lapisan. Dengan memakai prinsip Huygens pada bidang batas lapisan, gelombang ini dibiaskan ke atas setiap titik pada bidang batas itu sehingga sampai ke detektor P yang ada di permukaan.
Gambar 2.2. Penjalaran gelombang yang dibiaskan
Jadi gelombang yang dibiaskan ke bidang batas yang datang pertama kali ke titik P pada bidang batas diatasnya adalah gelombang yang dibiaskan dengan sudut kritis.
2.6. Metode Geolistrik
Metode geolistrik adalah metode geofisika yang dapat menggambarkan keberadaan batuan atau mineral di bawah permukaan berdasarkan sifat kelistrikan dari batuan atau mineralnya. Tujuan dari metode ini adalah untuk memperkirakan sifat kelistrikan medium atau formasi batuan di bawah permukaan yang berhubungan dengan kemampuannya untuk menghantarkan atau menghambat listrik (konduktivitas atau resistivitas). Oleh karena itu metode geolistrik dapat digunakan pada penyelidikan penetrasi kedalaman hidrogeologi seperti penentuan akuifer dan adanya kontaminasi, penyelidikan mineral, dan survei arkeologi. Metode ini biasanya dipakai untuk eksplorasi dangkal, yaitu sekitar 300-500 m. Prinsip yang digunakan adalah arus listrik diinjeksi ke dalam bumi melalui dua elektroda potensial. Dari pengukuran tersebut bisa didapat variasi harga resistivias listrik bawah permukaan titik ukur. Dari pengukuran metode ini, parameter yang diukur dalam metode geolistrik adalah beda potensial, arus dan jarak antar elektroda.
Geolistrik merupakan salah satu metoda geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC yang mempunyai tegangan tinggi ke dalam tanah, dengan menggunakan elektroda (A dan B). Dengan adanya aliran arus listrik
26 tersebut maka akan menimbulkan tegangan listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah diukur dengan multimeter yang terhubung dengan elektroda tegangan (M dan N) yang jaraknya lebih pendek dari A dan B.
2.6.1. Konfigurasi
Setiap konfigurasi memiliki metode tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan tahanan jenis batuan di bawah permukaan. Setelah diturunkan dari persamaan Laplace, dengan asumsi:
1. Bumi dianggap homogen isotropis.
2. Permukaan bumi dianggap setengah lingkaran. 3. Bidang batas antar lapisan horizontal.
4. Di bawah permukaan tanah terdiri dari lapisan dengan ketebalan tertentu, kecuali lapisan ke bawah mempunyai ketebalan tak terhingga.
maka didapatkan rumusan:
V = Iρ 2πr dan ρ = k r ∆V = Iρ 2π[( 1 r1− 1 r2) − ( 1 r3− 1 r4)] −1
Maka konfigurasi (k) adalah: k = 2π [(1 r1− 1 r2) − ( 1 r3− 1 r4)] −1
Nilai k berbeda-beda bergantung pada susunan keempat elektrodanya. 1. Konfigurasi Schlumberger
27 ∆ V = Iρ
π( 2b L2− i2)
Konfigurasi ini memiliki jangkauan yang paling dalam. Konfigurasi ini menggunakan dua elektroda arus yang sering dinamakan A dan B dan elektroda potensial yang dinamakan M dan N. Pada konfigurasi ini letak elektroda potensial (M dan N) diantara elektroda arus (A dan B). Jarak elektroda potensial dibuat tetap, namun jarak elektroda arus dibuat berubah-ubah agar diperoleh banyak informasi tentang bagian dalam bawah permukaan tanah. Untuk mengetahui struktur bawah permukaan yang lebih dalam, maka jarak masing-masing elektroda ditambah secara bertahap.
2. Konfigurasi Wenner
Gambar 2.4. Konfigurasi Wenner ∆V = Iρ
2πa
Dalam konfigurasi ini, arus dan elektroda mempunyai jarak yang sama. Pada resistivitas mapping, jarak elektroda tidak berubah untuk setiap titik yang diamati, sedangkan pada resisitivitas sounding jarak elektroda diperbesar secara bertahap untuk satu titik sounding.Batas pembesaran bergantung pada sensitivitas alat. Kekurangan konfigurasi ini adalah pembacaan tegangan pada elektroda MN lebih kecil, terutama ketika jarak AB jauh. Kelebihan konfigurasi ini adalah mampu mendeteksi adanya nonhomogenitas lapisan batuan pada permukaan
28 3. Konfigurasi Dipole-Dipole
∆V = Iρ
nπa(n + 1)(n + 2)
2.6.2. Sifat Resistivitas Batuan
Pada batuan, sifat kelistrikan dihasilkan oleh listrik alami yang terbawa oleh cairan (fluida) dan nilai resisitivitasnya bergantung pada porositas dan kandungan air. Batuan yang memiliki kandungan air, resistivitasnya lebih rendah apabila dibandingkan batuan kering. Berikut tabel nilai resistivitas.
Tabel 2.1. Tabel Penggolongan Nilai Resistivitas Harga resistivitas (Ωm) Golongan
10−8< 𝜌 < 1 Konduktor baik 1 < 𝜌 < 107 Konduktor pertengahan
𝜌 < 107 Isolator
2.6.3. Sifat Konduktivitas Batuan 1. Konduksi Secara Elektronik
Aliran elektron bebas yang terdapat pada batuan maupun mineral. Karena pada batuan atau mineral ini terdapat banyak elektron bebas, maka arus listrik dialirkan oleh elektron bebas.
2. Konduksi Secara Elektrolitik
Terjadi ketika pori-pori batuan atau mineral yang terisi oleh fluida elektrolitik dimana aliran muatan terjadi melalui aliran ion elektrolit.
3. Konduksi Secara Dielektrik
Terjadi bila batuan atau mineral berperan sebagai dielektrik ketika dialiri arus sehingga terjadi polaritas pada batuan atau mineral tersebut.
29 2.6.4. Pengambilan Data Geolistrik
Berdasarkan tujuannya, metode resistivitas dibagi menjadi dua, antara lain sebagai berikut.
1. Sounding, dipakai bila ingin mendapatkan distribusi hambatan jenis listrik bumi terhadap kedalaman dibawah suatu titik di permukaan bumi. Dalam hal ini, spasi antara elektroda dengan titik pengukuran diperbesar secara berangsur-angsur.
2. Mapping, dipakai untuk mengetahui variasi hambatan jenis bumi secara lateral mauoun horizontal. Kedalaman di bawah permukaan yang tersurvei adalah sama. Dalam pengukuran ini, jarak antar elektroda dipertahankan tetap dan secara bersama-sama digeser sepanjang lintasan pengukuran. Jadi, metode mapping merupakan metode yang bertujuan mempelajari variasi resistivitas lapisan bawah permukaan secara horizontal, sedangkan sounding dalam arah vertikal. Pada mapping, elektroda digeser namun dengan jarak yang tetap, sedangkan sounding semakin menjauhi titik tengah.
Dalam metode mapping dengan konfigurasi Wenner, elektroda arus dan elektroda potensial mempunyai jarak yang sama, yaitu C1P1= P1P2 = P2C2 sebesar a. Jadi jarak antar elektroda arus adalah tiga kali jarak antar elektroda potensial. Perlu diingat bahwa keempat elektroda dengan titik datum harus membentuk satu garis. Pada sounding, batas pembesaran spasi elektroda tergantung pada kemampuan alat. Makin sensitif dan makin besar arus yang dihasilkan alat maka makin leluasa dalam memperbesar jarak spasi elektroda tersebut, sehingga makin dalam lapisan yang terdeteksi atau teramati. Sedangkan, pada resistivitas mapping, jarak spasi elektroda tidak berubah-ubah untuk setiap titik datum yang diamati (besarnya a tetap).
Langkah lanjut jika pada metode sounding adalah memplot harga tahanan jenis semu hasil pengukuran versus spasi elektroda pada grafik log-log. Survei ini berguna untuk menentukan letak dan posisi kedalaman benda anomali di bawah permukaan.
30 Gambar 2.5. Metode sounding
Sedangkan, metoda mapping digunakan untuk menentukan distribusi tahanan jenis semu secara vertical setiap kedalaman. Pengukurannya dilakukan dengan cara memasang elektroda arus dan potensial pada satu garis lurus dengan spasi tetap, kemudian semua elektroda dipindahkan atau digeser sepanjang permukaan sesuai dengan arah yang telah ditentukan sebelumnya. Untuk setiap posisi elektroda akan didapatkan harga tahanan jenis semu. Dengan membuat peta kontur tahanan jenis semu akan diperoleh pola kontur yang menggambarkan adanya tahanan jenis yang sama.
31 BAB III