Judul
Judul Praktikum Praktikum : : Pemodelan Pemodelan Inversi Inversi 1Dimensi 1Dimensi datadata Tanggal
Tanggal Praktikum Praktikum : : 1 1 Juni Juni 20182018 Tempat
Tempat Praktikum Praktikum : : Laboratorium Laboratorium GeofisikaGeofisika Nama
Nama : Maharani: Maharani NPM
NPM : 1515051024: 1515051024 Fakultas
Fakultas : : TeknikTeknik Jurusan
Jurusan : : Teknik Teknik GeofisikaGeofisika Kelompok
Kelompok : : 44
Bandar Lampung, 7 Juni 2018 Bandar Lampung, 7 Juni 2018 Mengetahui,
Mengetahui, Asisten Asisten
Aziz Fajar Setyawan Aziz Fajar Setyawan NPM. 1415051013 NPM. 1415051013
PEMODELAN INVERSI 1DIMENSI DATA Oleh
Maharani
ABSTRAK
1. Model adalah representasi keadaan geologi bawah permukaan oleh benda anomali dengan besaran fisis dan geometri tertentu yang disebut parameter model. Model adalah representasi keadaan geologi bawah permukaan oleh benda anomali dengan besaran fisis dan geometri tertentu yang disebut parameter model. Dengan menggunakan Metode inversi yang diambil dalam penelitian ini adalah metode Occam yang mewakili penyelesaian masalah inversi non-linier dengan pendekatan linier untuk menggambarkan sebaran resisitivitas bawah permukaan dalam mencari sistem panas bumi. Untuk mendapatkan data tersebut diperlukan proses pengukuran di lapangan, processing data, pemodelan data dan interpretasi data. Pada laporan ini akan dibahas pemodelan 1 Dimensi magnetotelurik dimana Pada kasus struktur reaktivitas 1-D, variasi resistivitas hanya bergantung pada kedalaman sehingga tidak ada perbedaan medan listrik dan magnetik dalam arah x. Metode occam dipilih karena Metode Occam menunjukkan hasil yang lebih baik berdasarkan rms error, kesesuaian model, jumlah iterasi, dan waktu inversi. Dari penampang 1 D tersebut di identifikasi bahwavpada nilai rho yang rendah merupakan jenis litolgi clay campuran yang di identifikasi sebagai Cap Rock pada suatu sisitem panas bumi. Dengan mengacu pada warna biru yang rendah sebagai daerah yang rsisitivitasnya rendah
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR PENGESAHAN... i
ABSTRAK ... ii
DAFTAR ISI... iii
DAFTAR GAMBAR ... iv
I. PENDAHULUAN A. Latar Belakang ... 1
B. Tujuan Percobaan ... 1
II. TEORI DASAR III. METODOLOGI PRAKTIKUM A. Alat Praktikum ... 4
B. Diagram Alir Praktikum ... 4
IV. HASIL PRAKTIKUM DAN PEMBAHASAN A. Data Praktikum ... 5 B. Pembahasan ... 5 VI. KESIMPULAN DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN iii
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar 1. Diagram Alirl...4 Gambar 2. Hasil pemodelan 1 D...6 Gambar 3. Hasil pemodelan 1 D...6
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Magnetotelurik (MT) adalah metode pasif yang mengukur arus listrik alami dalam bumi yang dihasilkan oleh induksi magnetik dari arus listrik di ionosfer. Metode ini dapat digunakan untuk menentkan sifat listrik bahan pada kedalaman yang relatif besar (termasuk mantel) di dalam bumi. menggunakan perangkat lunak Winglink Geophysics yang mampu memproses model 1D dan 2D
Pemodelan merupakan proses estimasi dari bentuk model dan parameternya berdasarkan data yang telah di peroleh model ini digunakan untuk menginterpretasi model bawah permukaan berdasarkan hasil pengukuran magnetoteluri. Dalam ilmu geofisika terdapat 2 jenis pemodelan yaitu pemodelan kedepan dan pemodelan inversi dalam kasusu pemodelan 1D distribusi resisitivitas hanya bergantung pada kealaman saja sehingga koreksi terhadap kedalaman sangat di perlukan agar dapat di baca resisitivitas bawah permukaan. Distribusi resisitivitas diperoleh dari medan magnet dan medan listrik yang menjalar secara tegak lururs kedalam bawah permukaan bumi pada arah osilasi yang konstan.
Pada penelitian ini dilakukan pemodelan data magnetodelurik dengan bebrapa proses meliputi pembuatan map pengukuran, Sounding P-section dan X section untuk memunculkan penampang 1 Dimensi.
B. Tujuan Praktikum
Adapun tujuan praktikum adalah sebagai berikut ;
1. Mahasiswa memahami proses inversi 1D data Magnetotelurik 2. Mahasiswa mampu menggunakan software WinGlink
3. Mahasiswa dapat melakukan pengolahan dan pemodelan inversi 1D data magnetotelurik.
II. TEORI DASAR
Metode magnetotelurik dianggap mampu memberikan gambaran sistem panasbumi yang lebih detail dari permukaan hingga kedalaman tertentu karena penetrasinya yang dalam. Metode magnetotelurik telah banyak digunakan di dalam eksplorasi panasbumi, seperti pada penelitian Asaue et al., 2005, Bai et al ., 2001, Barcelona et al., 2012, Patricia et al.,
2002 dan Giani et al., 2003. Pada kasus struktur reaktivitas 1-D, variasi resistivitas hanya bergantung pada kedalaman sehingga tidak ada perbedaan medan listrik dan magnetik dalam arah x dan [2]. Pada kasus struktur reaktivitas 2-D, resitivitas bervariasi terhadap kedalaman dan salah satu dari jarak dalam arah penampang (arah x atau y)[2]. Pada model 2-D, gelombang elektromagnetik memiliki dua mode yaitu mode Transverse Electric (TE) dan Transverse Magnetic (TM). Mode TE merupakan mode polarisasi dengan medan listrik searah strike atau jurus. Mode TM merupakan mode polarisasi dengan medan listrik tegak lurus strike atau jurus (Simpson, F., Bahr, K., 2005).
Metode magnetotellurik merupakan teknik eksplorasi geofisika yang memanfaatkan medan elektromagnetik untuk menentukan sifat kelistrikan di bawah permukaan Bumi. Energi untuk metode magnetotellurik berasal dari medan elektromagnetik alami, yang terbagi menjadi sinyal frekuensi tinggi (> 1 Hz) seperti dari aktivitas petir, sinyal frekuensi sedang (< 1 Hz) seperti dari resonansi lapisan ionosfer Bumi, dan sinyal frekuensi rendah (<< 1 Hz) seperti dari bintik hitam matahari. Prinsip kerja metode magnetotellurik yaitu berdasarkan proses induksi elektromagnetik yang terjadi pada anomali di bawah permukaan. Medan elektromagnetik yang menembus bawah permukaan akan menginduksi anomali konduktif bawah permukaan, sehingga dihasilkan medan l istrik dan magnetik sekunder arus eddy (Grandis, H., 2009).
Model adalah representasi keadaan geologi bawah permukaan oleh benda anomali dengan besaran fisis dan geometri tertentu yang disebut parameter model[3]. Model mencakup pula hubungan matematik atau teoretik antara parameter model dan respon model. Pemodelan merupakan proses estimasi model dan parameter model berdasarkan data yang diamati di permukaan Bumi[3]. Pemodelan ke depan ( forward modelling ) merupakan proses perhitungan data yang teramati di permukaan Bumi jika parameter model bawah permukaan diketahui[3]. Pada pemodelan ke depan, dicari suatu model yang menghasilkan respon sesuai dengan data pengamatan. Hal tersebut dapat dilakukan dengan proses trial and error , yaitu mengubah-ubah nilai parameter model. Pemodelan inversi (inverse modelling ) merupakan kebalikan dari pemodelan ke depan, yaitu parameter model diperoleh langsung dari data. Pada pemodelan inversi, dicari parameter model yang menghasilkan respon sesuai dengan data pengamatan. Terdapat dua metode umum dalam pemodelan inversi, yaitu inversi linier dan inversi nonlinier. Inversi linier terdiri dari beberapa jenis, diantaranya yaitu inversi linier garis lurus, inversi kuadratik (parabola),
Pemodelan dilakukan dengan proses inversi yang bertujuan untuk menampilkan dist ribusi resistivitas terhadap kedalaman dalam bentuk kontur. Untuk menyelesaikan permasalahan inversi dibuat sebuah regulasi untuk mendapatkan model yang meminimalkan fungsi objektif berikut ini :
dimana merupakan vektor data observasi, merupakan operator pemodelan ke depan, merupakan vektor model yang tidak diketahui, ̂ merupakan error matriks kovarian, merupakan operator linier, merupakan model referensi, dan merupakan parameter
regulasi yang ditentukan oleh pengguna. Magnetotelurik (MT) adalah metode pasif yang mengukur arus listrik alami dalam bumi yang dihasilkan oleh induksi magnetik dari arus listrik di ionosfer. Metode ini dapat digunakan untuk menentkan sifat listrik bahan pada kedalaman yang relatif besar (termasuk mantel) di dalam bumi. Dengan teknik ini, variasi waktu. Koherensi sinyal merupakan besaran yang menyatakan hubungan antara medan magnet dan listrik yang saling tegak lurus. jika data koheren maka Hx, dan Ey, harus sama begitu pula dengan Hy dan Ex. Idealnya nilai koherensi sinyal harus 1 akan tetapi hal ini sangat sulit terjadi di sebabkan karena sinyal akan selalu terkena gangguan alami, jaringan komunikasi dan gangguan yang disebabkan oleh aktifitas manusia, oleh karena itu nilai koherensi yang mendekati angka 1 merupakan data yang baik (Naidu, G. D. 2012).
Metode Occam merupakan metode penyelesaian permasalahan non-linier dengan pendekatan linier. Metode Occam merupakan hasil pengembangan dari metode Levenberg-Marquardt dengan menambahkan parameter delta untuk smoothing berdasarkan regulasi tikhonov orde 1.
Dimana d adalah data, m adalah model, g(m) adalah hasil pemodelan kedepan data, J adalah matriks Jacobi, α adalah smoothing factor , L adalah regulasi tikhonov orde 1.
III. METODOLOGI PENELITIAN
A. Alat & Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan adalah sebagai berikut ; 1. Alat tulis
2. Laptop 3. Data EDI B. Diagaram Alir
Gambar 1. Diagram Alir Mulai Pembuatan line penampang Selesai Data edi sounding x-section P-section
IV. HASIL PENGAMATAN DAN PEMBAHASAN
A. Data Pengamatan
Adapun data pengamatan yang digunakan terdapat pada l ampiran B. Pembahasan
Metode Occam merupakan metode penyelesaian permasalahan non-linier dengan pendekatan linier. Metode occam dipilih karena merupakan salah satu metode inversi dimana metode Occam ini mewakili penyelesaian masalah inversi non-linier dengan pendekatan linier. Sedangkan Metoda 1D Bostick merupakan cara yang cepat dan mudah untuk memperkirakan variasi tahanan-jenis terhadap kedalaman secara langsung dari kurva sounding tahanan-jenis semu Namun perlu diingat bahwa metoda ini bersifat aproksimatif sehingga hanya dapat dilakukan sebagai usaha pemodelan dan interpretasi pada tahap pendahuluan namun perbedaan dari kedua metode ini metode occam lebih banyak iterasinya namun hal inilah yang membuat nilai rms error yang lebih kecil dibanding metode bostik karena metode occam langsung di processing sendiri sehingga Metode Occam menunjukkan hasil yang lebih baik berdasarkan rms error, kesesuaian model, jumlah iterasi, dan waktu inversi sehingga Metode Occam cocok digunakan dalam inversi untuk data magnetotellurik dibanding metode bostik selain itu metode Occam melakukan pendekatan numerik (pendekatan linier) terhadap model sintetik dengan evaluasi model berupa misfit, faktor smoothing , partubrasi model, dan rms error.
Pada penelitian ini data yang diolah berupa data dengan format (.EDI) yang sebelumnya telah dilakukan pengolahan awal dengan menggunakan SSMT 2000. Data output dari SSMT 2000 berupa domain frekuensi tinggi (MTH) dan frekuensi rendah (MTL). untuk memperbaiki data magnetotelurik (crosspower ) yang kurang rapih ( smoothing ) dilakukan pengeditan menggunakan software MTEditor dari Phoenix Geophysic Canada. Tujuan dari proses ini adalah untuk menempatkan nilai tahanan jenis sesuai dengan trend yang seharusnya.
Data MT tidak begitu stabil pada lapisan dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek galvanic (distorsi galvanic). Efek galvanik perlu dihilangkan, terutama pada data yang tidak disertai dataTDEM. Untuk mengatasinya, maka digunakan pendekatan inversi 1D sebagai solusi pengganti TDEM ntuk mengurangi efek galvanik. Dari data MT terkoreksi inversi 1D Pendekatan 1D dapat digunakan untuk melakukan pendugaan batas atas Clay Cap yang error akibat efek topograsfi
Gambar 2. Hasil pemodelan 1 D
Dari salah satu model (AZ-80) memperlihatkan hasil inversi dengan parameter pertama. Terlihat bahwa metode Occam lebih mendekati dengan model sintetik Hal ini dikarenakan metode Occam melakukan pendekatan numerik (pendekatan linier) terhadap model sintetik dengan evaluasi model berupa misfit, faktor smoothing , partubrasi model, dan rms error
Gambar 3. Hasil pemodelan 1 D
Dari penampang 1 D tersebut degan kedalaman 0 — 14000 m dimana dengan skala Rho layed 0-1000 skala ini merupakan skala yang terdapat pada setiap data AZ-80 – AZ-100 skala ini disamakan juga dengan skala Rho cord sebagai penampang 1 D daerah penelitian. Dari hasil pemodelan yang dilakukan dapat di interpretasi bahwa pada nilai rho yang rendah merupakan jenis litolgi clay campuran yang di identifikasi sebagai Cap Rock pada suatu sisitem panas bumi. Dengan mengacu pada warna merah yang rendah sebagai daerah yang rsisitivitasnya rendah, kita ketahui bahwa mineral lempung memiliki sifat resisitivitas yang kecil pada umumnya bernilai 1- 100 mikro ohm. Sifat yang rendah tersebut disebebakan karena kandungan ion pada minerahl lempung dan terjadinya polarisasi membran.
V. KESIMPULAN
Adapun kesimpulan dari hasil praktikum ini adalah sebagai berikut ;
2. Variasi resistivitas hanya bergantung pada kedalaman sehingga tidak ada perbedaan medan listrik dan magnetik dalam arah x.
3. Metode Occam menunjukkan hasil yang lebih baik berdasarkan rms error, kesesuaian model, jumlah iterasi, dan waktu inversi.
4. Dari penampang 1 D tersebut di identifikasi bahwavpada nilai rho yang rendah merupakan jenis litolgi clay campuran yang di identifikasi sebagai Cap Rock pada suatu sisitem panas bumi. Dengan mengacu pada warna merah yang rendah sebagai daerah yang rsisitivitasnya rendah.
DAFTAR PUSTAKA
Grandis, H., 2009. Pengantar Permodelan Inversi Geofisika.Himpunan Ahli Geofisika Indonesia (HAGI), Jakarta.
Ingber, L. 1989. “Very Fast Simulated Re-annealing”. Mathl. Comput. Modelling. Vol. 12, No. 8, P.967-973
Naidu, G. D. 2012. Magnetotellurics: Basic Theoretical Concepts. Dalam: Deep Crustal Structure onthe Son-Narmada-Tapti. India: Springer.
Simpson, F., Bahr, K., 2005. Practical Magnetotellurics. Cambridge University Press .
