang juga dipandang sebagai ilmu Fisika.

Page 3: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

1.2 Geofisika dalam eksplorasi Hidrokarbon, Mineral dan Lingkungan

• Sumberdaya yang tidak dapat diperbaharui Pengambilan secara terus menerus dengan Kapasitas yang semakin meningkat Krisis energi. Upaya-upaya dalam mengembangkan metodan eksplorasi yang lebih modern. Sebelum menjelang abad ke 20, penyelidikan hanya terbatas dipermukaan saja, sekarang tdk lagi menitik beratkan hanya penelitian geologi, tetapi melibatkan pengukuran sifat fisika permukaan bumi yg dapat memberikan informasi tentang struktur, komposisi batuan di bawah permukaan yg dapat menentu- kan lokasi sumberdaya energi dan mineral.

• Antara Geofisika dan Geologi Geologi : Mempelajari secara langsung batuan, singkapan, sample bor, struktur dan sejarah Geofisika : Mempelajari bagian2 bumi yang tidak terlihat dipermukaan, melalui pengukuran sifat fisikanya. Mencakup juga pengukuran dan interpretasi sehingga mendapatkan informasi mengenai struktur bawah permukaan. Contoh : Membedakan Keadaan dan sifat dari Mantel bumi, selubung bumi dan inti bumi dg gelombang Seismik.

• Tantangan Teknologi Geofisika Kendala : Pengukuran ( pengambilan data ) dan pemrosesan data Lingkungan daerah yang di eksplorasi yang merupakan kendala bagi penyelidikan geofisika antara lain; Laut, pantai, gurun, tundra dan daerah yang tertutupi lava. Perkembangan Komputer elektronik, mikrominiatur elektronik, teknik pemrosesan dan satelit navigasi dll. Sangat membantu mempercepat perkembangan Teknologi Geofisika.

• Metoda atau Teknik Geofisika Metoda geofisika yang sering dilakukan dalam eksplorasi : Metoda Seismik, gayaberat, magnetik, listrik, dan elektromagnetik yang umum digunakan untuk pencarian hidrokarbon.

Page 4: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Metoda Geofisika untuk pencarian mineral : Pengukuran Seismik, gayaberat dan magnetik di Uni Sovyet, Eropa dan di Amerika, metoda Elektromagnet secara kontinu digunakan untuk pencarian Minyak bumi.

I.3 Teknologi Geofisika dan Sumberdaya Hidrokarbon:Teknologi geofisika menggunakan huklum-hukum fisika pada berbagai sifat fisik bumi sehingga teknologi ini mempunyai cakupan cukup luas dan dapat dimanfaatkan misalnya :• Untuk mitigasi bencana gempa bumi dan gunung api.• Pembangunan infrastruktur seperti jalan, gedung , jembatan, bendungan dan bangunan sipil.• Eksplorasi mineral, batuian, batubara, minyak dan gas bumi.

•Tekonologi untuk Migas digunakan adalah metoda Seismik yang sebelumnya digunakan Metoda Gayaberat. •Awalnya metoda seimik yang digunakan adalah seismik refraksi kemudian dikembangkan menjadi seismik Refleksi.

I.4 Teknologi Geofisika dan Sumberdaya MIneral: Teknologi geofisika menggunakan huklum-hukum fisika pada berbagai sifat fisik bumi sehingga teknologi ini mempunyai cakupan cukup luas dan dapat dimanfaatkan misalnya : Untuk mitigasi bencana gempa bumi dan gunung api. Th. 1980 di Perancis telah ditemukan bijih sulfida, bijih besi, kromit dan Emas dengan menggunakan metoda geofisika. Bijih sulfida yg ekonomis a.l : Tembaga dan Molibdenum. Logam penting yang ditemukan secara besar-besaran antara lain : Tembaga, nikel, timah dan seng. Mineral yang biasa ditemukan : kalkopirit, bornit, molibdenit, pirit, pirhotit, galena dan sfalerit. Metoda yang digunakan untuk pencarian meniral sulfida adalah Polarisasi Terimbas. Bijih besi yang mempunyai nilai ekonomi tinggi adalah yang mengandung magnetit dan hematit. Sehingga Metoda magnet dapat digunakan dalam eksplorasi ini. Densitas magnetit lebih besar dari batuan sampingnya Maka dapat juga digunakan metoda gaya berat dan perkembangan terakhir metoda untuk pencarian bijih Sulfida adalah Metoda magnetotelluric dan audiomagnetotelluric.

Page 5: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

BAB 2. PEMBENTUKAN DAN STRUKTUR DALAM BUMI

• PEMBENTUKAN BUMI

Berdasarkan kejadian disekitar kita ialah bahwa segala sesuatu tidak pernah kekal

( Semua yang muncul di bumi dan bisa musnah kembali ) seperti sungai, gunung, samudera dll.

• Bentuk Bumi : Anggapan awal bahwa bentuk bumi adalah datar.

• Tahun 1500 SM, bangsa Mesir mengamati jalannya matahari dan bulan sehingga dapat menciptakan kalendar.

• Tahun 585 SM ilmuwan Yunani mengamati Gerhana bulan sehingga dapat menyimpulkan bahwa bulan memantulkan cahaya matahari.

• Phytagoras mengemukakan pandangannya bahwa bentuk bumi adalah bulat.

Bumi menjadi pusat alam semesta dikelilingi bulan dan matahari.

• Tahun 200 SM, Seorang akhli matematika berhasil menghitung keliling bumi.

• Awal tahun Masehi – abad XV, ilmu astronomi yang kebanyakan berpusat di Arab sehingga awal tahun 1600 diketahui bahwa bumi bukan pusat alam semesta, melainkan salah satu planet yang mengelilingi matahari.

• Tahun 1918 diketahui bahwa matahari bukan pusat alam semesta melainkan hanya satu dari jutaan bintang yang ada di alam semesta yang membentuk gugus yang disebut Galaksi Milky Way atau Bima Sakti.

Page 6: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

JARI - JARI BERAT SATELIT JARAK TERHADAP NAMA ( KM ) JENIS MATAHARI

(SATUAN ASTRONOMI)

MATAHARI 695,000.00 1.42 - - MERKURIUS 2,490.00 4.8 0 0.39 VENUS 6,200.00 4.9 0 0.72 BUMI 6,370.00 5.51 1 1 ( BULAN ) 1,740.00 3.36 0 - MARS 3,400.00 3.95 2 1.5 ASTEROID - - - 2.8 JUPITER 71,300.00 1.34 12 5.2 SATURNUS 59,600.00 0.69 9 9.6 URANUS 25,800.00 1.36 5 19.25 NEPTUNUS 22,300.00 1.3 2 30.2 PLUTO 2,900.00 - 0 39.5

MATAHARI DAN SEMUA PLANET SERTA BENDA LANGIT YANG MENGELILINGINYA

Page 7: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

STRUKTUR DALAM BUMI

Kecepatan ( km/det )

100

200

300

400

Inti

500

600

4 6 8 1 1

S P

Kerak

Zona KecepatanRendah

Mantel

Kedalaman( Km )

a. Hasil analisis gelombang seismik gempa untuk struktur dalam bumi

• Pengetahuan struktur masih sangat terbatas• Lubang terdalam yg dibuat di Brasil sekitar 2.100 meter• Batuan yang terdalam yg pernah dipelajari dari pengeboran pada kedalaman 8000 meter

Page 8: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

b. Dimensi struktur - dalam bumi

INTI

MANTEL

ATMOSFIR

Kerak 0 - 40 km

3475km

2900km

2500km

Berdasarkan perhitungan dan penafsiran akhli seismologi, bumi dibagi 3 bagianyaitu ; Kerak, selubung ( Mantel ) dan Inti bumi.

Kerak bumi ketebalannya beragam, didaerah samudera ketebalannya ± 10 km, sedangkan Didaerah benua ketebalannya 30 – 40 km.

Mohorovicic atau biasa disebut bidang Moho antara selubung dan inti bumi

Bidang diskontinu yang lebih dalam lagi ialah antara selubung dan Inti bumi, pada kedalaman 2.900 km

Page 9: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

KERAK BUMI

Bagian atas terdapat batua sedimen. Dari data gelombang gempa, dibawahnya dijumpai dua lapisan, yaitu batuan granitis diatasnya dan batuan basaltis di bagian bawahnya.

Batas kedua batuan ini kurang jelas, namun bidang diskontinunya disebut bidang diskontinu Conrad

Batuan kerak bumi sangat heterogen. Contohnya, pada bagian benua yang berumur tua atau disebut Perisai Prakambrium, batuan yang utama terdiri atas batuan beku dan Metamorfosa derajat tinggi, Batuan yang terkandung dalam lapisan kerak bumi ini meliputi beberapa oksida :

SiO2 61,9%

Al2O3 15,6%

CaO 5 – 7%

MgO 3,1%

Na2O 3,1%

K2O 2,9%

Fe2O3 2,9%

TiO2 <1%

P2O3 <1%

MnO < 1%

Berdasarkan indikasi kecepatan gelombang gempa, kerak bumi bagian bawah ditafsirkan sebagai batuan

gabro ( basa ). Kalau melihat Suhu dan Tekanan pada kerak bumi bagian bawah maka gabro tidak mungkin

akan terbentuk.

Pada tekanan tinggi ia akan berubah menjadi batuan yang disebut Eklogit

Kesimpulannya, besar kemungkinan pada bagian bawah kerak bumi komposisi kimia batuannya tergolong

menengah, karena suhu dan tekanan tinggi menjadikian batuan memiliki densitas tinggi.

Page 10: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Permukaan kerak bumi tampak berbagai bentuk , anatara lain gunung api, pegunungan, samudera, dataran dsb. Beberapa Hipotesis yang mencakup terjadinya bentuk morfologi tersebut diuraikan sebagai berikut:

1. Bumi Statis 2. Bumi mengembang3. Bumi menyusut4. Bumi berdenyut5. Tektonik lempeng.

SELUBUNG BUMI

Mulai bidang diskontinu Moho sampai kedalaman 2.900 km. Diduga batuannya adalah Ultramefik yang banyak mengandung olivin dan sedikit piroksen.

Batuan ini dijumpai sebagai Zenolit yang terperangkap dalam aliran magma yang keluar ke permukaan bumi.

Hasil kajian gelombang gempa menunjukan bahwa lapisan selubung ( Mantel ) terdiri atads tiga bagian;a. Paling atas – 200 km : memiliki ciri perubahan kecepatan gelombang yang berangsur melemah.b. 200 – 700 km ; dapat dilihat dari perubahan kecepatan gelombang yanglebih bermakna.c. 700 – 2900 km ; mencakup kedua ciri sebelumnya secara menerus.

Kecepatan gelombang tinggi mengarah ke batuan yang rigiditas yang tinggi dan densitas yang tinggi ( piroksenit / dunit )

Bagian yang paling rapuh pada kerak bumi disebut Litosfer dengan aktifitas gempa yang tinggi, sedangkan lapisan bagian atas selubung yang plastis disebut astenosfer.

Hipotesis menyatakan bahwa batuan tadi komposisinya sama namun sifat fisiknya berbeda. Jika berasumsi demikian maka batuan dibagian atas selubung akan sama dengan batuan dibawah kerak dengan densitas berbeda . Batuan ini adalah eklogit yang terdiri dari mineral garnet dan piroksen yang komposisi kimianya sama dengan basalt namun densitasnya lebih tinggi ( 3,5 gr/cc dibandingkan dengan gabro 3,0 gr/cc)

Ultramefik : kandungan gabro: dunit = 1 : 3. Batuan ini disebut Pirolit dg densitas 3.9 gr/cc

Page 11: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

INTI BUMI• Dimulai dari bidang diskontinu Gutenberg (2.900 – 6.371km). Kajian dilakukan melalui gelombang gempa.

• Batas antara selubung bumi dengan inti bumi diperkirakan karena adanya perbedaan perubahan densitas dari 5.5 gr/cc menjadi 10 gr/cc yang mewakili bagian atas inti bumi

• Bagian dalam memiliki densitas 13 gr/cc.

• Isi inti bumi adalah 16% dari isi bumi.

• Pada zona Inti bumi gelompang gempa tidak dapat merambatkan gelombang S ( tidak dapat merambat pada cairan ) maka diperkirakan inti bumi bersifat cairan.

• Batas inti bumi bagian dalam dengan bagian luar diperkirakan pada kedalaman 5.150 km karena gelombang P terlihat adanya perubahan yang mendadak.

• Komposisi Kimia terdiri dari ; Besi dan Nikel.

Anggapan ini berdasarkan anggapan manusia tentang meteorit ( Fe dan Ni ± 6% )

Berdasarkan perhitungandensitas inti bumi mengandung sulfat dan karbon atau magnesiun oksida.

Ada akhli yang beranggapan bahwa setelah bumi terbentuk, silikat menjadi Silikon.

Jadi inti bumi terdiri dari 20% Silikon dan sisanya Besi dan Nikel

Page 12: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

BAB 3. GEOKRONOLOGI

• Pada kenyataannya bumi berbentuk tidak tetap selalu berubahdengan lambat atau berevolusi. Perubahan ini berlangsung secara perlahan-lahan sampai keadaan setimbang.

• Mempelajari bumi : Pertama : Seabad yang lalu ahli stratigrafi dan Paleontologi mengeluarkan skala umur relatif untuk benda

yang umurnya setengah milyar Kedua : Sejak tahun 1930 dengan metoda Radiometri menyediakan umur mutlak untuk sekala stratigrafi.

Metoda ini mencakup penentuan tanpa indeks fosi.l

• Hutton ( Tahun 1785 ) mengemukakan perbedaan yang jelas antara hal yang alami dan asal usul batuan beku dan sedimen.

Berhasil menyusun urutan intrusi yang menjelaskan asal-usul gunung api dan mengenalkan hukum

superposisi

• William Smith ( 1769 – 1839 ) menciptakan suatu konsep dan menggunakannya pada sekuen sedimen di Inggris. Dia menunjukan bahwa pada waktu yang sama sekuen tersebut seperti papan di lantai, Dan setiap formasi akan memepertahankan karakter yang sama ( Hukum Suksesi Faunal )

• C. Lyell ( 1830 ) menempatkan keempat konsep ini sebagai prinsip-prinsip geologi. Sebagai akhli geologi : Telah dikerjakan tugas pemetaan permukaan bumi Penentuan batas-batas penanggalan alam. Secara daerah antara Eropa dan Amerika Utara diyakini sebagai suatu deretan yang terpisah.

• Charles Darwin ( Tahun 1859 ) Menerbitkan buku Asal-usl Spesies. Namun, sambutan terhadap teori evolusi ini tidak mengubah pandangan yang berdasarkan pada observasi yang tidak sempurna dan setiap formasi mempunyai hewan sendiri-sendiri dan terpisah dengan yang lainnya dan terpisah dengan yang lainnya oleh jurang dunia.

Page 13: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

3.2 PEMBAGIAN WAKTU GEOLOGI

• Abad ke 19 para akhli geologi telah mengeluarkan pembeda pencatatan waktu geologi seluruh dunia dan dapat digunakan pada jangka waktu yang pendek untuk proses pegunungan, transgresi dan regresi dll.

TABEL 3.1 DERET RADIOAKTIF

SERI URANIUMUnsur Nomor Nomor Waktu Paruh Radiasi

Massa Atom

U 238 92 4.5 x 109 tahun αTh 234 90 24 hari βPa 234 91 6.7hr,1.2 menit βdst

SERI AKTINIUMUnsur Nomor Nomor Waktu Paruh Radiasi

Massa Atom

U 235 92 7.1 x 108 tahun αTh 231 90 25.6 jam βPa 231 91 3.4 X 10 tahun αdst

SERI THORIUMUnsur Nomor Nomor Waktu Paruh Radiasi

Massa Atom

Th 232 90 1.4 x 1010 tahun αRa 228 88 6.7 tahun βAc 228 89 6.1 tahun βdst

Data dari Holander dkk 1953; Ahrens, 1956, Aldrich dkk, 1956a dan Senftle, 19565

Page 14: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

WAKTU PARUH

Waktu paruh ( half-life ): dari sejumlah bahan yang menjadi subyek dari peluruhaneksponensial adalah: Waktu yang dibutuhkan untuk jumlah tersebut berkurang menjadi setengah dari nilai awal.Konsep ini banyak terjadi dalam fisika, untuk mengukur peluruhan radioaktif dari zat-zat, tetapi juga terjadi dalam banyak bidang lainnya.

TEORI ATOMSusunan atom : Partikel proton, neutron dan elektron

1. Teori atom menurut Leokippos dan Demokratos :Atom adalah suatu partikel yang paling kecil yang tidak dapat dibagi-bagi lagi.2. Aristoteles : Atom adalah suatu materi yang dapat dibagi-bagi secara terus menerus atau sekecil-kecilnya tanpa batas3. Dalton : • Senyawa terbentuk dari gabungan dua atau lebih atom yang berbeda• Atom adalah materi yang tersusun dari partikel-partikel yang terkecil• Atom tidak dapat diciptakan dan juga tidak dapat dimusnahkan serta tidak dapat dipecah atau diperkeci lagi dengan sifat yang sama• Unsur disusun oleh dua atau lebih atom yang sama, dimana setiap unsur memiliki sifat dan bentuk yang berbeda.• Reaksi kimia adalah penggabungan yang disertai pemisahan atom-atom dari unsur atau senyawa pada pereaksian tersebut

Nukleus : berada ditengah atom; mengandung proton dan neutron. Kumpulan proton dan neutron disebut nukleon.

NOMOR MASSA = Jumlah proton

NOMOR MASSA = jumlah proton + neutron

Banyaknya elektron = banyaknya proton

Page 15: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

3.3 PENENTUAN UMUR DENGAN METODA RADIOAKTIF

• Untuk menghitung batuan yang lebih muda tersedia 3 kronologis:

Stratigrafi, Paleontologi dan Radiometri

• Untuk menghitung umur batuan yang lebih tua dan batuan non fosil hanya metoda Stratigrafi dan Radiometri yang bisa digunakan untuk tingkat dasar.

• Tahun 1896 H. Becquerel menemukan radioaktif yang memungkinkan ditentukannya umur absolut.

• Tahun 1906 E. Rutherford mengemukakan bahwa Timah adalah produk dari Uranium dan Thorium dalam mineral radioaktif sehingga dapat digunakan untuk menilai umur mineral.

• Kebanyakan umur ini tidak akurat tapi mineral membantu mengindikasikan bahwa umur bumi yang diwakili oleh mineral, paling kurang seribu juta tahun.

- Jumlah garam di laut ?

- Evolusi kehidupan ?

• Tahun 1956 (J.T Wilson, R.D Russel dan R.M Farquhar) Menemukan keradioaktifan melengkapi revolusi mengenai sejarah bumi.

Page 16: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

• Tahun 1990 tehnik geokronologi terus menerus disempurnakan.

- Beberapa induk Isotop mempunyai waktu paruh sama dengan umur batuan

Precambrian. Isotop yang digunakan Uranium-238, Uranium-232, rubidium-87 dan

kalium-40.

- Beberapa isotop mempunyai waktu paruh yang pendek adalah thorium-230(ionium),

timbal-210 anggota lain dari uranium-238 yang meluruh secara berantai.

Penetuan umur dengan Radioaktif.

Struktur atom dapat ditentukan atas dasar parameter berikut:

1. Nomor atam Z, yang menggambarkan proton (+) didalam inti, awan elektron(-), jumlah keduanya ada pada tabel berkala.

2. Nomor massa A, merupakan jumlah antara proton (Z) dan neutron (N)

Contoh: Li 6: A = 6, Z = 3 dan N = 3

Li7 : A = 7, Z = 3 dan N = 4

Isotop adalah unsur yang memiliki nomor atom sama dan nomor massa berbeda dengan unsur asalnya

Proses pembelahan radioaktif suatu massa material radioaktif S dalam waktu t dapat ditulis sbb :

-dS/dt = kS

k adalah konstanta peluruhan

- dS/S = k.dt

ln S = -kt + c

Page 17: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Untuk t = 0, S = So dan ln So = c

ln S/So = -kt

log S/So = - kt/2.3

S/So dapat dihitung dengan teknik Caunting. Dalam perhitungan umur dg metoda radioaktif ialah Waktu paruh ( t ½ ); disini massa asal S telah meluruh separuhnya dibandingkan dengan asalnya.

URANIUM

RADIUM

TIMBAL

Page 18: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Sebagai contoh jika :

S = So/2

log 2 = k.t ½ (2.3)

T1/2 =0.69/k

Jadi untuk menentukan umur batuan yang mengandung unsur raioaktif diperlukan waktu paruh unsur tersebut.

Atas dasar metoda ini umur batuan yang dijumpai di beberapa tempat yaitu ; di Manitoba ( Kanada ), Australia Barat dan Rodesia ialah 2 – 3.5 milyar tahun. Jadi bumi pasti lebih tua umumrnya karena terbentuk sebelum batuan itu ada.

• Umur batuan dari meteorit yang dihitung metoda ini memberikan angka 4,8 milyar tahun.

• Umur bumi dapat dihitung dengan menghitung rata-rata jumlah U 235 dan Pb207 (atau U238 dan Pb206) pada semua jenis batuan yang tersingkap. Kemudian dihitung total jumlah setiap batuan di bagian luar bumi dan dari sini dapat dihitung jumlah total isotop.

• Jika komposisinya dianggap tetap sepanjang masa geologi yang asalnya mengandung Pb207 , umur bumi dapat dihitung kira-kira 5 – 15 milyar.

Page 19: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

LAJU EROSI DAN SEDIMENTASI

• Parameter yang digunakan adalah Ketebalan.• Ketebalan dapat diekspresikan dalam susunan kumulatif perbedaan besar butir, perbedaan warna atau

lainnya.• Perbedaan tersebut mencerminkan perbedaan iklim selama pengendapan tentunya berkaitan dengan

umur batuan tersebut.• Jenis sedimen : Endapan delta, kipas aluvial, endapan banjir dsb.• Dari sini dapat diperoleh laju pengendapan sedimen. • Jika diketahui secara kumulatif umur lokasi tempat mengendapnya sedimen tersebut, dapat diketahui

umur batuannya.

• Gb. 3.2 Perbandingan umur terhadap ketebalan sedimen.

• Contoh :• Suatu endapan sungai teranyam mempunyai ketebalan total 6.000 meter. Laju pengendapannya 5

cm/tahun. Maka umur batuannya adalah 40 juta tahun.

• Waktu ( Tahun ) = Atom Timbal

Atom Uranium yang hilang pertahun

3.2 Tabel sedimen dan Umur

Page 20: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

BAB IV. SUHU BUMI• Landaian Suhu Landaian = dt dimana ; t adalah suhu dan h kedalaman. dh

Rata-rata gradien suhu sekitar 1°c setiap 30 km

Peneliti : 1. Van Orstrand, 1934, 2. Coster, 1947, 3. Krige, 1948, 4. Henrich, 1904, 5.Cleland, 6. Spicer, 1942, 7. Arctowski, 1925

Lokasi Suhu rata-rata

Efektif ( dari landaian )

( °C )

Landaian

( °C/m )

Kedalaman

( m )

Peneliti

Albany, Ala……. 16.1 0.00472 30 – 305 1

Paruschoitz, Germany

7.8 0.0314 31 – 1,954 4

Monche, Rusia 2.15 0.00725 18 - 449 6

Ontario, Canada 5.0 0.0136

0.0018

175 – 910

175 – 2,300

5

5

Boryslaw, Polandia

-7.8 0.033 160 – 1,645 7

Masjid I Sulaiman

Persia

26 0.0108 730 – 1,035 2

Witmatersrand, South Africa

20 0.00045 30 - 296 3

Page 21: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

• Aliran panas batuan beku > aliran panas batuan sedimen

• Konduktivitas panas dipengaruhi oleh Suhu dan Tekanan dan akan bertambah tinggi menurut kedalaman bumi.

• Konduktivitas batuan pada tekanan atomsfir ( Howell, 1959 )

Jenis batuan Suhu

( °C )

Konduktivitas

( kal/det/cm/°C )

Granite 100

2005 – 7 x 10ˉ³

5 – 6.5 x 10ˉ³

Basalt 75 4 x 10ˉ³

Gabbro 100

4005.25 – 5.75 x 10ˉ³

4.8 x 10ˉ³

Limestone 100 4.9 – 7.0 x 10ˉ³

Sandstone 17 10 x 10ˉ³

Shale 17 1.4 x 10ˉ³

Ice 0 22 x 10ˉ³

Silica glass 100 13 – 15 x 10ˉ³

Clay ….. 0.6 – 4 x 10ˉ³

Page 22: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Faktor-faktor yang mempengaruhi Suhu bumi ialah :

•Panas radiasi matahari•Albedo ( reflektivitas yang merupakan perbandingan antara radiasi yang dipantulkan dan total radiasi = 0,29 )•Suhu bawah permukaan•Emisivitas;•Konduksi panas udara

Faktor-faktor yang mempengaruhi landaian suhu ialah :

•Variasi konduktivitas termal, yang dipengaruhi oleh komposisi batuan•Kedudukan cairan magma•Sirkulasi air tanah•Kandungan air dalam batuan•Produksi dan konsumsi panas dalam reaksi kimia•Pengaruh tekanan dan suhu terhadap konduktivitas•Radioaktivitas

Jika ada panas yang mengalir (dq) pada suatu batuan memanjang dengan luas penampang A Selama waktu dt hingga t + dt, dengan arah dari bawah keatas ( arah z ), Aliran panas Q dapat ditulis sebagai :

Q = dq dt

Konduktivitas termal ( k ) batuan didefinisikan sebagai :

k = - Ql A ( dt/dz )

Page 23: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Model sederhana suatu intrusi berbentuk silinder dengan luas A dan panjang L, suhu rata-rata t1 = suhu batuan sedimen diatasnya. Diasumsikan batuan sampingnya adalah batuan yang sulit menghantar panas sehingga aliran panas hanya berasal dari t2 yang lebih besar dari t1

Aliran panas dalam suatu batang batuan kerak antara mantel bagian atas dan udara di luar bumi harus sama. JIka tidak, maka jumlah panas yang mengalir masuk kedalam elemen batang batuan antara dua pednampang melintang tidak sama dengan yang mengalir keluar. Akibatnya terjadi penumpukan panas didalam elemen batuan tadi dan suhunya menjadi berubah. Hal ini bertentangan dengan syarat tetap, yaitu bahwa panas bersifat fluida, yang tidak dapat dimampatkan. Karena itu dalam keadaan tetap, kA (dt/dz) sama disemua penampang melintangnya. Atau dapat dikatakan bahwa suhu menurun secara linier dan landaian suhu tetap, yaitu (t2 – t1)/L. Namun jika batuan berubah-ubah konduktivitasnya maka landaian suhu menjadi tidak linier lagi.

X X X X X X X X X X X X X X X X X

X X X XX X X X

A

t1

t2

L

Aru

s p

an

as

Page 24: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Model aliran panas konduksi dari intrusi berbentuk silinder dengan panjang L dan jari-jari a.

Untuk batuan dengan penampang lintang tetap dan k juga tetap , maka dalam keadaan tetap, besarnya aliran panas ( jika tanda negatif dihilangkan adalah :

Q = kA ( t2 – t1 )/L

X X X X X X

a

r

t1

Page 25: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

Kedalaman ( km )

Su

hu

(

°C )

0

400

800

Suhu sebagai fungsi kedalaman ( Howell, 1959 )

1200

1600

2000

100 500 600 700 800400300200

Sumber Panas : 1. Panas asal 2. Panas dari pembelahan unsur radioaktif 3. Panas dari sumber lain

Page 26: PENGANTAR TEHNIK GEOFISIKA

• Jika atom Uranium mengalami pembelahan menjadi atom Timbal , akan dipancarkan partikel Alfa dan Beta dengan mengurangi massa uranium. Konversi massa m menjadi energi dapat ditulis sebagai :

E ( erg ) = 9 x 10²º m. gram

• Sumber panas lain : Berasal dari tumbukan dua benda. Jika ada massa m jatuh ke dalam medan gaya

berat g, muncul energi yang dapat dihitung dengan rumus :

E = - ∫ gm dr

Selain itu ada pula yang berasal dari hasil aktivitas tektonik yang menghasilkan gesekan dan selanjutnya memberikan panas