PENGANTAR GEOFISIKA

MUHAMMAD SYUKRI

Sanksi Pelanggaran Pasal 113Undang-Undang No. 28 Tahun 2014 Tentang Hak Cipta

1. Setiap orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana dimaksud dalam pasal 9 ayat (1) huruf i un-tuk penggunaan secara komersial dipidana dengan pidana penja-ra paling lama 1 (satu) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp100.000.000,00 (seratus juta rupiah).

2. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang hak cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan/atau huruf h untuk penggunaan secara komersial dipidana den-gan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).

3. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang hak cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf a, huruf b, huruf e, dan/atau huruf g untuk penggunaan secara komersial dipidana den-gan pidana penjara paling lama 4 (empat) tahun dan/atau pidana den-da pa-ling banyak Rp1.000.000.000,00 (satu miliar rupiah).

4. Setiap orang yang memenuhi unsur sebagaimana dimaksud pada ayat (3) yang dilakukan dalam bentuk pembajakan, dipidana dengan pi-dana penjara paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp4.000.000.000,00 (empat miliar rupiah).

S Y I A H K U A L A U N I V E R S I T Y P R E S S

PENGANTAR GEOFISIKA

MUHAMMAD SYUKRI

Judul Buku: PENGANTAR GEOFISIKA

Penulis:Muhammad Syukri

Editor:Rini SafitriZul Fadhli

Sampul dan Layout:Iqbal Ridha

ISBN: 978-623-264-114-3ISBN: 978-623-264-111-2 (PDF)

Pracetak dan Produksi:SYIAH KUALA UNIVERSITY PRESS

Penerbit:Syiah Kuala University Press Jln. Tgk Chik Pante Kulu No.1, Kopelma Darussalam 23111, Kec. Syiah Kuala. Banda Aceh, AcehTelp: 0651 - 8012221Email: upt.percetakan@unsyiah.ac.idWebsite: http://www.unsyiahpress.unsyiah.ac.id

Edisi: I

Cetakan Pertama, 2020xiv + 204 (15,5 X 23)

Anggota IKAPI 018/DIA/2014Anggota APPTI 005.101.1.09.2019

Dilarang keras memfotokopi atau memperbanyak sebagian atau seluruh buku ini tanpa seizin tertulis dari penerbit.

PE NG A N TA R G E OF I SI KA iii

Banda Aceh, Juni 2020.

Penulis,

Muhammad Syukri

PRAKATA

Puji syukur kehadirat Allah Swt. atas limpahan rahmat dan karunia-Nya

sehingga Buku Pengantar Geofisika ini telah dapat diselesaikan. Buku ini ada-

lah buku dukungan belajar untuk keperluan internal dan merupakan acuan

tambahan bagi mahasiswa Program Studi Fisika Fakultas MIPA dan Program

Studi Teknik Geofisika Fakultas Teknik Universitas Syiah Kuala dalam perkuli-

ahan serta memberikan pedoman praktis agar mahasiswa mendapatkan gam-

baran secara jelas untuk mendukung perkuliahan.

Terimakasih disampaikan kepada Pimpinan Unsyiah, juga pada Kemen-

terian Pendidikan dan Kebudayaan yang memberikan dukungan melalui ske-

ma Penelitian Dasar Unggulan Perguruan Tinggi (PDUPT) pada penulisan

Buku Ajar ini. Terimakasih juga disampaikan kepada Dr. Rini Safitri, M.Si dan

Zul Fadhli, M.Sc atas kontribusi dalam sebagai editor untuk penyempurnaan

dan penyelesaian buku ini.

Kami menyadari masih terdapat kekurangan pada buku ini, untuk itu kri-

tik dan saran terhadap penyempurnaan buku ini sangat diharapkan. Semoga

buku ini dapat memberi maanfaat bagi mahasiswa Unsyiah, khususnya dan

bagi semua pihak yang membutuhkan.

iv MUHAMMAD SYUKRI

PE NG A N TA R G E OF I SI KA v

DAFTAR ISI

PRAKATA .............................................................................................................................................III

DAFTAR ISI .........................................................................................................................................V

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................................................X

DAFTAR TABEL ...............................................................................................................................XIV

BAB 1 STRUKTUR BUMI .................................................................................................................1

1.1 PENDAHULUAN .................................................................................................................1

1.2 KARAKTERISTIK STRUKTUR BUMI ................................................................................3

1.2.1 KERAK BUMI (CRUST) ..........................................................................................3

1.2.2 SELIMUT ATAU SELUBUNG BUMI (MANTLE) ....................................................4

1.2.3 INTI BUMI (CORE) ..................................................................................................4

1.3 LAPISAN BUMI ...................................................................................................................6

1.3.1 LITOSFER ................................................................................................................6

A. KERAK BENUA .................................................................................................6

B. KERAK SAMUDERA .........................................................................................7

1.3.2 BATUAN PEMBENTUK KERAK BUMI ..................................................................8

A. BATUAN BEKU .................................................................................................8

B. BATUAN SEDIMEN ..........................................................................................9

C. BATUAN METAMORF ......................................................................................9

1.3.3 HIDROSFER ......................................................................................................... 10

1.3.4 ATMOSFER ............................................................................................................11

1.4 PENUTUP ......................................................................................................................... 14

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 16

BAB 2 GEOSAINS DAN GEOFISIKA ............................................................................................ 19

2.1 PENDAHULUAN .............................................................................................................. 19

2.2 GEOSAINS ....................................................................................................................... 20

2.3 GAMBARAN UMUM METODE GEOFISIKA .................................................................. 23

2.4 GEOFISIKA DAN BIDANG ILMU TERKAIT ................................................................... 24

2.5 TAHAPAN SURVEI GEOFISIKA ..................................................................................... 26

2.5.1 PERENCANAAN SURVEI ................................................................................... 27

2.5.2 AKUISISI DATA ..................................................................................................... 29

2.5.3 PENGOLAHAN DATA ........................................................................................... 30

2.5.4 INTERPRETASI DAN PEMODELAN .................................................................. 31

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 32

vi MUHAMMAD SYUKRI

BAB 3 METODE SEISMIK ............................................................................................................. 35

3.1 PENDAHULUAN .............................................................................................................. 35

3.2 MACAM-MACAM METODE SEISMIK ............................................................................ 36

3.2.1 SEISMIK REFRAKSI (BIAS) ................................................................................ 36

3.2.2 SEISMIK REFLEKSI (PANTUL) ........................................................................... 37

3.3 SIFAT FISIKA BATUAN .................................................................................................... 38

3.3.1 DENSITAS ............................................................................................................. 38

3.3.2 KECEPATAN ......................................................................................................... 39

3.3.3 POROSITAS.......................................................................................................... 41

3.3.4 PERMEABILITAS .................................................................................................. 43

3.4 DASAR TEORI GELOMBANG SEISMIK ....................................................................... 45

3.4.1 GELOMBANG BADAN (BODY WAVE) ............................................................... 45

3.4.2 GELOMBANG PERMUKAAN (SURFACE WAVE) ............................................ 46

3.5 MEKANISME PENJALARAN GELOMBANG SEISMIK ................................................ 47

3.5.1 HUKUM SNELLIUS .............................................................................................. 47

3.5.2 PRINSIP HUYGENS............................................................................................. 48

3.5.3 AZAS FERMAT ..................................................................................................... 49

3.6 AKUISISI DATA SEISMIK................................................................................................. 49

3.6.1 SURVEI PENDAHULUAN .................................................................................... 49

3.6.2 SISTEM PEREKAMAN DATA .............................................................................. 51

3.6.3 NOISE (GANGGUAN) .......................................................................................... 52

3.7 PENGOLAHAN DATA SEISMIK ...................................................................................... 53

3.8 INTERPRETASI DATA SEISMIK ..................................................................................... 54

3.9 KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN ............................................................................... 55

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 56

BAB 4 METODE GEOLISTRIK...................................................................................................... 59

4.1 PENDAHULUAN .............................................................................................................. 59

4.2 DASAR TEORI GEOLISTRIK.......................................................................................... 60

4.3 PRINSIP DASAR .............................................................................................................. 63

4.4 MEKANISME PERAMBATAN ARUS .............................................................................. 64

4.5 RESISTIVITAS SEMU (APPARENT RESISTIVITY) ...................................................... 66

4.6 KONFIGURASI PENGUKURAN ..................................................................................... 68

4.6.1 KONFIGURASI WENNER .................................................................................... 70

4.6.2 KONFIGURASI SCHLUMBERGER ..................................................................... 72

4.6.3 KONFIGURASI DIPOLE-DIPOLE ........................................................................ 74

4.6.4 KONFIGURASI POLE-POLE ................................................................................ 76

4.6.5 KONFIGURASI POLE-DIPOLE ............................................................................ 77

4.6.6 KONFIGURASI WENNER SCHLUMBERGER ................................................... 79

PE NG A N TA R G E OF I SI KA vii

4.7 SIFAT KELISTRIKAN BATUAN ....................................................................................... 81

4.8 KERAPATAN ARUS LISTRIK .......................................................................................... 83

4.9 RESISTIVITAS BATUAN ................................................................................................. 85

4.10 INTERPRETASI DATA GEOLISTRIK ........................................................................... 92

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................................. 88

BAB 5 METODE INDUKSI POLARISASI ..................................................................................... 93

5.1 PENDAHULUAN .............................................................................................................. 93

5.2 MEKANISME METODE IP .............................................................................................. 94

5.3 PRINSIP KERJA IP .......................................................................................................... 97

5.3.1 DOMAIN WAKTU .................................................................................................. 99

5.3.2 DOMAIN FREKUENSI ....................................................................................... 100

5.3.3 DOMAIN SUDUT FASA ...................................................................................... 102

5.4 KONFIGURASI PENGUKURAN IP .............................................................................. 103

5.5 SUMBER EFEK POLARISASI ...................................................................................... 104

5.5.1 EFEK POLARISASI ELEKTRODA .................................................................... 104

5.5.2 EFEK POLARISASI MEMBRAN ....................................................................... 105

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 107

BAB 6 METODE GAYA BERAT ....................................................................................................111

6.1 PENDAHULUAN .............................................................................................................111

6.2 DASAR TEORI GRAVITY ...............................................................................................113

6.2.1 HUKUM GRAVITASI NEWTON ..........................................................................114

6.2.2 PERCEPATAN GRAVITASI .................................................................................115

6.2.3 POTENSIAL GRAVITASI .....................................................................................116

6.3 DENSITAS BATUAN .......................................................................................................118

6.4 AKUISISI DATA GRAVITY ...............................................................................................119

6.5 PENGOLAHAN DATA GRAVITY ................................................................................... 121

6.6 KOREKSI GRAVITASI ................................................................................................... 123

6.6.1 KOREKSI PEMBACAAN ALAT .......................................................................... 123

6.6.2 KOREKSI PASANG SURUT (TIDAL CORRECTION) .................................... 123

6.6.3 KOREKSI APUNGAN (DRIFT CORRECTION) ................................................ 125

6.6.4 KOREKSI LINTANG (LATITUDE CORRECTION) ........................................... 126

6.6.5 KOREKSI UDARA BEBAS (FREE AIR CORRECTION) ................................. 127

6.6.6 KOREKSI BOUGUER (BOUGUER CORRECTION) ....................................... 128

6.6.7 KOREKSI MEDAN (TERRAIN CORRECTION) ............................................... 130

6.7 ANOMALI BOUGUER .................................................................................................... 130

6.8 INTERPRETASI DATA GRAVITY .................................................................................. 131

6.9 KEUNGGULAN DAN KELEMAHAN ............................................................................. 133

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 133

viii MUHAMMAD SYUKRI

BAB 7 METODE GROUND PENETRATING RADAR ............................................................... 137

7.1 PENDAHULUAN ............................................................................................................ 137

7.2 SEJARAH GPR .............................................................................................................. 138

7.3 DASAR TEORI GPR ...................................................................................................... 140

7.3.1 GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK .............................................................. 140

7.3.2 GELOMBANG RADAR ...................................................................................... 142

7.4 WAKTU TEMPUH GELOMBANG ................................................................................. 146

7.5 SISTEM GPR.................................................................................................................. 148

7.5.1 PEMBANGKIT SINYAL....................................................................................... 149

7.5.2 ANTENNA PEMANCAR (TRANSMITTER) ....................................................... 149

7.5.3 ANTENNA PENERIMA (RECEIVER) ................................................................ 149

7.6 PRINSIP KERJA GPR .................................................................................................... 151

7.7 SURVEI GPR .................................................................................................................. 152

7.7.1 RADAR REFLECTION PROFILLING ............................................................... 152

7.7.2 WIDE ANGLE REFLECTION AND REFRACTION (WARR) ........................... 153

7.7.3 RADAR LUBANG BOR (BOREHOLE RADAR) ............................................... 154

7.8 PENGOLAHAN DATA GPR ........................................................................................... 155

7.8.1 FILTER / PEMROSESAN DATA ........................................................................ 156

7.8.2 PICKING LAYER ................................................................................................. 157

7.8.3 ANALISIS KECEPATAN (VELOCITY ADAPTATION) ....................................... 158

7.9 INTERPETASI DATA GPR ............................................................................................. 158

7.9.1 INTERPRETASI GRAFIS ........................................................................................... 158

7.9.2 ANALISA KUANTITATIF ............................................................................................. 158

7.10 KEUNGGULAN DAN KETERBATASAN .................................................................... 159

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 160

BAB 8 METODE GEOMAGNETIK .............................................................................................. 165

8.1 PENDAHULUAN ............................................................................................................ 165

8.2 KONSEP DASAR MAGNETIK ...................................................................................... 166

8.2.1 GAYA MAGNETIK ............................................................................................... 168

8.2.2 KUAT MEDAN MAGNETIK ................................................................................ 168

8.2.3 MOMEN MAGNETIK .......................................................................................... 169

8.2.4 INDUKSI MAGNETIK ......................................................................................... 169

8.2.5 INTENSITAS KEMAGNETAN ............................................................................ 170

8.2.6 SUSEPTIBILITAS KEMAGNETAN .................................................................... 170

8.3 MEDAN MAGNET BUMI ............................................................................................... 173

8.3.1 MEDAN MAGNET UTAMA (MAIN FIELD) ........................................................ 175

8.3.2 MEDAN MAGNET LUAR (EXTERNAL FIELD) ................................................ 175

8.3.3 MEDAN MAGNET ANOMALI ............................................................................ 176

8.4 SIFAT KEMAGNETAN BATUAN ................................................................................... 176

8.4.1 DIAMEGNETIK .................................................................................................... 177

PE NG A N TA R G E OF I SI KA ix

8.4.2 PARAMAGNETIK ............................................................................................... 178

8.4.3 FERROMAGNETIK ............................................................................................ 178

8.4.4 ANTIFERROMAGNETIK .................................................................................... 179

8.4.5 FERRIMAGENTIK .............................................................................................. 179

8.5 VARIASI MEDAN MAGNETIK ....................................................................................... 180

8.5.1 VARIASI SEKULER ............................................................................................ 180

8.5.2 VARIASI DIURNAL ............................................................................................. 181

8.5.3 BADAI MAGNETIK (STORM MAGNETIC) ....................................................... 182

8.6 MAGNETOMETER ........................................................................................................ 183

8.7 AKUISISI DATA GEOMAGNETIK.................................................................................. 184

8.8 PENGOLAHAN DATA MAGNETIK ............................................................................... 185

8.8.1 KOREKSI HARIAN ............................................................................................. 185

8.8.2 KOREKSI IGRF .................................................................................................. 186

8.8.3 KOREKSI TOPOGRAFI ..................................................................................... 187

8.8.4 REDUKSI KE BIDANG DATAR .......................................................................... 187

8.8.5 KONTINUASI KE ATAS ...................................................................................... 188

8.8.6 KOREKSI EFEK REGIONAL ............................................................................. 188

8.8.7 KOREKSI KE KUTUB......................................................................................... 189

8.9 INTERPRETASI DATA GEOMAGNETIK ...................................................................... 190

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................................ 192

GLOSARIUM ................................................................................................................................... 197

RIWAYAT HIDUP ............................................................................................................................. 203

x MUHAMMAD SYUKRI

DAFTAR GAMBAR

GAMBAR 1.1 ANDRIJA MOHOROVICIC PENEMU TEORI DISKON TINUITAS MOHOROVICIC. .....................................................................................2

GAMBAR 1.2 STRUKTUR INTERNAL BUMI. ................................................................................2

GAMBAR 1.3 KARAKTERISTIK PERLAPISAN BUMI. ..................................................................3

GAMBAR 1.4 BIDANG DISKONTINUTAS GUTENBERG DAN LEHMANN. ...............................5

GAMBAR 1.5 LAPISAN LITOSFER YANG TERDIRI DARI KERAK BENUA DAN SAMUDERA...............................................................................................................7

GAMBAR 1.6 SIKLUS BATUAN. .....................................................................................................9

GAMBAR 1.7 HIDROSFER............................................................................................................11

GAMBAR 1.8 LAPISAN-LAPSIAN ATMOSFER .......................................................................... 12

GAMBAR 1.9 PERUBAHAN TEMPERATUR DAN TEKANAN DI ATMOSFER. ....................... 12

GAMBAR 1.10 STRUKTUR PERLAPISAN STRUKTUR BUMI BEDASARKAN KOMPOSISI KIMIA. ...................................................................................................................... 14

GAMBAR 1.11 STRUKTUR PERLAPISAN STRUKTUR BUMI BERDASARKAN KARAKTERISTIK FISIS. ........................................................................................ 15

GAMBAR 2.1 GEOFISIKA DAN GEOLOGI SERTA KAITAN KEDUANYA. ............................... 19

GAMBAR 2.2 STRUKTUR INTERIOR BUMI. .............................................................................. 20

GAMBAR 2.3 BUMI DAN PLANET-PLANET YANG ADA DI SEKELILINGNYA. ....................... 21

GAMBAR 2.4 BEBERAPA BIDANG KAJIAN DALAM GEOSAINS. ........................................... 22

GAMBAR 2.5 AKUISISI DATA GEOFISIKA DI LAPANGAN. ...................................................... 30

GAMBAR 2.6 SKETSA MODEL 3D GEOFISIKA. ....................................................................... 31

GAMBAR 3.1 MODEL PERAMBATAN GELOMBANG REFRAKSI. .......................................... 37

GAMBAR 3.2 MODEL PERAMBATAN GELOMBANG REFLEKSI. ........................................... 38

GAMBAR 3.3 KECEPATAN GELOMBANG P PADA BEBERAPA MATERIAL .......................... 40

GAMBAR 3.4 KECEPATAN GELOMBANG S PADA BEBERAPA MATERIAL .......................... 41

GAMBAR 3.5 KONDISI POROSITAS BATUAN YANG TINGGI (KIRI) DAN RENDAH (KANAN) ................................................................................................................. 43

GAMBAR 3.6 PERMEABILITAS BATUAN. .................................................................................. 44

GAMBAR 3.7 A. MODEL GELOMBANG P DAN B. GELOMBANG S (FOWLER 2005). ......... 46

GAMBAR 3.8 8A MODEL GELOMBANG RAYLEIGH DAN B. GELOMBANG LOVE .............. 47

GAMBAR 3.9 REFLEKSI DAN REFRAKSI GELOMBANG BERDASARKAN HUKUM SNELLIUS. .............................................................................................................. 48

GAMBAR 3.10 MODEL PERMABATAN GELOMBANG BERDASARKAN PRINSIP HUYGENS. ............................................................................................................. 48

GAMBAR 3.11 MODEL GEOMETRI DAN LINTASAN GELOMBANG BER-DASARKAN AZAS FERMAT. ...................................................................................................... 49

GAMBAR 3.12 FENOMENA PEMANTULAN GELOMBANG SEISMIK....................................... 51

PE NG A N TA R G E OF I SI KA xi

GAMBAR 3.13 A INSTRUMEN GEOPHONE (ATAS) DAN B HYDROPHONE (BAWAH). ........ 52

GAMBAR 4.1 MODEL PERGERAKAN ARUS LISTRIK DI DALAM MEDIUM (BUMI). ............ 60

GAMBAR 4.2 SUSUNAN 4 (EMPAT) ELEKTRODA PADA PENGUKURAN GEOLISTRIK DAN GAMBARAN PERAMBATAN ARUS DAN HASIL PENGUKURAN BEDA POTENSIAL. ............................................................................................... 62

GAMBAR 4.3 KONSEP PEMASANGAN ELEKTRODA DAN PRINSIP PENGUKURAN GEOLISTRIK .......................................................................................................... 63

GAMBAR 4.4 POLA ALIRAN ARUS LISTRIK DAN BEDA POTENSIAL YANG DIHASILKAN (BIDANG EQUIPOTENSIAL) UNTUK A). SUMBER ARUS TUNGGAL DAN B). SATU SET ELEKTRODA. .................................................... 64

GAMBAR 4.5 PRINSIP PERAMBATAN ARUS PADA BATUAN DENGAN (KIRI) POROSITAS YANG BAIK TETAPI PERMEABILITAS YANG KURANG BAIK DAN (KANAN) POROSITAS DAN PERMEABILITAS YANG BAIK. ................... 64

GAMBAR 4.6 PRINSIP PERAMBATAN ARUS DALAM PORI-PORI BATUAN, MELALUI FORMASI KONDUKTIF. ........................................................................................ 65

GAMBAR 4.7 PRINSIP PERGERAKAN ELEKTRON-ELEKTRON PADA FLUIDA YANG TERDAPAT DALAM PORI-PORI BATUAN. ......................................................... 65

GAMBAR 4.8 PROFIL PENGUKURAN METODE GEOLISTRIK RESISTIVITAS, DAN KOTAK MERAH MENUNJUKKAN HASIL RESISTIVITAS SEMU. .................... 67

GAMBAR 4.9 MODEL SUSUNAN MULTIELEKTRODA PADA PENGUKURAN GEOLISTRIK. ......................................................................................................... 69

GAMBAR 4.10 SKEMA MODEL SISTEM MULTIELEKTRODA DAN TITIK PENGUKURANNYA. ............................................................................................. 69

GAMBAR 4.11 KONFIGURASI WENNER. .................................................................................... 70

GAMBAR 4.12 MODEL PERAMBATAN ARUS DAN PERKIRAAN TARGET KEDALAMANNYA PADA KONFIGURASI WENNER. ......................................... 71

GAMBAR 4.13 KONFIGURASI SCHLUMBERGER...................................................................... 72

GAMBAR 4.14 MODEL PERAMBATAN ARUS DAN PERKIRAAN TARGET KEDALAMANNYA PADA KONFIGURASI SCHLUMBERGER. .......................... 73

GAMBAR 4.15 KONFIGURASI DIPOLE-DIPOLE. ........................................................................ 74

GAMBAR 4.16 MODEL PERAMBATAN ARUS UNTUK KONFIGURASI DIPOLE-DIPOLE. ..... 75GAMBAR 4.17 KONFIGURASI POLE-POLE. ............................................................................... 77

GAMBAR 4.18 MODEL PENGINJEKSIAN DAN PERAMBATAN ARUS UNTUK KONFIGURASI POLE-POLE ................................................................................ 77

GAMBAR 4.19 KONFIGURASI POLE-DIPOLE. ........................................................................... 78

GAMBAR 4.20 MODEL PENGINJEKSIAN DAN PERAMBATAN ARUS UNTUK KONFIGURASI POLE DIPOLE. ............................................................................ 79

GAMBAR 4.21 KONFIGURASI WENNER DAN KONFIGURASI SCHLUMBERGER ............... 80

GAMBAR 4.22 JARAK ELEKTRODA UNTUK KONFIGURASI WENNER- SCHLUMBERGER. ................................................................................................ 80

GAMBAR 4.23 A). MODEL PERGESERAN ELEKTRODE PADA MASING-MASING KONFIGURASI WENNER DAN B). SCHLUMBERGER. .................................... 80

GAMBAR 4.24 ILUSTRASI TITIK-TITIK PENGUKURAN WENNER-SCHLUMBERGER.......... 81

GAMBAR 4.25 NILAI RESISTIVITAS BEBERAPA JENIS MATERIAL BUMI. ............................. 83

GAMBAR 4.26 RESISTIVITAS DAN KONDUKTIVITAS BEBERAPA JENIS BATUAN ............. 84

xii MUHAMMAD SYUKRI

GAMBAR 4.27 MODEL PERGERAKAN MUATAN LISTRIK DALAM BATUAN. ......................... 84

GAMBAR 4.28 POLA ALIRAN ARUS LISTRIK PADA ZONA KONDUKTIF DI BAWAH PERMUKAAN. ........................................................................................................ 86

GAMBAR 4.29 MODEL ALIRAN ARUS PADA LAPISAN BAWAH PERMUKAAN BUMI DENGAN NILAI RESISTIVITAS YANG BERBEDA. ............................................ 86

GAMBAR 4.30 MODEL ALIRAN ARUS PADA LAPISAN BAWAH PERMUKAAN BUMI DENGAN SPASI ELEKTRODA YANG BERBEDA. ............................................. 87

GAMBAR 5.1 PRINSIP METODE IP YANG BERPRILAKU SEBAGAI KAPASITOR. ............... 95

GAMBAR 5.2 ILUSTRASI PENGISIAN DAN PENGOSONGAN ARUS YANG MENUNJUKAN EFEK IP ....................................................................................... 96

GAMBAR 5.3 PRINSIP KERJA PENGUKURAN METODE IP. ................................................... 98

GAMBAR 5.4 POLA PELURUHAN POTENSIAL PADA METODE IP ....................................... 98GAMBAR 5.5 PENGUKURAN IP DALAM DOMAIN WAKTU..................................................... 99

GAMBAR 5.6 PENGUKURAN IP DALAM DOMAIN FREKUENSI. ......................................... 102

GAMBAR 5.7 PRINSIP PENGUKURAN IP DALAM DOMAIN FASA. ..................................... 102

GAMBAR 5.8 PENGUKURAN IP KONFIGURASI GRADIENT ............................................... 103

GAMBAR 5.9 PENGUKURAN IP KONFIGURASI DIPOLE-DIPOLE. ..................................... 103

GAMBAR 5.10 MEKANISME PROSES POLARISASI ELEKTRODA. ....................................... 105

GAMBAR 5.11 PELURUHAN TEGANGAN BERKAITAN DENGAN PROSES POLARISASI ELEKTRODA. ....................................................................................................... 105

GAMBAR 5.12 SKEMA POLARISASI MEMBRAN. ..................................................................... 106

GAMBAR 6.1 ANOMALI GRAVITASI YANG DIPENGARUHI OLEH DISTRIBUSI MASSA YANG TIDAK MERATA. ..........................................................................112

GAMBAR 6.2 SURVEI GEOFISIKA DENGAN MENGGUNAKAN GRAVIMETER. .................113

GAMBAR 6.3 GAYA TARIK MENARIK ANTARA DUA BENDA M1 DAN M

2. .............................115

GAMBAR 6.4 POTENSIAL MASSA TIGA DIMENSI. .................................................................117GAMBAR 6.5 CONTOH ALUR PENGUKURAN DENGAN PROSES LOOPING, DENGAN POSISI STASIUN TITIK IKAT DAN PENGULANGAN YANG TERTENTU. .......................................................................................................... 120

GAMBAR 6.6 KOREKSI PASANG SURUT UNTUK MENGHILANGKAN EFEK GRAVITASI, YANG BIASA DILAKUKAN BERSAMA DENGAN KOREKSI DRIFT .................................................................................................................... 125

GAMBAR 6.7 KOREKSI DRIFT DILAKUKAN PADA WAKTU T ADALAH D, YANG DIKURANGI DENGAN NILAI PENGAMATAN ................................................... 127

GAMBAR 6.8 KOREKSI UDARA BEBAS MENGHITUNG KOMPENSASI STASIUN PENGAMATANDIATAS TITIK ACUAN (MEAN SEA LEVEL). ........................... 128

GAMBAR 6.9 PENDEKATAN ANOMALI DIAMATI PADA TITIK B, KARENA PERBEDAAN TOPOGRAFI ANTARA A DAN B, H, DAN KELEBIHAN MASSA DI BAWAH TITIK B, DAPAT DIDEKATI DENGAN GARIS LURUS DARI BATUAN

DENGAN KETEBALAN H DAN DENSITAS B ................................................... 129

GAMBAR 6.10 KOREKSI MEDAN UNTUK MENORMALISASI KE TITIK PENGAMATAN, DAN BAGIAN INTEGRAL DARI EFEK MASSA DI ATAS ATAU DEFISIT MASSA DI BAWAH. ............................................................................................. 130

GAMBAR 6.11 MODEL SEDERHANA INTERPRETASI MENENTUKAN SUMBER DAN EFEK ANOMALI DARI DISTRIBUSI MASSA PADA BERBAGAI KEDALAMAN. ...................................................................................................... 131

PE NG A N TA R G E OF I SI KA xiii

GAMBAR 6.12 PERBEDAAN ANTARA INTERPRETASI ANOMALI BOUGUER REGIONAL DAN RESIDUAL. ........................................................................... 132

GAMBAR 7.1 SURVEI GROUND PENETRATING RADAR. .................................................... 138

GAMBAR 7.2 GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK. ............................................................... 140

GAMBAR 7.3 TRANSMISI GELOMBANG RADAR DAN DIREFLEKSIKAN OBJEK (ANOMALI) ........................................................................................................... 143

GAMBAR 7.4 PENETRASI KEDALAMAN GELOMBANG YANG BERGANTUNG PADA FREKWENSINYA ................................................................................................. 146

GAMBAR 7.5 BLOK DIAGRAM SUATU SISTEM GPR ............................................................ 148

GAMBAR 7.6 SISTEM GPR DAN MODEL RADARGRAM YANG BELUM DI PROSES . ..... 150

GAMBAR 7.7 KONFIGURASI ANTENA GPR UNTUK MODE MONOSTATIK DAN BISTATIK. .............................................................................................................. 150

GAMBAR 7.8 PERAMBATAN GELOMBANG RADAR KE BAWAH PERMUKAAN, DITERUSKAN DAN DIREFLEKSIKAN. ............................................................. 151

GAMBAR 7.9 SURVEI DENGAN METODE GROUND PENETRATING RADAR. ................. 152

GAMBAR 7.10 SKETSA PENGUKURAN DENGAN CARA CDP............................................... 153

GAMBAR 7.11 SKETSA PENGUKURAN DENGAN CARA WARR UNTUK SINGLE OFFSET (ATAS) DAN MULTI OFFSET (BAWAH) ............................................. 154

GAMBAR 7.12 SKETSA PENGUKURAN DENGAN CARA LUBANG BOR, BAIK (A) LUBANG TUNGGAL DAN GANDA SURVEI DENGAN (B) ZOP DAN (C) MOP ...................................................................................................................... 155

GAMBAR 8.1 KOMPONEN MEDAN MAGNET BUMI. ............................................................. 167

GAMBAR 8.2 GARIS GAYA MEDAN MAGNET. ........................................................................ 173

GAMBAR 8.3 MEDAN MAGNETIK YANG TERDIRI DARI ELEMEN DEKLINASI DAN INKLINASI. ............................................................................................................ 174

GAMBAR 8.4 ELEMEN MEDAN MAGNET BUMI. .................................................................... 175

GAMBAR 8.5 POSISI MOMEN MAGNET DIAMAGNETIK. ..................................................... 177

GAMBAR 8.6 POSISI MOMEN MAGNET PARAMAGNETIK. ................................................. 178

GAMBAR 8.7 ARAH SPIN MAGNET HASIL PENYEARAHAN PENGARUH MEDAN LUAR. .................................................................................................................... 179

GAMBAR 8.8 PERUBAHAN MEDAN MAGNETIK.................................................................... 180

GAMBAR 8.9 PERUBAHAN DEKLINASI DI LONDON YANG PERTAMAN SEKALI DILAKUKAN OLEH GELLIBRAND ..................................................................... 181

GAMBAR 8.10 CONTOH VARIASI DIUNAL. ............................................................................... 182

GAMBAR 8.11 ILUSTRASI TERJADINYA BADAI MAGNETIK. ................................................. 183

GAMBAR 8.12 INSTRUMEN PROTON PRECESSION MAGNETOMETER............................ 184

xiv MUHAMMAD SYUKRI

DAFTAR TABEL

TABEL 1.1 METODE-METODE GEOFISIKA .......................................................................... 24

TABEL 2.2 METODE-METODE GEOFIOSIKA, CAKUPAN DAN KEDALAMAN, SERTA TARGET YANG SERING DIGUNAKAN .................................................. 28

TABEL 4.1 NILAI RESISTIVITAS BEBERAPA BATUAN/MATERIAL BUMI. ......................... 82

TABEL 4.2 NILAI REISTIVITAS BEBERAPA MATERIAL ....................................................... 85

TABEL 5.1 NILAI CHARGEABILITAS BEBERAPA MINERAL .............................................. 96

TABEL 5.2 NILAI CHARGEABILITAS BEBERAPA BATUAN ................................................. 96

TABEL 5.3 NILAI CHARGEABILITAS BEBERAPA MACAM MATERIAL ............................. 97

TABEL 6.1 DENSITAS BEBERAPA JENIS BATUAN ............................................................119

TABEL 7.1 RESPON SINYAL RADAR UNTUK BEBERAPA JENIS MATERIAL ............... 146

TABEL 7.2 HUBUNGAN ANTARA FREKSWENSI ANTENA, JANGKAUAN DAN RESOLUSINYA. .................................................................................................. 148

TABEL 7.3 PENENTUAN FREKWENSI ANTENA GPR YANG DIGUNAKAN SESUAI TARGET YANG DICAPAI ..................................................................................... 155

TABEL 8.1 SUSEPTIBILITAS BATUAN DAN MINERAL ...................................................... 172

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 1

1.1 PENDAHULUANBumi adalah salah satu planet dalam sistem tata surya. Planet bumi me-

nempati urutan nomor tiga dari sistem tersebut. Selain planet-planet tersebut,

terdapat juga benda-benda angkasa lain dan milyaran bintang yang ada pada

Galaksi Bima Sakti (Johnsen, 2019). Proses pembentukan batuan di bumi,

baik relief, morfologi dan karakteristiknya, serta proses-proses lainnya terjadi

secara bertahap secara waktu geologi atau berdasarkan dengan era dalam

ilmu geologi. Berdasarkan ilmu geologi juga dapat dipelajari mengenai berbagai

kejadian, struktur, dan komposisi batu-batuan kulit bumi. Hasil penelitian para

ahli geologi menunjukkan bahwa umur bumi telah berusia ± 4.6 miliyar tahun

dari mulai proses pendinginan sampai pada akhirnya mengalami pembekuan

(Senter, 2013). Hampir dua pertiga bagian permukaan bumi ditutupi oleh air

yang disebut dengan samudera. Sedangkan satu pertiga bagian lain dari bumi,

merupakan batuan yang membentuk bagian lain dari bumi yang disebut den-

gan daratan atau benua. Selain itu juga terdapat bagian bumi yang diselimuti

oleh lapisan gas yang disebut dengan atmosfer. Pengetahuan tentang struktur

dan lapisan bawah permukan bumi atau kulit bumi umumnya didasarkan pada

kajian dan bukti tidak langsung. Kajian dan bukti tersebut didapatkan melalui

studi karakteristik dan sifat batuannya yang disebut dengan geofisika. Dengan

ilmu geofisika dapat dipelajari sifat-sifat fisis batuannya.

Dengan ilmu atau metode geofisika, dapat dilakukan pengamatan pola

gelombang yang dirambatkan ke dalam bumi, baik bersumber dari sumber

alamiah berupa gempa bumi, atau dari sumber buatan berupa ledakan bua-

tan (Carbonell, et.al., 2013). Salah seorang ilmuan yang melakukan penelitian

tersebut dan berhasil mengetahui lapisan dalam bumi adalah Andrija Mohor-

ovicic (1909) (Gambar 1.1). Mohorovicic berhasil menemukan teori diskontinu-

itas Mohorovicic (Mohorovicic Discontinuity), yang dapat membedakan peru-

bahan perlapisan bumi yang dicirikan dengan batas perubahan cepat rambat

gelombang seismik.

BAB 1STRUKTUR BUMI

2 MUHAMMAD SYUKRI

Gambar 1.1 Andrija Mohorovicic penemu teori diskontinuitas Mohorovicic.

Teori Diskontinuitas Mohorovicic (Moho) tersebut menunjukkan pola per-

ambatan gelombang seismik di dalam bumi, yang merupakan bagian paling

luar dari diskontinuitas kecepatan seismik global yang menjadi batas antara

kerak bumi dan mantel (Jarchow and Thompson, 1989). Dimana kecepatan

gelombang seismik akan mengalami perubahan sesuai dengan perbedaan

komposisi medium bumi yang dilaluinya. Pada medium bumi yang memiliki

densitas yang lebih besar, maka perambatan gelombang seismik akan lebih

cepat, demikian sebaliknya. Umumnya, lapisan bumi bagian terluar memiliki

densitas yang lebih rendah, dan semakin dalam di bawah permukaan bumi,

densitasnya lebih besar yang disebut dengan mantel bumi.

Sampai saat ini, dalamnya lapisan kulit bumi belum mampu dijangkau

oleh siapapun. Meskipun demikian, para ahli geofisika sudah mampu men-

jelaksan dan menyimpulkan tentang lapisan dan struktur yang menyusun kulit

bumi. Kesimpulan tersebut berdasarkan dugaan-dugaan setelah mengama-

ti dan menganalisis hasil penelitian melalui uji coba perambatan gelombang

seismik di dalam bumi. Berdasarkan hasil penelitian tersebut, para ahli meny-

impulkan tentang lapisan penyusun bumi dan kulit bumi seperti pada Gambar

(1.2).

Gambar 1.2 Struktur internal bumi.

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 19

2.1 PENDAHULUANGeofisika menurut ilmu etimologi terdiri dari kata geo dan fisika. Secara

garis besar geofisika adalah ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip fisika untuk

mengetahui dan memecahkan masalah yang berhubungan dengan bumi, atau

dapat pula diartikan mempelajari bumi dengan menggunakan prinsip-prinsip

fisika. Ilmu geofisika bagi kebanyakan masyarakat umum masih sering tertu-

kar dengan ilmu geologi. Hal tersebut merupakan hal yang wajar dikarenakan

perbedaan keduanya tidak selalu dapat dengan mudah dibedakan secara pas-

ti antara geologi dan geofisika (Gambar 2.1). Geofisika adalah bagian utama

dari ilmu alam, dan cabang inti (core) dari geologi. Hal ini berkaitan dengan

proses fisika dan sifat fisika bumi dan di sekelilingnya, yang menggunakan

metode kuantitatif dalam analisisnya (Balasubramanian, 2017).

BAB 2GEOSAINS DAN GEOFISIKA

Gambar 2.1 Geofisika dan geologi serta kaitan keduanya.

20 MUHAMMAD SYUKRI

Menurut Santoso (2002), geologi termasuk ilmu yang mempelajari inte-

rior bumi dengan melakukan penelitian langsung terhadap batuan, baik dari

singkapan maupun dari pengeboran. Dalam proses penelitiannya, gambaran

tentang struktur, komposisi, atau sejarahnya yang dapat dilakukan dengan

beberapa analisis. Untuk memberikan pemahaman yang lebih baik tentang

dinamika interior bumi tersebut (Gambar 2.2), diperlukan berbagai informasi

dari berbagai disiplin ilmu, seperti: seismologi, fisika mineral, dan ilmu geofisi-

ka lainnya (Adlen, et.al., 2003). Sementara itu, geofisika termasuk ilmu yang

mempelajari bagian-bagian bumi yang tidak dapat terlihat langsung dari per-

mukaan, melalui pengukuran sifat fisikanya, dengan bantuan matematika dan

komputasi, serta dengan peralatan yang tersedia dan dilakukan atas permu-

kaan bumi. Geofisika juga mencakup interpretasi pengukuran yang dilakukan

untuk mendapatkan informasi yang berguna tentang struktur dan komposisi

lapisan di dalam bumi.

Gambar 2.2 Struktur interior bumi (Sumber: Wookey, 2009).

2.2 GEOSAINSGeosains merupakan ilmu bumi yang mempelajari secara luas semua as-

pek kebumian, fenomena bumi yang menyangkut seluruh kajian bumi, atmos-

fer dan lautan, geomorfologi dan tanah secara luas (King, 2008), sebagai salah

satu bagian dari tata surya (sistem matahari) yang menekankan pada interaksi

manusia dengan alam dalam lingkup fenomena fisis (Gambar 2.3). Sampai aat

ini, hanya bumi satu-satunya planet yang dapat menopang kehidupan makh-

luk hidup (manusia, hewan dan tanaman). Kajian kebumian terdiri dari bagian

bumi yang padat (solid earth) seperti geofisika dan geologi, bagian bumi yang

cair atau gas misalnya oseanografi serta meteorologi dan klimatologi, dan ba-

gian bumi sebagai planet misalnya astronomi dan kosmologi.

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 35

3.1 PENDAHULUANSeismik berasal dari kata seismos yang artinya gempa bumi. Gelombang

seismik bersumber dari gelombang elastik yang merambat pada waktu terja-

di gempa bumi. Pada saat terjadi gempa bumi, maka stasiun penerima akan

merekam dan menghasilkan suatu bentuk gelombang yang menunjukkan fluk-

tuasi amplitudonya. Metoda seismik merupakan salah satu metoda eksplorasi

yang didasarkan pada pengukuran respons gelombang seismik (akustik) yang

merambat pada batuan di bawah permukaan dan kemudian direfleksikan atau

direfraksikan sepanjang bidang reflektor (bidang batas) lapisan batuan. Ge-

lombang seismik yang digunakan berasal dari sumber getaran umumnya ada-

lah ledakan dinamit, vibrator, palu (sledgehammer) yang dihantamkan pada

plat besi di atas permukaan tanah, atau benda-benda lain bermassa besar

yang dijatuhkan.

Setelah diberikan gangguan, gelombang akan bergerak di dalam medi-

um (batuan) ke segala arah, dan memenuhi memenuhi hukum-hukum elas-

tisitas, yaitu akan mengalami pemantulan atau pembiasan akibat perbedaan

kecepatan. Respons yang merambat tersebut ditangkap atau direkam oleh

receiver (sensor) yang disebut geophone (geofon) dan hydrophone (hidrofon),

yang mengukur waktu perambatannya. Setiap reflektor atau bidang batas ba-

tuan memiliki impedensi akustik yang berbeda-beda. Impedensi akustik yaitu

kemampuan suatu bahan untuk memantulkan atau meneruskan gelombang

yang mengenai medium tersebut (Badley, 1985). Berdasarkan data rekaman

inilah dapat diperkirakan kedalaman dan bentuk lapisan/struktur bawah per-

mukaan bumi.

Sejarah penggunaan metode seismik untuk eksplorasi pertama kali

dilakukan pada tahun 1845 oleh Robert Mallet, yang juga dikenal sebagai

bapak seismologi instrumentasi. Melakukan “gempa buatan” dengan mem-

berikan suatu sumber ledakan, Mallet mengukur waktu tempuh perambatan

gelombang seismik, khususnya gelombang permukaan. Mallet meletakkan se-

BAB 3METODE SEISMIK

36 MUHAMMAD SYUKRI

buah wadah berisi merkuri pada jarak tertentu dari sumber ledakan, kemudian

mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk beriak. Kemudian pada ta-

hun 1899, Knott mengembangkan teori refleksi dan refraksi pada suatu bidang

batas dalam sebuah artikel dan Zeoppritz dan Wiechert mempublikasikan teori

gelombang pada tahun 1907 (Neugeo, 2020). Selanjutnya pada tahun 1909,

Andrija Mohorovicic mempelajari waktu transmisi gelombang gempa dari suatu

sumber gempa bumi dan menemukan adanya bidang batas antara mantel dan

kerak bumi yang disebut sebagai Moho. Salah satu penemu metode seismik

refraksi ilmuwan Jerman Ludger Mintrop (1880–1956) menerima paten tahun

1917 untuk temuannya seismograf portabel (Christian and Gohl, 2014). Tahun

1919, Mintrop mengajukan paten untuk metode seismik refraksi, dan menggu-

nakan metode ini di Meksiko dan USA. Pada 1 Juni 1919, J. Clarence Karcher

melakukan percobaan kelayakan metode seismik refleksi untuk mendeteksi

refleksi di daerah pertambangan (rock quarry) (Raymon, 1999). Selanjutnya

pada tahun 1920 metode seismik mulai digunakan untuk eksplorasi minyak

bumi dan mineral. Karena inovasi yang dilakukan secara terus menerus

baik pada instrumen, pengolahan data dan teknik interpretasinya, sehinggan

metode seismik semakin banyak digunakan dalam dunia eksplorasi.

3.2 MACAM-MACAM METODE SEISMIKMetode seismik dikategorikan kedalam dua bagian yaitu seismik bias (re-

fracted seismic) dan seismik refleksi (reflected seismic). Seismik refraksi biasa

lebih efektif digunakan untuk penentuan struktur geologi yang dangkal sedang-

kan seismik refleksi untuk struktur geologi yang lebih dalam.

3.2.1 SEISMIK REFRAKSI (BIAS)

Metoda seismik refraksi mengukur gelombang datang yang dipantulkan

sepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah. Peristiwa refraksi um-

umnya terjadi pada muka air tanah dan bagian paling atas formasi bantalan

batuan cadas. Grafik waktu datang gelombang pertama seismik pada mas-

ing-masing geofon memberikan informasi mengenai kedalaman dan lokasi

dari horizon-horizon atau perlapisan geologi ini. Informasi ini kemudian digam-

barkan dalam suatu penampang silang untuk menunjukkan kedalaman dari

setiap perlapisan batuan, lapisan pertama, kedua dan seterusnya (Gambar

3.1).

Seismik refraksi dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada

tanah/batuan dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu.

Energi yang dihasilkan dapat merambat di permukaan sebagai gelombang

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 59

4.1 PENDAHULUANMetode Geolistrik Resistivitas, biasa disingkat dengan metode geolis-

trik merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat kelis-

trikan di bawah permukaan dan bagaimana mendeteksinya di permukaan

bumi. Studi mengenai resistivitas dalam geofisika dapat dipahami dalam

konteks arus yang mengalir melalui medium bawah permukaan yang ter-

diri dari lapisan-lapisan material yang berbeda resistivitasnya (Herman,

2001). Proses yang dilakukan meliputi pengukuran beda potensial, arus

listrik dan medan elektromagnetik yang terjadi, baik secara alamiah mau-

pun akibat adanya injeksi arus ke dalam bumi. Metode geolistrik perta-

ma kali digunakan oleh Conrad Schlumberger pada tahun 1912. Metode

ini dapat dilakukan untuk pendugaan bawah permukaan dengan survei

geofisika dilakukan untuk berbagai tujuan, seperti eksplorasi sumber daya

mineral, geotermal, geoteknik, arkeologi, pertambangan, sedimentasi, ma-

salah lingkungan dan hidrologi. Survei geolistrik ini memanfaatkan variasi

resistivitas lapisan batuan bawah permukaan untuk mendeteksi struktur

geologi, formasi, dan kandungan lapisan batuan.

Dalam pelaksanaannya, desain survei metode geolistrik relatif seder-

hana, tidak merusak, dan ekonomis (Vasantrao, et.al., 2017) serta mem-

berikan respons yang cepat dan akurat terhadap perubahan resistivitas

lapisan batuan bawah permukaan. Dengan variasi konfigurasi elektroda

yang bermacam, masing-masing memberikan sensitivitas yang berbe-

da sesuai dengan tujuan dan target survei. Hasil pengolahan data juga

dapat ditampilkan dalam citra atau profil dua dan tiga dimensi (2D dan 3D).

Hal ini juga membantu kemudahan dalam tahapan interpretasi data dan

menduga karakteristik bawah permukaan. Metode geolistrik dikategorikan

sebagai metode geofisika dangkal, sehingga jarang digunakan untuk ek-

splorasi minyak dan gas bumi (migas), lebih efektif dan banyak di gunakan

BAB 4METODE GEOLISTRIK

60 MUHAMMAD SYUKRI

dalam pencarian air tanah (reservoir), aliran polutan (kontaminan) (Okp-

oli, 2013), batuan dasar (bedrock), panas bumi (geotermal) dan aplikasi

keteknikan (engineering) lainnya (Thomson, et.al., 2012).

4.2 DASAR TEORI GEOLISTRIK

Teori utama dari metoda geolistrik adalah Hukum Ohm yang pertama

kali dicetuskan oleh ilmuan Jerman bernama George Simon Ohm (1787-

1854) (Anonymous, 2018). Dia menyatakan bahwa beda potensial yang

timbul di ujung-ujung suatu medium berbanding lurus dengan arus listrik

yang mengalir pada medium tersebut. Teorinya juga menyebutkan bah-

wa resistivitas yang diukur berbanding lurus dengan panjang medium dan

berbanding terbalik dengan luas penampang medium tersebut. Kedua per-

nyataan Ohm di atas, dapat dituliskan sebagai berikut:

.

V I atau V I R

L LR atau R

A Aρ

∞ =

∞ =

Arus listrik diasumsikan sebagai muatan positif yang bergerak ke

arah terminal negatif, sedangkan muatan negatif bergerak ke terminal

positif. Namun kesepakatan menyatakan bahwa arus listrik bergerak dari

muatan positif ke arah muatan negatif (Gambar 4.1).

Gambar 4.1 Model pergerakan arus listrik di dalam medium (bumi)

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 93

5.1 PENDAHULUANMetode Induced Polarization (IP) atau Polarisasi Terimbas adalah

salah satu metode geofisika yang relatif baru, hasil pengembangan dari

metode geolistrik, dan diusulkan pertama sekali oleh Conrad Schlumberg-

er pada tahun 1913. Tidak seperti metode geofisika lainnya, yang biasa

digunakan untuk eksplorasi mineral sejak tahun 1920-an, metode IP belum

banyak digunakan dalam eksplorasi, dan mulai secara saintifik sistematis

mulai digunakan pada tahun 1950-an. Observasi yang dilakukan dengan

memonitor fenomena interface antara fluida elektrolit pada pori dan mate-

rial konduktif dibawah permukaan (Sogade, et.al, 2006).

IP merupakan fenomena listrik yang diinduksi oleh arus yang diamati

baik sebagai respons tegangan yang tertunda dalam material bumi (batu-

an), atau sebagai perubahan yang bergantung frekuensi terhadap respons

amplitudo, yang disebut dengan persen efek frekuensi ((Schlumberger,

1920) In: Seigel et.al., 2007). Namun demikian, secara teknis dan praktek

IP mempunyai kemampuan dan sangat efektif dalam eksplorasi beberapa

lingkungan geologi, dan hingga sekarang penggunaan dalam eksplorasi

mineral telah meningkat pesat dibandingkan penggunaan metode geofisi-

ka lainnya. Apalagi dengan perkembangan software pengolahan data yang

sangat mempercepat proses pemodelannya. Sehingga metode IP ini, se-

lain untuk eksplorasi mineral, saat ini sudah mulai dikembangkan sebagai

alat untuk aplikasi panas bumi, hidrologi dan lingkungan (Reynolds, 2011).

Sampai saat ini, belum ditemukan secara luas aplikasinya di industri

migas, karena hasilnya masih didapatkan kompleksitas dan ambiguitas

pada interpretasi, walaupun terus dikembangkan akusisi dan interpreasi

metode IP dalam eksplorasi hidrokarbon (Burtman and Zhdanov, 2015).

Survei IP menyerupai metode Geolistrik Resistivitas dalam pemakaian

arus listrik yang dikirimkan transmitter ke tanah melalui dua buah elektroda

BAB 5METODE INDUKSI POLARISASI

94 MUHAMMAD SYUKRI

arus dan perbedaan tegangan (Voltage) diukur diantara dua elektroda po-

tensial. Batuan dapat dikarakterisasi tidak hanya dengan resistivitasnya,

tetapi juga chargeabilitasnya, yaitu kemampuan batuan menyimpan mua-

tan listrik (Reynolds, 2011). Efek IP adalah ukuran kemampuan batuan

untuk dipolarisasi ketika berada di bawah pengaruh medan listrik, dengan

kata lain, itu berarti bahwa selama polarisasi energi disimpan pada batu-

an (Amaya, et.al., 2016). Metode IP digunakan terutama untuk eksplorasi

mineral, dan berbagai aplikasi lainnya, karena metode ini berpotensi mem-

bedakan antara sedimen dari komposisi litologi yang berbeda (Kemna et

al., 2004).

Pada prinsipnya, untuk survei pada batuan yang tidak mengandung

mineral, jika aliran arus diputus, maka tegangan antara elektroda potensial

dengan segera turun menjadi nol. Untuk survei pada lapisan batuan tanah

yang mengandung mineral, maka tegangan yang diperoleh tidak langsung

nol, tetapi turun perlahan-lahan menuju nol setelah beberapa waktu. Efek

inilah yang dikenal sebagai efek Induced Polarization (IP). Amplitudo dari

penurunan tegangan itu sebanding dengan kualitas mineral yang terpo-

larisasi diantara empat elektroda tersebut. IP berkaitan erat dengan di-

fusi yang dihasilkan oleh arus yang mengalir pada pori-pori batuan. Se-

lain batuan yang mengandung mineral, analisis chargeabilitas dan batuan

mengandung air menunjukkan hubungan yang ekstrim (Taylor and Barker,

2002). Chargeabilitas maksimum berkaitan dengan batas antara dua me-

dium yang berbeda, yang masing-masing medium mempunyai hubungan

variasi resistivitas dan kandungan air, yang diasumsikan kandungan air

kritis, yang sangat dominan teradsorbsi pada lapisan batuan (Titov, et.al,

2004).

5.2 MEKANISME METODE IP Mekanisme IP dapat dijelaskan dengan memahami mekanisme

pergerakan arus listrik yang melewati mineral logam. Polarisasi elektro-

da terjadi pada permukaan mineral logam, dimana arus listrik yang men-

galir akan berubah dari elektrolit menjadi elektronik. Walaupun, metode IP

juga dapat menentukan distribusi spasial karakteristik batuan kapasitif dan

resistif frekuensi rendah (Binley and Kemna, 2005). Secara sederhana,

metode IP menunjukkan tingkat kemampuan lapisan bawah permukaan

untuk menyimpan muatan listrik, analogi dengan kapasitor yang bocor. Hal

ini terjadi ketika arus listrik melalui batuan atau tanah. Jika arus dihentikan,

berbeda dengan potensial, maka akan meluruh (berkurang) terhadap wak-

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 111

6.1 PENDAHULUANMetode gaya berat atau gravity merupakan salah satu metode

geofisika yang didasarkan pada pengukuran variasi medan gravitasi aki-

bat variasi rapat massa (densitas) batuan di bawah permukaan. Pada

kenyataannya, medan gravitasi bumi di permukaan tidaklah homogen.

Gravitasi sangat dipengaruhi oleh massa jenis benda, termasuk batuan

penyusun kerak bumi yang berbeda dengan batuan di sekitarnya (Mickus,

1980). Perbedaan ini disebabkan karena adanya distribusi massa yang

tidak merata di kerak bumi dan menyebabkan tidak meratanya distribusi

dan deformasi massa jenis batuan. Batuan-batuan dengan massa jenisn-

ya yang beragam tersebut akan mempengaruhi medan gravitasi bumi di

permukaan, yang disebut juga dengan anomali gravitasi (gravity anomaly)

(Gambar 6.1).

Ketidakhomogenan medan gravitasi di permukaan juga dapat dipen-

garuhi oleh berbagai sebab, seperti aktivitas tektonik dan vulkanik, pe-

rubahan massa es dari dahulu hingga sekarang, pasang surut dan din-

amika laut, dan adanya variasi struktur geologi di bawah permukaan,

termasuk perbedaan kondisi topografi permukaan bumi (Van Cam, et.al.,

2017). Adanya perbedaan massa jenis batuan dari satu tempat dengan

tempat lain ini menimbulkan medan gaya berat yang tidak merata pula

dan perbedaan inilah yang terukur di permukaan bumi. Sehingga, posisi

pengamatan juga memiliki pengaruh terhadap pengukuran. Semua kondi-

si geologi, baik di bawah permukaan maupun di permukaan bumi akan

mempengaruhi medan gravitasi bumi yang terukur.

Gravitasi disebut juga medan potensial, yaitu gaya yang bekerja pada

jarak tertentu, dan metode yang non destruktif (Mariita, 2007). Prinsip

pada metode ini mempunyai kemampuan dalam membedakan densitas

suatu batuan dan di sekitarnya dalam skala yang sangat kecil, sehing-

BAB 6METODE GAYA BERAT

112 MUHAMMAD SYUKRI

ga dapat diketahui struktur bawah permukaan (Selley and Sonnenberg,

2015). Penggunaan utama metode ini dapat menentukan batas dan skala

(ukuran) cekungan sedimen serta distribusi massanya. Sehingga peng-

etahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk perenca-

naan eksplorasi. Untuk survei gravity dibutuhkan minimal dua alat gravi-

tasi yang presisi, alat gravitasi yang pertama berada di base sebagai alat

yang digunakan untuk mengukur pasang surut gravitasi, alat yang kedua

dibawa pergi ke setiap titik pada stasiun mencatat perubahan gravitasi

yang ada. Walaupun, masih dapat dilakukan dengan hanya satu insrumen

saja, gravimeter tetap mengukur perbedaan gravitasi diantara dua stasiun

(Aminzadeh and Dasgupta, 2013).

Gambar 6.1 Anomali gravitasi yang dipengaruhi oleh distribusi massa yang tidak merata.

Pengukuran pada survei ini dapat dilakukan di darat, di lautan (kapal),

maupun di udara, dan target pelaksanaannya adalah menyelidiki perbe-

daan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi

lainnya. Medan gravitasi dan gradien gravitasi diukur sebagai fungsi posisi

dan waktu di permukaan, diatas dan di bawah permukaan bumi (Gotze,

2014). Metode gravitasi umumnya digunakan untuk menentukan lokasi

dan ukuran struktur utama yang mengandung hidrokarbon, deposit logam,

biji besi, aquifer hidrologis, selain juga untuk eksplorasi mineral dan me-

netukan lokasi formasi batuan lainnya (Haldar, 2018).

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 137

7.1 PENDAHULUANMetode Ground Penetrating Radar (GPR) atau yang biasa disingkat

dengan Georadar merupakan salah satu metode geofisika yang mempe-

lajari kondisi bawah permukaan berdasarkan sifat elektromagnetik dengan

menggunakan gelombang radio dengan frekuensi antara 1-1000 Mhz. Ra-

dar, singkatan dari radio detection and ranging menggunakan gelombang

elektromagnetik yang dipancarkan untuk mendeteksi sebuah objek. Pada

awalnya teknologi radar hanya digunakan untuk kepentingan militer. na-

mun sekarang telah digunakan secara luas dalam berbagai bidang. Da-

lam aplikasinya pada bidang geofisika, teknologi radar telah menjadi pusat

perhatian dalam dunia, khususnya studi perlapisan dan eksplorasi dangkal

(near surface exploration) (Davis and Annan, 1989). Hal ini sangat baik

digunakan untuk eksplorasi tersebut karena memiliki hasil dengan kete-

litian (resolusi) yang sangat tinggi, sehingga mampu mendeteksi target

bawah permukaan sampai target yang berdimensi beberapa sentimeter

sekalipun.

Metode GPR juga merupakan teknik eksplorasi yang relatif baru

dibandingkan dengan metoda lain (Gambar 7.1), yang manfaatnya telah

tersebar luas di berbagai bidang seperti: geologi, konstruksi dan rekayasa,

arkeologi, ilmu forensik, masalah lingkungan dan lainnya (Conyers dan

Goodman, 1997; Milsom, 2003). GPR mempunyai kelebihan dibandingkan

metode geofisika lainnya, selain biaya operasional yang relatif ekonomis,

cara pengoperasiannya di lapangan juga sangat mudah, dan didapatkan

data resolusi tinggi dan secara real time (Yazdani, et.al., 2018) dengan

frekuensi antara 10 MHz sampai 2 GHz (Leucci, et.al., 2012). Selain itu,

GPR adalah alat investigasi yang tidak merusak (non-destructive) yang

dapat memberikan gambaran bagian bawah permukaan (subsurface) den-

gan cara memancarkan gelombang pendek elektromagnetik. Jika gelom-

BAB 7METODE GROUND PENETRATING RADAR

138 MUHAMMAD SYUKRI

bang tersebut melewati reflektor (interface) antara lapisan di bawah per-

mukaan dengan sifat dielektrik yang berbeda, maka sebagian gelombang

akan dipantulkan dan sebagian lagi terus melewati reflektor selanjutnya.

GPR akan memberikan informasi dari gelombang elektromagnetik

yang dipantulkan tersebut dan menunjukkan karakteristik di bawah per-

mukaan. Parameter kelistrikan yang dihasilkan oleh setiap lapisan dise-

but dengan konstanta dielektrik relatif (εr) (Jol, 2008). Jika lapisan-lapisan

bawah permukaan secara dielektrik homogen, maka refleksi gelombang

akan mengindikasikan material tersebut memiliki satu karakter atau satu

lapisan. Beberapa contoh keunggulan metode GPR adalah dapat mende-

teksi fasilitas utilitas perkotaan seperti pipa air dan gas, kabel listrik, serat

optik dan telekomunikasi, saluran bawah tanah, dan lainnya (Khraisat and

Al-Ahmadi, 2019).

Gambar 7.1 Survei ground penetrating radar.

7.2 SEJARAH GPR Metode ini dikembangkan dengan menggunakan gelombang elek-

tromagnetik, yang diawali konsepnya pada tahun 1865 oleh James Clerk

Maxwell seorang ahli fisika Inggris. Kemudian, pada tahun 1866, seorang

ahli fisika asal Jerman, Heinrich Rudolf Hertz berhasil membuktikan dan

menemukan teori Maxwell tentang gelombang elektromagnetik tersebut.

Pemanfaatan gelombang elektromagnetik untuk mendeteksi keberadaan

suatu objek atau benda pertama sekali diterapkan oleh Christian Hülsmeyer

pada tahun 1904. Pada masa tersebut, dari pendeteksian yang dilakukan,

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 165

8.1 PENDAHULUANMetode magnetik atau seing juga disebut geomagnetik merupakan

salah satu metode geofisika tertua yang mempelajari karakteristik medan

magnet bumi. Hampir empat abad lalu telah diketahui bahwa bumi mer-

upakan magnet yang besar. Sejarah perkembangan Metode Magnetik tel-

ah dikenal sekitar 400 tahun yang lalu. Ilmuan yang pertama kali melaku-

kan penelitian mengenai magnetisasi pada bumi adalah Sir William Gilbert

(1540-1603). Gilbert mendapatkan bahwa medan magnet bumi ekivalen

dengan arah Utara-Selatan sumbu rotasi bumi (Telford, et.al., 1990). Pen-

emuan Gilbert ini, kemudian dilanjutkan diteliti oleh Van Wrede (1843) un-

tuk melokalisir endapan bijih besi dengan mengukur variasi magnet di per-

mukaan bumi. Hasil penelitiannya tersebut ditulis oleh Thalen (1879) pada

sebuah buku “The examination of iron ore deposits by magnetic measure-

ment” yang kemudian menjadi dasar pengukuran magnetisasi bumi dan

berkembang manjadi metode geomagnet.

Metode geomagnet adalah salah satu metode geofisika yang mem-

pelajari sifat kemagnetan di dalam bumi, untuk memperoleh gambaran

bawah permukaan bumi atau berdasarkan karakteristik magnetiknya.

Magnet bumi sendiri, terutama bersumber dari inti bumi, dan sebagian be-

sar dihasilkan dari inti luar, menyebabkan arus induksi yang menghasilkan

medan magnet kerak bumi. Sebagian besar batuan pada kerak bumi ada-

lah kristal mineral magnetik, yang menghasilkan sifat magnetis (Ojo, et.al.,

2014). Sedangkan proses magnetik di ionosfer atmosfer menjadi sumber

medan magnet eksternal (Bukhari, 2019). Kemampuan suatu batuan untuk

dapat termagnetisasi sangat dipengaruhi oleh faktor suseptibilitas batuan.

Proses magnetisasi dapat berubah ataupun hilang. Ketika batu di-

panaskan, dan akan diperoleh kembali ketika batu dingin, dan atau akan

berubah oleh proses alterasi kimia dan proses lainnya (Lyatsky, 2010).

BAB 8METODE GEOMAGNETIK

166 MUHAMMAD SYUKRI

Metode ini di dasarkan pada pengukuran variasi intensitas medan magnet

atau kontras suseptibilitas magnetik pada batuan di permukaan bumi yang

disebabkan oleh adanya benda yang termagnetisasi di bawah permukaan

yang timbul karena pengaruh dari medan magnet bumi saat batuan itu

terbentuk. Pengukurannya relatif sangat mudah dan murah dibandingkan

dengan pengukuran metode geofisika yang lain, dan koreksi juga tidak

begitu penting (Telford, et.al., 1990).

Perbedaan permeabilitas relatif pada batuan itu diakibatkan oleh per-

bedaan distribusi mineral ferromagnetik, paramagnetik dan diamagnetik.

Alat yang digunakan untuk mengukur anomali geomagnet yaitu magne-

tometer. Metode geomagnet ini sensitif terhadap perubahan struktur se-

cara vertikal, sehingga sering digunakan untuk mempelajari adanya tubuh

intrusi (intrusion body) pada lapisan bawah permukaan, batuan dasar (bed

rock), zona patahan (dan hydrothermal) yang kaya akan mineral ferro-

magnetik dan kontras struktur geologi (Yopanz, 2007). Pada akuisisi data

lapangan geomagnetik, harus di desain area pengukurannya dengan baik.

Pengukuran geomagnetik dapat dilakukan di darat (land magnetometer),

di laut (marine magnetic survey) dan di udara (aeromagnetik). Dalam pen-

golahan data magnetik, terdapat beberapa tahapan dan beberapa korek-

si, serta dilakukan secara teliti. Dikarenakan kondisi data magnetik yang

dwikutub (dipole), terkadang sulit dilakukan analisis dan interpretasi, oleh

karenanya diperlukan pengolahan data tingkat lanjut (advance process-

ing) untuk meminimalisasi ambiguitas dalam interpretasi.

Pada metode geomagnetik, survei harus dilakukan secara detail. Di-

mana jarak antar stasiun, jika diperlukan maka pengukuran dibuat sera-

pat mungkin untuk menghindari terlalu banyaknya interpolasi pada peta

magnetik yang dihasilkan. Hal ini dapat memperkecil kesalahan (error)

dalam proses perhitungan dan pengolahan data. Selain itu, peta anom-

ali magnetik yang dihasilkan juga masih dipengaruhi oleh arah inklinasi

medan magnet bumi pada dearah penyelidikan, sehingga profil anomali

tidak berkaitan langsung dengan posisi sumber benda penyebab anomali

dibawah permukaan.

8.2 KONSEP DASAR MAGNETIKMetode geomagnetik didasarkan pada konsep dasar fisika teruta-

ma berdasarkan pada konsep teori potensial, sehingga sering disebut

sebagai metode potensial. Dalam pelaksanaan pengukurannya, metode

ini harus mempertimbangkan variasi arah dan besar vektor magnetisasi.

192 MUHAMMAD SYUKRI

DAFTAR PUSTAKA

Adagunodo T.A., Sunmonu, L.A., and Adeniji, A.A., 2015, An overview of

magnetic method in mineral exploration, Journal of Global Ecology

and Environment, Vol. 3, No. 1, pp. 13-28.

Afzal, M.H., Renaudin, V., and Lachapelle, G. 2011. Use of Earth’s Mag-

netic Field for Mitigating Gyroscope Errors Regardless of Magnetic

Perturbation, Sensors, Vol. 11, pp. 11390-11414.

All, E.A.B., Khalil, A., Rabeh, T., and Osman, S. 2015. Geophysical Con-

tribution to Evaluate the Subsurface Structural Setting Using Mag-

netic and Geothermal Data in El-Bahariya Oasis, Western Desert,

Egypt, NRIAG Journal of Astronomy and Geophysics, Vol. 4, pp.

236-248.

Arora, K. 2011. Magnetic Methods, Principles. In: Gupta H.K. (eds) Ency-

clopedia of Solid Earth Geophysics. Encyclopedia of Earth Sciences

Series. Springer, Dordrecht.

Baranov, V., and Naudy, H. 1964. Numerical Calculation of the Formula

of Reduction to the Magnetic Pole. Geophysics, Vol. 29, pp. 67-79.

Blewett, R.S. 2012. Shaping a nation: a geology of Australia. Geoscience

Australia and ANU E Press, Canberra.

Bloxham, J., Gubbins, D., and Jackson, A. 1989. Geomagnetic Secular

Variation, Philosophical Transactions of The Royal Society A, Math-

ematical, Physical and Engineering Sciences. The Royal Society

Publishing.

Bukhari, K. 2019. Magnetic susceptibilities and fault surface anomalies.

The study of land magnetic data and interpretations, International

Journal of Recent Technology and Engineering (IJRTE), Vol. 7, Is-

sue-6, pp. 1053-1056.

Breiner, S. 1973. Applications Manual for Portable Magnetometers: Geo-

Metrics, Sunnyvale, California. pp. 1-58.

Canada, 2018. Secular variation, Erath Magnetic Field, Natural Resourc-

es Canada.

Chambodut, A. 2014. Gemagnetic field, IGRF- International Geomag-

netic Reference Field, Encyclopedia of of Solid Earth Geophysics

Harsh Gupta (ed.), Springer.

Dentith, M., and Mudge, S.T. 2014. Magnetic Properties of minerals,

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 193

In: Geophysics for the Mineral Exploration Geoscientist, Cambridge

University Press

Georgsson, L.S. 2009. Geophysical methods used in geothermal explo-

ration, Presented at Short Course IV on Exploration for Geothermal

Resources, organized by UNU-GTP, KenGen and GDC, at Lake Na-

ivasha, Kenya, November 1-22, 2009. pp. 1-16.

Geosoft, 2009. Geophysics Levelling, Feature Sheet: Software exten-

sion for Oasis montaj, pp. 1-2.

Horton, R.J. 2003. Application of Magnetic and electromagnetic methods

to locate buried metal, USGS Open-File Report 03-317.

Houze, R.A. 2000, Diamagnetism and Paramagnetismin International

Geophyics, Elsevier Inc.

Johnson, C.L., Constable, C.G., Tauxe, L. 2003. Mapping Long-Term

Changes in Earth’s Magnetic Field, Science, Vol. 300, pp. 2044-

2045.

Kangazian, M., Oskooi, B., and Namai, L. 2015. Investigation of the to-

pography effect on the shape and polarity of the magnetic anoma-

lies, Bollettino di Geofisica Teorica ed Applicata, Vol. 56, pp. 43-54.

Kellogg, O.D. 1953. Foundations of Potential Theory: Dover.

Li, X. 2008. Magnetic Reduction-to-the-Pole At Low Latitudes: Obser-

vations and Considerations, The Leading Edge, Vo. 27, No. 8, pp.

990–1002.

Luo, Y., Xue, D.J., and WANG, M. 2013. Reduction to the Pole at the

Geomagnetic Equator, Chinese Journal of Geophysics, Vol. 53, Is-

sue 6.

Lyatsky, H. 2010. Magnetic and Gravity Methods in Mineral Exploration:

the Value of Well-Rounded Geophysical Skills, Geoscience Re-

search & Consulting Ltd., Calgary, Alberta, Canada, Oct 2010, Vol.

35, No. 08.

Lyatsky, H. 2016. Gravity And Magnetic Geophysical Methods In Oil Ex-

ploration, Potential fields Measurements Bring a Needed Boost to

Geological Interpretation. Exploration & Production.

Mabey, D.R. 1990. Magnetic methods, In: Application of Surface Geo-

physics to Ground-Water Investigations, USGS Report, pp. 107-116.

Mariita, N.O. 2007. The magnetic method, Presented at Short Course

194 MUHAMMAD SYUKRI

II on Surface Exploration for Geothermal Resources, organized by

UNU-GTP and KenGen, at Lake Naivasha, Kenya, 2-17 November,

2007. pp. 1-8.

Moskowitz, B. M. 1991. Hitchhiker’s guide to magnetism. Institute of Rock

Magnetism, Environmental Magnetism Workshop, pp. 48.

Naidu, P.S. and Mathew, M.P. 1994. Correlation filtering: a terrain cor-

rection method for aeromagnetic maps with application, Journal of

Applied Geophysics, Vol. 32, Issues 2–3, August 1994, pp. 269-277.

Ogagarue, D.O, and Emudianughe, J.E. 2016. Ground Magnetic Survey

of the Charnokitic Dykes in the Areas Around Omu-Ijelu, Southwest-

ern Nigeria, IOSR Journal of Applied Physics (IOSR-JAP), Vol. 8,

Issue 3 Ver. II (May. - Jun. 2016), pp. 90-98

Ojo, A.O., Omotoso, T.O., and Adekanle, O.J. 2014. Determination of Lo-

cation and Depth of Mineral Rocks at Olode Village in Ibadan, Oyo

State, Nigeria, Using Geophysical Methods, International Journal of

Geophysics, Vol. 2014, pp. 1-13.

Scintrex, 1996. Magnetic Applications Guide, Revision 2.0, Smartmag,

Envi-Mag, Walkmag and Envimap are trademarks of Scintrex Lim-

ited, Canada.

Telford, W., Geldart, L., and Sheriff, R. 1990. Magnetic Methods. In Ap-

plied Geophysics Cambridge: Cambridge University Press. pp. 62-

135.

Thebault, E., Finlay, C.C., and Zvereva, T. 2015. International Geomag-

netic Reference Field: the 12th generation, LETTER, Earth, Planets

and Space, Springer.

Ravat, D. 2007. Reduction to Pole, In: Encyclopedia of Geomagnetism

and Paleomagnetism, Gubbins, D and Bervera, E.H (Eds), Springer,

pp. 856-857.

Riddihough, R.P. 1969. The Reading and Reduction of Ground Total

Field Magnetic Data, Communications of the Dublin Institute for Ad-

vanced Studies Series D, Geophysical Bulletin No. 25, pp. 5-12.

Riddihoug, R.P. 1971. Diurnal Correction to Magnetic Survey – an As-

sessment of Errors, Geophysical Prospecting, Vol. 19, No. 4, pp.

551-567.

Ryskin, G. 2009. Secular Variation of The Earth’s Magnetic Field: Induced

by the Ocean Flow?, New Journal of Physics, Vol. 11, pp. 1-23.

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 195

Ugalde, H. and Morris, B. 2008. An Assessment of Topographic Effects

on Airborne and Ground Magnetic Data, The Leading Edge, Janu-

ary 2008, Vol. 27, No. 1.

Yanez, G., Ugalde, H., and Vargas, J.A. 2017. Topographic correction of

magnetic data on rugged topography with application to Rio Blan-

co-Los Bronces and El Teniente porphyry copper districts, Southern

Andes, Chile, Exploration Geophysics, Vol. 49, No. 4.

196 MUHAMMAD SYUKRI

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 197

GLOSARIUMAluvial : Merupakan jenis dataran yang terbentuk akibat

proses pengendapan. Tanah aluvial tergolong sebagai tanah muda yang terbentuk dari enda-pan halus yang dihasilkan dari aliran sungai.

Anomali gravitasi : Nilai gravitasi setelah mengurangkan dari nilai pengukuran gravitasi referensi berdasarkan lintang, dan mungkin bebas-udara dan koreksi Bouguer

Anomali magnetik : Nilai dari medan magnetik lokal yang tersisa setelah pengurangan dari bagian dipol lapan-gan.

Atmosfer : Lapisan-lapisan gas yang menyelimuti permu-kaan bumi, terdapat pada ketinggian 0 km dari permukaan tanah hingga ketinggian 560 km.

Batuan beku : Merupakan jenis kelompok batuan yang terben-tuk dari proses pendinginan magma yang kemu-dian mengeras, kemudian diikuti dengan proses kristalisasi yang terjadi baik di bawah maupun di atas permukaan bumi.

Batuan dasar : Setiap batuan beku yang mengandung mineral mafik kaya zat besi dan magnesium, tetapi tidak mengandung natrium felspar kuarsa dan sedikit plagioklas kaya

Batuan sedimen : Jenis batuan yang proses terbentuknya terjadi di atas permukaan bumi. Berbeda dengan jenis batuan lain yang pembentukannya dipengaruhi oleh suhu yang ekstrem, maka jenis batuan ini justru terbentuk karena suhu yang rendah, begitupun pada tekanannya.

Batuan metamorf : disebut juga batuan malihan adalah sekelompok batuan yang terbentuk dari transformasi atau perubahan dari jenis batuan yang sudah ada sebelumnya.

Clay (Lempung) : Salah satu dari sejumlah mineral aluminosilikat hidro dibentuk oleh pelapukan dan hidrasi silikat lainnya, juga, setiap fragmen mineral lebih kecil dari 1/255 mm.

198 MUHAMMAD SYUKRI

Deklinasi : Pada setiap tempat di Bumi, sudut antara kutub magnetik dan rotasi.

Eksplorasi : Atau dikenal juga dengan istilah pencarian atau penjelajahan merupakan suatu upaya pencari-an maupun penjelajahan yang bertujuan untuk mene-mukan sesuatu.

Elevasi : Tinggi vertikal dari satu titik di bumi di atas pe-sawat datum tertentu, biasanya permukaan laut

Gelombang elektromagnetik

: Adalah gelombang atau radiasi hasil dari kom-binasi medan magnet dan medan listrik yang diisolasi.

Gelombang longitudinal

: Gelombang yang memiliki arah getaran ber-himpit yang sama dengan arah rambatan. Gelombang ini membuat gerakan medium yang dilewati gelombang akan sama atau berlawanan arah dengan arah perambatan tersebut untuk memindahkan energi.

Gelombang transversal

: Gelombang yang arah rambatannya berbanding tegak lurus dengan arah medium yang dilaluin-ya. Medium gelombang akan bergerak ke atas dan ke bawah selama energi gerakan ditransfer melaluinya.

Gempa bumi : Gerakan yang terjadi di atas permukaan bumi disebabkan oleh energi yang terlepas secara tiba-tiba dari dalam bumi. Energi tersebut se-cara tiba-tiba menciptakan sebuah gelombang seismik yang hasilnya berupa getaran yang bisa dirasakan di permukaan.

Geofisika : Merupakan salah satu dari cabang ilmu bumi, yaitu bagian yang mempelajari bumi menggu-nakan kaidah dan prinsip fisika. Ilmu dan teori fisika dipergunakan sebagai alat untuk men-genal bumi lebih detail dan terukur.

Geologi : Salah satu cabang ilmu yang mempelajari tentang bumi terutama mengenai komposisi, ciri fisik, struktur dan juga mengenai proses pem-bentukannya.

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 199

Hidrologi : Merupakan ilmu yang mempelajari tentang dis-tribusi, kualitas, dan pergerakan air di seluruh penjuru bumi, termasuk sumber daya air dan siklus hidrologis.

Hidrosfer : Adalah lapisan air yang ada pada seluruh per-mukaan bumi. Lapisan tersebut meliputi sungai, laut, danau, air tanah, gletser, salju, dan uap air pada lapisan udara.

Hukum Ohm : Menyatakan bahwa kekuatan arus listrik ber-banding lurus dengan gaya gerak-listrik (poten-sial), dan berbanding terbalik dengan resistansi.

Inti bumi : Adalah lapisan terdalam dari bumi. Diameter dari bagian bumi ini adalah 2.440 kilometer.

IP : Polarisasi terimbas, yaitu mengukur kurva pe-luruhan tegangan setelah arus dimatikan.

Konfigurasi elektroda

: Susunan elektroda yang digunakan dalam metode geolistrik. Untuk satu pengukuran, setidaknya di-perlukan empat elektroda, yang ditempatkan dalam konfigurasi geometris yang berbeda, di mana setiap konfigurasi memiliki namanya sendiri.

Konfigurasi dipole-dipole

: Geometri tempat semua elektroda ditempatkan dalam barisan. Dua elektroda arus ditempatkan berdekatan (sebagai dipol) dan dua elektroda potensial ditempatkan berdekatan (sebagai di-pol), dan jarak antara dua dipol biasanya sama atau lebih besar dari ukuran dipol.

Konfigurasi pole-pole

: Mirip dengan geometri pole-dipol, tetapi meng-guna-kan dua elektroda “tak terhingga”, satu un-tuk arus dan satu untuk potensial, yang ditem-patkan di sisi yang berlawanan dari area survei.

Konfigurasi pole dipole

: Geometri di mana satu elektroda arus ditempat-kan pada “tak berhingga”. Biasa ditempatkan pada jarak sekitar 5-10 kali area survei. Satu elektroda arus lainnya ditempatkan di daerah survei dan dipol potensial digunakan untuk mengukur tegangan yang dihasilkan,

200 MUHAMMAD SYUKRI

Konfigurasi Wenner

: Posisi keempat elektroda diletakkan dalam suatu garis dengan jarak yang sama, dua elek-troda bagian luar adalah elektroda arus dan dua bagian dalam adalah elektroda potensial.

Konfigurasi Schlumberger

: Geometri di mana dua elektroda arus di bagian luar dan dua elektroda potensial di bagian da-lam ditempatkan berdekatan di tengah.

Lempeng bumi : Merupakan lapisan terluar (litosfer) dari permu-kaan bumi. Litosfer terbentuk dari 2 lapisan, yai-tu lapisan bagian atas kerak dan teratas mantel bumi yang bersifat kaku dan padat. Lapisan bagian bawah litosfer terdapat astenosfer yang memiliki bentuk padat.

Magnetometer : Sebuah alat untuk mengukur baik satu kom-ponen ortogonal atau intensitas medan magnet di permukaan bumi di berbagai titik.

Mantel Bumi : Dari strukturnya, bumi dibagi menjadi bebera-pa bagian, dan mantel bumi adalah salah satu di antaranya. Bagian ini memiliki kedalaman hingga 2900 km, dan memiliki materi penyusun yang didominasi oleh batuan.

Medan magnet bumi

: Disebut juga medan geomagnetik, merupa-kan medan magnetik yang dapat menjangkau wilayah bumi bagian dalam hingga batas medan magnet akan bertemu angin matahari. Besar medan ini bermacam-macam mulai dari 25 mikrotesla atau 0,25 gauss hingga 65 mikrotel-sa atau 0,65 gauss.

Mesosfer : Suatu lapisan udara dimana suhu dari atmos-fer akan semakin berkurang seiring dengan penambahan ketinggian hingga pada lapisan berikutnya.

Mineral : Adalah materi berupa benda padat yang terdiri dari senyawa kimia non-biologis dan memiliki struktur teratur serta terbentuknya secara alami.

Ohm : Satuan untuk resistensi, dinamai untuk meng-hormati fisikawan Jerman Georg Simon Ohm (1789-1854).

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 201

Potensial diri (self potential)

: Adalah tegangan alami yang ada di bawah per-mukaan tanpa injeksi arus buatan.

Schlumberger, Conrad (1878-1936)

: Melakukan serangkaian percobaan listrik di Normandia 1912-1914 dan mendirikan Perusa-haan Schlumberger Well Surveying Corporation pada 1934

Sedimentasi : Merupakan proses pembentukan material yang dipengaruhi oleh gerakan air, angin, gletser dan es pada sebuah daerah yang berbentuk cekun-gan.

Siklus Batuan : Merupakan suatu gambaran proses perubahan dari magma dan kembali menjadi magma. Pros-es ini terjadi akibat dari pengaruh cuaca yang membekukan magma menjadi batuan beku, lalu sedimen menjadi batuan sedimen dan batuan metamorf hingga akhirnya kembali menjadi wujud magma.

Tanah longsor : Gerakan tanah dan merupakan peristiwa geolo-gi

Termosfer : Bagian dari lapisan atmosfer bumi yang ke empat yaitu yang ada diantara mesosfer dan eksosfer.

Topografi : Merupakan bentuk umum dari permukaan suatu daerah, merupakan tampilan secara 3D seh-ingga dapat terlihat dengan jelas tentang jenis tanah yang dimiliki oleh sebuah daerah, mem-berikan gambaran secara spesifikasi tentang letak suatu daerah dengan informasi berupa garis lintang dan garis bujur.

Troposfer : Merupakan lapisan atmosfer yang terendah, dengan ketebalan hingga 10 km di atas permu-kaan.

Wenner, Frank (1873-1954)

: Fisikawan Amerika yang merancang konfigurasi elektroda Wenner, dan juga menemukan teore-ma timbal balik (resiprositas) pada tahun 1912.

202 MUHAMMAD SYUKRI

PE NG A N TA R G E OF I SI KA 203

RIWAYAT HIDUP

MUHAMMAD SYUKRIMenyelesaikan pendidikan Sarjana

(S-1) bidang Fisika dari Institut Teknologi

Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya, dan

menyelesaikan pendidikan Magister (S-2)

bidang Geofisika Terapan Institut Teknolo-

gi Bandung (ITB) Bandung, dan menyele-

saikan pendidikan Doktoral (S-3) pada

bidang Geofisika pada Program of Geophys-

ics, School of Physics, Universiti Sains Ma-

laysia (USM) Malaysia.

Bekerja sebagai dosen dan mulai bertugas mengajar di Universi-

tas Syiah Kuala, pada Program Studi Fisika sejak Tahun 1994 dan pada

Program Studi Teknik Geofisika sejak Tahun 2011. Minat penelitiannya

adalah dalam bidang Geofisika Terapan, Lingkungan, dan Kebencanaan.

Melakukan penelitian bersama tim peneliti Peer Group Geofisika, biasa

bekerjasama dengan beberapa Perguruan Tinggi dan juga melibatkan

mahasiswa S-1 sampai dengan S-3. Selain itu juga aktif dalam ber-

bagai organisasi profesi, seperti Himpunan Fisika Indonesia (HFI) atau

Physical Society of Indonesia (PSI), Himpunan Ahli Geofisika Indonesia

(HAGI), Society of Exploration Geophysicists (SEG), FORSTAN (Forum

Pendidikan Standarisasi Indonesia), dan Persatuan Insinyur Indonesia

(PII).

204 MUHAMMAD SYUKRI