GEOFISIKA GEOFISIKA

(1)

Dr. Hendra Grandis

Dr. Hendra Grandisdkkdkk.. Program

Program StudiStudiTeknikTeknikGeofisikaGeofisika FTTM

FTTM ––ITB ITB

GEOFISIKA

dalam

dalam Teknologi

Teknologi

Sumber

Daya

Bumi

GEOFISIKA - 2008

Tujuan

Memperkenalkan

Memperkenalkan GEOFISIKAGEOFISIKAsebagai salah sebagai salah satu elemen / aspek dalam Ilmu Kebumian, satu elemen / aspek dalam Ilmu Kebumian, dan perannya dalam

dan perannya dalam

→

pemahaman fenomena alampemahaman fenomena alam

→

mitigasi bencana kebumian mitigasi bencana kebumian

→

eksplorasieksplorasisumberdaya alamsumberdaya alam

Apa

Apa yang yang kitakitalakukanlakukan jika

jikakitakitaingininginmengetahuimengetahui isi

isi / / bagianbagiandalamdalambumibumi??

Pemboran

Pemboranterdalamterdalamdididuniaduniakedalamannyakedalamannya hanya

(2)

GEOFISIKA - 2008 Tidak

Tidakpraktispraktiskalaukalausetiapsetiapkali kali inginingintahutahuapaapa yang

yang adaadadididalamdalam((bawahbawah--permukaanpermukaan) ) bumibumi kita

kitaharusharusmelakukanmelakukanpemboranpemboran

Jadi

?

Kita

Kita perluperlucaracaraatauataumetodologimetodologiilmiahilmiah untuk

untukmemperkirakanmemperkirakanbagianbagiandalamdalam (interior)

(interior) bumibumi

→

metodametodataktaklangsunglangsung/ / indirect method

indirect method

Apa

GEOFISIKA

itu ?

Aplikasi

Aplikasiteoriteori/ / konsepkonsepFISIKAFISIKAuntukuntuk mempelajari

mempelajariBUMIBUMI((khususnyakhususnyabagianbagian bumi

bumi padatpadat))

→

Physics of the solid EarthPhysics of the solid Earth

→

Solid Earth GeophysicsSolid Earth Geophysics

→

Applied Science / EngineeringApplied Science / Engineering

Instrumenta Instrumentassii Observa Observassii K Komputaomputassii Fisika Fisika Geo log Geo log i i M ate_m ati M ate_m ati_ka_ka

GEO

(3)

Apa

Apa yang yang dilakukandilakukanseorangseorang anak

anak jikajikamenerimamenerimakadokado dan

dan ingininginmengetahuimengetahuiisinyaisinya??

GEOFISIKA - 2008 Interior

Interior bumibumidapatdapatdiperkirakandiperkirakanberdasarkanberdasarkan sifat

sifatpenjalaranpenjalarangelombanggelombangseismikseismik

lintasan

lintasangelombanggelombangseismikseismikjikajikabumibumi homogen

(4)

GEOFISIKA - 2008 GEOFISIKA - 2008 Beberapa

BeberapaalternatifalternatiflintasanlintasangelombanggelombangP P dandanSS

Semakin Semakindetildetil analisis

analisis, , semakinsemakin detil

detilstrukturstruktur interior

interior bumibumiyang yang diketahui

diketahui

Sinar SinarXX

Ultra

Ultra SonographySonography (USG) (USG)

(5)

P

P--wave wave tomographictomographicmodelmodel

( (WidiyantoroWidiyantoro, 2006), 2006) A A” fast 410 km 660 km Trench Merapi slow

Tomografi

seismik

GEOFISIKA - 2008 dinamit dinamit vibroseis vibroseis petasan petasan

Sumber

getaran

buatan

Marine Seismic

Seismic Seismic Data Processing Data Processing

(6)

GEOFISIKA - 2008 Use of computer technology to interpret seismic data

Use of computer technology to interpret seismic data

GEOFISIKA - 2008 Seismic Image of Ancient Reef

[400 million years old]

Use of high tech. visualization to interpret seismic data

Use of high tech. visualization to interpret seismic data _Gravitasi_Gravitasi

HukumHukumgravitasigravitasiNewton (universal)Newton (universal) m m₁₁mm₂₂ F F == G G ────────── r r22 M m M m

UntukUntukbumibumi: F : F == G G ────── R R22

M M

PercepatanPercepatangravitasigravitasibumibumi: g : g == G G ──── R R22

(7)

Gravitasi

BerapaBerapahharga rataarga rata22percepatan gravitasi di percepatan gravitasi di permukaan bumi

permukaan bumi ??

dg dg asumsiasumsibumibumibulatbulatdandanhomogenhomogen, , berapaberapa massa

massa dandanrapatrapatmassa massa bumibumiratarata2 2 _?_?

Gravitasi

HHarga arga rapatrapatmassa massa bumibumiratarata22

→

~~5.5 gr/cm5.5 gr/cm3 3

HHarga arga rapatrapatmassa massa batuanbatuandidipermukaanpermukaan- -bumi

bumi

→

~~2.5 gr/cm2.5 gr/cm3 3

KesimpulanKesimpulan/ / interpretasiinterpretasi??

ρ ρ==5.5 gr/cm5.5 gr/cm33 ρ ρavgavg==5.5 gr/cm5.5 gr/cm33 ρ ρ_out_out==2.5 gr/cm2.5 gr/cm33

→

rapatrapatmassamassadidibagianbagiandalamdalambumibumi >> 5.5 gr/cm >> 5.5 gr/cm33 ρ_in>> ρρ==5.5 gr/cm5.5 gr/cm33 ρ ρavgavg==5.5 gr/cm5.5 gr/cm33 ρ ρ_out_out==2.5 gr/cm2.5 gr/cm33 →

→ PengukuranPengukurangravitasigravitasi((gg) ) dapatdapatdigunakandigunakanuntukuntuk memperkirakan

memperkirakandistribusidistribusirapatrapatmassamassadidibagianbagian dalam

dalambumibumi/ / bawahbawah--permukaanpermukaan ρ_in>>

(8)

GEOFISIKA - 2008 g g₁1 gg22 gg33 jarakjarak g g Anomali

Anomaligravitasigravitasihasilhasil pengukuran

pengukuranmenggambarkanmenggambarkan anomali

anomalirapatrapatmassamassabawahbawah- -permukaan permukaan GEOFISIKA - 2008 Gravitasi Gravitasi diukur

diukur

→

percepatanpercepatangravitasigravitasi

untuk perkiraan

→

rapatrapatmassamassa

→

formasiformasibatuanbatuan

Pengukuran

Pengukurangravitasigravitasi _SurveySurvey gravitasigravitasi pada

padasuatusuatu cekungan

(9)

GEOFISIKA - 2008 Pemodelan

Pemodelandata data gravitasigravitasi22--D D menghasilkanmenghasilkan profil

profilkonfigurasikonfigurasicekungancekungansedimensedimen

data data model model GEOFISIKA - 2008 proses

prosesinternal internal di

didalamdalamintiintibumibumi

menyebabkan

bumi

bumimemilikimemiliki medan

medanmagnetmagnet

B

b

T = B + b

bB

medan

medanmagnet magnet

bumi

bumi(B) (B)

menginduksi

partikel

partikelmagnetikmagnetik dalam

dalambatuanbatuan(b) (b) dan

danmenghasilkanmenghasilkan

komponen

(10)

GEOFISIKA - 2008 variasi

variasimedanmedan magnet

magnet sebagaisebagai fungsi

fungsidaridariposisiposisi digambarkan

digambarkandalamdalam bentuk

bentukkonturkontur

(

(garisgarisyang yang

menghubungkan

titik

titik--titiktitikdengandengan nilai

nilaiyang yang samasama))

x y

GEOFISIKA - 2008 kontur

konturberwarnaberwarna dapat

dapatpula pula diberidiberi

efek

efekpencahayaanpencahayaan

(shaded relief map)

untuk untuk memudahkan memudahkan interpretasi interpretasi/ / penafsiran

penafsirandatadata

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300

magnetic anomaly (nano Tesla)

data

data magnetikmagnetik

dimodelkan

dimodelkanuntukuntuk

memperkirakan

distribusi

distribusisifatsifatfisikafisika

(

(kemagnetankemagnetan) medium ) medium

atau

atauformasiformasibatuanbatuan bawah

bawah--permukaanpermukaan

4

4model (model (kuantitatifkuantitatif))

4

4strukturstrukturgeologigeologi

3

3model 3model 3--D D daerahdaerah

Ciemas Ciemas zona mineralisasi pada vein (urat kuarsa) N (A/m) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.3 0.2 dike / intrusi batuan beku data

data magnetikmagnetikdapatdapat

digunakan

digunakanuntukuntukmemmem-

-perkirakan

perkirakankonfigurasikonfigurasi

cekungan

cekungansedimensedimen((daerahdaerah pengendapan

pengendapanhidrokarbonhidrokarbon))

→

→ kemagnetankemagnetanbatuanbatuan

sedimen

sedimenumumnyaumumnya

rendah

→

→ kemagnetankemagnetanbatuanbatuan

dasar

dasar(basement) (basement) volkanik

volkanikumumnyaumumnyatinggitinggi

data

data magnetikmagnetikdaerahdaerahlepaslepas--pantaipantai (off

(11)

A

Anomalinomalimagnetikmagnetik

situs

situsarkeologiarkeologi

Gua

GuaPawonPawonCililinCililin

3

3anomalianomalimedanmedan

magnet total

3

3anomalianomalihasilhasil

filtering filtering 100 102 104 106 108 110 112 114 116 118 120 122 124 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 target ekskavasi GEOFISIKA - 2008 hasil

hasilpenggalianpenggalian

(

(ekskavasiekskavasi) ) situssitus arkeologi

arkeologiGuaGuaPawonPawon

Cililin

Cililin, , kerangkakerangka

manusia

manusiapurbapurba

Geo

-

Elektromagnetik

Gangguan

Gangguanmedanmedan magnet

magnet bumibumioleholeh partikel

partikeldaridarimataharimatahari (solar wind)

(solar wind) dandanpetirpetir dapat

dapat dimanfaatkandimanfaatkan untuk

untuk mempelajarimempelajari sifat

sifatkelistrikankelistrikan (

(resistivitasresistivitas) ) formasiformasi batuan

batuan

Geo

-

Elektromagnetik

Gangguan

Gangguanmedanmedan magnet

magnet bumibumioleholeh partikel

partikeldaridarimataharimatahari (solar wind)

(solar wind) dandanpetirpetir dapat

dapat dimanfaatkandimanfaatkan untuk

untuk mempelajarimempelajari sifat

sifatkelistrikankelistrikan (

(resistivitasresistivitas) ) formasiformasi batuan

(12)

GEOFISIKA - 2008 Survey

Survey magnetotellurikmagnetotellurik(MT) (MT)

untuk

untukeksplorasieksplorasihidrokarbonhidrokarbon Cepu

CepuJawaJawaTimurTimur

GEOFISIKA - 2008 Survey

Survey magnetotellurikmagnetotellurik(MT) (MT) untuk

untukekplorasiekplorasihhiiddrrookkaarrbboonn Cepu

CepuJawaJawaTimurTimur

Magnetotelluric

Magnetotelluric(MT) (MT) resistivityresistivity

imaging of

imaging of BanyuasinBanyuasinProspect, Prospect,

North East Java Basin

(

(GrandisGrandiset al. 2005)et al. 2005)

2

2--D and 3D and 3--D interpretation of MT data D interpretation of MT data

in the

in the BajawaBajawageothermal field Flores, geothermal field Flores, Indonesia (Uchida et al, 2002)

(13)

GEOFISIKA - 2008 Ground Probing Radar (GPR)

Ground Probing Radar (GPR)

Studi

Studipenjalaranpenjalarangelombanggelombangelektromagnetikelektromagnetik(EM) (EM) untukuntuk geofisika

geofisikadekatdekat--permukaanpermukaan((geoteknikgeoteknikdandanlingkunganlingkungan))

Survey

Survey georadargeoradarterowonganterowongankeretakereta--apiapi Jember

Jember, , JawaJawaTimurTimur

←Jakarta

Survey GPR

Survey GPR CipularangCipularangKM KM xxxxxxxx

Bandung→

Survey GPR

(14)

GEOFISIKA - 2008 I ∆V C1 P1 P2 C2 ⊕ Geolistrik Geolistrik Geolistrik Respons

Responsformasiformasibatuanbatuanterhadapterhadapinjeksiinjeksiarusaruslistriklistrik dapat

dapatdimanfaatkandimanfaatkanuntukuntukstudistudisifatsifatkelistrikankelistrikanbawahbawah- -permukaan

permukaan

Identifikasi

Identifikasiintrusiintrusiair air lautlautpadapadaakiferakiferdaerahdaerahpantaipantai Pantai

PantaiSelatanSelatanJawaJawaTengahTengah--JogjakartaJogjakarta

Survey

Survey geolistrikgeolistrikCipularangCipularangKM KM xxxxxxxx Identifikasi

Identifikasizonazonalemahlemah akibat

(15)

GEOFISIKA - 2008 Gempa

Gempadandantsunami tsunami

Aceh

Aceh20042004 Geofisika Geofisikauntukuntuk Mitigasi

MitigasiBencanaBencana

GEOFISIKA - 2008 Gempa

GempaMajalengkaMajalengka 2001 2001 Tsunami Tsunami Pangandaran Pangandaran 2006 2006

Kesimpulan

KondisiKondisitektoniktektonikdandangeologigeologiIndonesia Indonesia

→

potensipotensibencanabencana: : gempa

gempa bumibumi, tsunami, , tsunami, gununggunung--apiapi, , gerakan

gerakan tanahtanah, , ……

→

potensipotensisumbersumberdayadayaalamalam: : migas

(16)

Kesimpulan

GEOFISIKAGEOFISIKAmemilikimemilikiperanperanpentingpenting dalam

dalammengkajimengkajimasalahmasalahkebumiankebumiandandan sumberdaya

sumberdayaalamalam

GEOFISIKAGEOFISIKAmerupakanmerupakansalahsalahsatusatu alternatif

alternatifpilihanpilihanstudistudidandanpilihanpilihankarirkarir dengan

denganprospekprospekyang yang cukupcukupbaikbaik