Laporan Praktikum Geofisika
Geolistrik Dan Geomagnet
Bernardinus Rieva Sadewa
072.14.027
Teknik Geologi
Fakultas Teknologi Kebumian Energi
Universitas Trisakti
Jakarta
SARI
Pentingnya seorang geologist untuk mendapatkan data bawah permukaan tanah untuk berbagai kebutuhan, menyebabkan geofisika lahir. Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Geofisika juga dapat digunakan untuk mengambil data di permukaan bumi. Metode yang digunakan untuk mendapatkan data bawah permukaan adalah dengan metode geolistrik. Dengan metode tersebut, dapat diketahui resistivity
DAFTAR ISI
SARI……… ……… 1
DAFTAR ISI … ... 2
KATA PENGANTAR ……… 3
BAB ! : PENDAHULUAN ………. 4
1.1. LATAR BELAKANG ………. 4
1.2. MAKSUD DAN TUJUAN ……….. 4
BAB II : PEMBAHASAN ……….. 5
2.1. GEOLISTRIK ……….. 5
2.2. GEOMAGNET ……… 9
2.3. ALAT DAN BAHAN ……….. 12
BAB III : PENGOLAHAN DATA ………. 13
3.1. DATA GEOLISTRIK ……….. 13
3.2. DATA GEOMAGNET ……… 14
3.3. ANALISIS ……….. 16
KESIMPULAN ……….. 18
DAFTAR PUSTAKA ……… 19
Kata Pengantar
Dengan menyebut nama Allah SWT yang Maha Pengasih lagi Maha Panyayang, kita panjatkan puja dan puji syukur atas kehadirat-Nya, yang telah melimpahkan rahmat, hidayah, dan inayah-Nya kepada kita, sehingga kita dapat menyelesaikan laporan geofisika tentang metode geolistrik dan metode geomagnet.
Laporan ini telah disusun dengan maksimal dan mendapatkan bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat memperlancar pembuatan tugas ini. Untuk itu penulis menyampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah berkontribusi dalam kegiatan ini.
Terlepas dari semua itu, Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih ada kekurangan baik dari segi susunan kalimat maupun tata bahasanya. Oleh karena itu dengan tangan terbuka penulis menerima segala saran dan kritik dari pembaca agar dapat memperbaiki laporan ini.
Akhir kata, penulis berharap semoga laporan geofisika tentang metode geolistrik dan metode geomagnet dapat memberikan manfaat maupun inpirasi terhadap pembaca.
Jakarta, Juli 2016
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal. 1.2. Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari penelitian ini adalah : Agar mengetahui metode-metode geolistrik
Agar mengetahui kegunaan dari masing-masing metode geolistrik
Agar mengetahui cara pemasangan alat dari tiap-tiap metode
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Geolistrik
Penggunaan geolistrik pertama kali dilakukan oleh Conrad Schlumberger pada tahun 1912. Geolistrik merupakan salah satu metoda geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC (‘Direct Current’) yang mempunyai tegangan tinggi ke dalam
tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan 2 buah ‘Elektroda Arus’ A
dan B yang ditancapkan ke dalam tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik bisa menembus lapisan batuan lebih dalam.
Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah diukur dengan penggunakan multimeter yang terhubung melalui 2 buah ‘Elektroda Tegangan’ M dan N yang
jaraknya lebih pendek dari pada jarak elektroda AB. Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda MN ikut berubah sesuai dengan informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar.
diperkirakan pengaruh dari injeksi aliran arus listrik ini berbentuk setengah bola dengan jari-jari AB/2.
Umumnya metoda geolistrik yang sering digunakan adalah yang menggunakan 4 buah elektroda yang terletak dalamsatu garis lurus sertasimetris terhadap titik tengah, yaitu 2 buah elektroda arus (AB) di bagian luar dan 2 buah elektroda ntegangan (MN) di bagian dalam.
Kombinasi dari jarak AB/2, jarak MN/2, besarnya arus listrik yang dialirkan serta tegangan listrik yang terjadi akan didapat suatu harga tahanan jenis semu (‘Apparent Resistivity’). Disebut tahanan jenis
semu karena tahanan jenis yang terhitung tersebut merupakan gabungan dari banyak lapisan batuan di bawah permukaan yang dilalui arus listrik.
Bila satu set hasil pengukuran tahanan jenis semu dari jarak AB terpendek sampai yang terpanjang tersebut digambarkan pada grafik logaritma ganda dengan jarak AB/2 sebagai sumbu-X dan tahanan jenis semu sebagai sumbu Y, maka akan didapat suatu bentuk kurva data geolistrik. Dari kurva data tersebut bisa dihitung dan diduga sifat lapisan batuan di bawah permukaan.
lapisan akifer yaitu lapisan batuan yang merupakan lapisan pembawa air.
Umumnya yang dicari adalah ‘confined aquifer’ yaitu lapisan
akifer yang diapit oleh lapisan batuan kedap air (misalnya lapisan lempung) pada bagian bawah dan bagian atas. ‘Confined’ akifer ini
mempunyai ‘recharge’ yang relatif jauh, sehingga ketersediaan air
tanah di bawah titik bor tidak terpengaruh oleh perubahan cuaca setempat.
Geolistrik ini bisa untuk mendeteksi adanya lapisan tambang yang mempunyai kontras resistivitas dengan lapisan batuan pada bagian atas dan bawahnya. Bisa juga untuk mengetahui perkiraan kedalaman ‘bedrock’ untuk fondasi bangunan.
Metoda geolistrik juga bisa untuk menduga adanya panas bumi (geotermal) di bawah permukaan. Hanya saja metoda ini merupakan salah satu metoda bantu dari metoda geofisika yang lain untuk mengetahui secara pasti keberadaan sumber panas bumi di bawah permukaan.
Umumnya lapisan batuan tidak mempunyai sifat homogen sempurna, seperti yang dipersyaratkan pada pengukuran geolistrik. Untuk posisi lapisan batuan yang terletak dekat dengan permukaan tanah akan sangat berpengaruh terhadap hasil pengukuran tegangan dan ini akan membuat data geolistrik menjadi menyimpang dari nilai sebenarnya. Yang dapat mempengaruhi homogenitas lapisan batuan adalah fragmen batuan lain yang menyisip pada lapisan, faktor ketidakseragaman dari pelapukan batuan induk, material yang terkandung pada jalan, genangan air setempat, perpipaan dari bahan logam yang bisa menghantar arus listrik, pagar kawat yang terhubung ke tanah dsbnya.
‘Spontaneous Potential’ yaitu tegangan listrik alami yang
umumnya terdapat pada lapisan batuan disebabkan oleh adanya larutan penghantar yang secara kimiawi menimbulkan perbedaan tegangan pada mineral-mineral dari lapisan batuan yang berbeda juga akan menyebabkan ketidak-homogenan lapisan batuan. Perbedaan tegangan listrik ini umumnya relatif kecil, tetapi bila digunakan konfigurasi Schlumberger dengan jarak elektroda AB yang panjang dan jarak MN yang relatif pendek, maka ada kemungkinan tegangan listrik alami tersebut ikut menyumbang pada hasil pengukuran tegangan listrik pada elektroda MN, sehingga data yang terukur menjadi kurang benar.
fasilitas seperti ini hanya terdapat pada multimeter dengan akurasi tinggi.
Konfigurasi Wenner
Keunggulan dari konfigurasi Wenner ini adalah ketelitian pembacaan tegangan pada elektroda MN lebih baik dengan angka yang relatif besar karena elektroda MN yang relatif dekat dengan elektroda AB. Disini bisa digunakan alat ukur multimeter dengan impedansi yang relatif lebih kecil.
Sedangkan kelemahannya adalah tidak bisa mendeteksi homogenitas batuan di dekat permukaan yang bisa berpengaruh terhadap hasil perhitungan. Data yang didapat dari cara konfigurasi Wenner, sangat sulit untuk menghilangkan factor non homogenitas batuan, sehingga hasil perhitungan menjadi kurang akurat.
Konfigurasi Schlumberger
Pada konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil-kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah relatif besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Perubahan jarak MN hendaknya tidak lebih besar dari 1/5 jarak AB.
mempunyai karakteristik ‘high impedance’ dengan akurasi tinggi yaitu
yang bisa mendisplay tegangan minimal 4 digit atau 2 digit di belakang koma. Atau dengan cara lain diperlukan peralatan pengirim arus yang mempunyai tegangan listrik DC yang sangat tinggi.
Sedangkan keunggulan konfigurasi Schlumberger ini adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya non-homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan jarak elektroda MN/2.
Agar pembacaan tegangan pada elektroda MN bisa dipercaya, maka ketika jarak AB relatif besar hendaknya jarak elektroda MN juga diperbesar. Pertimbangan perubahan jarak elektroda MN terhadap jarak elektroda AB yaitu ketika pembacaan tegangan listrik pada multimeter sudah demikian kecil, misalnya 1.0 milliVolt.
Umumnya perubahan jarak MN bisa dilakukan bila telah tercapai perbandingan antara jarak MN berbanding jarak AB = 1 : 20. Perbandingan yang lebih kecil misalnya 1 : 50 bisa dilakukan bila mempunyai alat utama pengirim arus yang mempunyai keluaran tegangan listrik DC sangat besar, katakanlah 1000 Volt atau lebih, sehingga beda tegangan yang terukur pada elektroda MN tidak lebih kecil dari 1.0 milliVolt.
2.2. Geomagnet
adanya variasi distribusi (anomali) benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Variasi intensitas medan magnetik yang terukur kemudian ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik dibawah permukaan, kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang mungkin teramati.
Pengukuran intensitas medan magnetik dapat dilakukan di darat, laut maupun udara.
Susceptibilitas magnet batuan adalah harga magnet suatu batuan terhadap pengaruh magnet, yang pada umumnya erat kaitannya dengan kandungan mineral dan oksida besi. Semakin besar kandungan mineral magnetit di dalam batuan, akan semakin besar harga susceptibilitasnya. Metoda ini sangat cocok untuk pendugaan struktur geologi bawah permukaan dengan tidak mengabaikan faktor kontrol adanya kenampakan geologi di permukaan dan kegiatan gunungapi.
Metode magnetik sering digunakan dalam eksplorasi minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta bisa diterapkan pada pencarian prospeksi benda-benda arkeologi.
Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan magnet bumi, yang dapat diukur yaitu meliputi arah dan intensitas kemagnetannya. Parameter fisis tersebut meliputi :
Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen horizontal yang dihitung dari utara menuju timur Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan bidang horizontal yang dihitung dari bidang horizontal menuju bidang vertikal ke bawah.
Medan magnetik total (F), yaitu besar dari vektor medan magnetik total.
Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu. Untuk menyeragamkan nilai-nilai medan utama magnet bumi, dibuat standar nilai yang disebut International Geomagnetics Reference Field (IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun sekali. Nilai-nilai IGRF tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta km2 yang dilakukan dalam waktu satu tahun. Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian :
1. Medan magnet utama (main field)
Medan magnet utama dapat didefinisikan sebagai medan rata-rata hasil pengukuran dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan luas lebih dari 106 km2.
2. Medan magnet luar (external field)
Pengaruh medan magnet luar berasal dari pengaruh luar bumi yang merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari. Karena sumber medan luar ini berhubungan dengan arus listrik yang mengalir dalam lapisan terionisasi di atmosfer, maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih cepat.
3. Medan magnet anomaly
Dalam survei dengan metode magnetik yang menjadi target dari pengukuran adalah variasi medan magnetik yang terukur di permukaan (anomali magnetik). Secara garis besar anomali medan magnetik disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnetik induksi. Medan magnet remanen mempunyai peranan yang besar terhadap magnetisasi batuan yaitu pada besar dan arah medan magnetiknya serta berkaitan dengan peristiwa kemagnetan sebelumnya sehingga sangat rumit untuk diamati. Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil gabungan medan magnetik remanen dan induksi, bila arah medan magnet remanen sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya bertambah besar. Demikian pula sebaliknya. Dalam survei magnetik, efek medan remanen akan diabaikan apabila anomali medan magnetik kurang dari 25 % medan magnet utama bumi (Telford, 1976),
Dalam melakukan pengukuran geomagnetik, peralatan paling utama yang digunakan adalah magnetometer. Peralatan ini digunakan untuk mengukur kuat medan magnetik di lokasi survei. Salah satu jenisnya adalah Proton Precission Magnetometer (PPM) yang digunakan untuk mengukur nilai kuat medan magnetik total. Peralatan lain yang bersifat pendukung di dalam survei magnetik adalah Global Positioning System (GPS). Peralatan ini digunaka untuk mengukur posisi titik pengukuran yang meliputi bujur, lintang, ketinggian, dan waktu. GPS ini dalam penentuan posisi suatu titik lokasi menggunakan bantuan satelit.
2.3. Alat dan Bahan
Main Unit Resistivity Stainless-steel Electrode Electrode cable
Toolkit box Palu
Jumper cable banana plug to crocodile clips Cable for accu power supply
USB cable notebook Accu
Notebook
Alat dan Bahan untuk geomagnet : G-856
BAB III
PENGOLAHAN DATA
3.1. Data Geolistrik
3.2. Data Geomagnet
LP Magnetometer
GPS
S E
Ket :
P = Jarak elektrode antara M dan N (wenner) - m I = Jarak elektrode antara A dan B (wenner) - m a = Jarak elektode antara M dan N (schlumberger) - m n = Jarak elektrode antara A dan B (schlumberger) - m V = Potensial (Volt) - Volt
I = Kuat Arus (Ampere) - Ampere R = Hambatan (ohm) - Ω
K = Faktor geometri (konstanta) jarak elektrode ρa = Tahanan jenis (Resistivity) - Ωm
3.3.Analisis
3.3.1.Metode Wenner
Dalam metode ini, ditemukan batuan dengan resistivity yang tidak berbeda jauh sekali. Mengindikasi bahwa batuan yang berada dibawah permukaan adalah batuan yang sejenis atau sama. Metode wenner menggunakan elektroda yang dipasang dengan jarak yang sama, sehingga baik sekali untuk menentukan resistivity daerah yang dekat dengan permukaan, seperti mapping, anallisa aquifer.
3.3.2. Metode Schlumberger
adalah lapangan yang sama dengan metode Wenner. Metode Schlumberger menggunakan elektroda yang dipasang dengan jarak yang tidak sama. Bisa saja jarak antara AB adalah 1.5x atau 2x lipat dari jarak MN, sehingga baik sekali untuk menentukan resistivity daerah yang jauh dibawah permukaan, seperti mapping, sounding.
3.3.3. Metode Geomagnet
BAB IV KESIMPULAN
Dari kegiatan geofisika dilapangan ini, dapat disimpulkan menjadi beberapa hal,yaitu :
1. Tiap-tiap batuan memiliki nilai resistivity yang berbeda, sehingga pada saat menggunakan metode geolistrik akan didapatkan nilai resistivity yang berbeda apabila berbeda juga batuan-batuan yang ada dibawah permukaan.
2. Metode wenner menggunakan elektroda yang dipasang dengan jarak yang sama, sehingga baik sekali untuk menentukan resistivity daerah yang dekat dengan permukaan, seperti mapping, anallisa aquifer.
3. Metode Schlumberger menggunakan elektroda yang dipasang dengan jarak yang tidak sama. Bisa saja jarak antara AB adalah 1.5x atau 2x lipat dari jarak MN, sehingga baik sekali untuk menentukan resistivity daerah yang jauh dibawah permukaan, seperti mapping, sounding.
DAFTAR PUSTAKA
HMGZINE. 2015. Metode geomagnetik : metode geofisika yang Simpel dan murah. .http://hmgzine.hmgi.or.id/metode
geomagnetik-metode-geofisika-yang-simpel-dan-murah/
Wijaya, Candra. Tanpa Tahun. Metoda Geomagnet.
http://bu gis.blogspot.co.id/2010/12/metoda-geomagnet.html
LAMPIRAN
