Hak Cipta BY permana. Diberdayakan oleh Blogger.

Apakah penilaian anda tentang blog ini?

Blog ku yang laen

Blog ku yang laen
tentang komputer

Mengenai Saya

Foto Saya
aku seorang mahasiswa S1 fisika blog ini merupakan blog yang sengaja saya buat untuk menambah wawasan kita terhadap pengetahuan!!

Selasa, 03 Mei 2011

Metode Geofisika

Metode eksplorasi geofisika yang akan dibahas pada materi ini yaitu, geolistrik, seismik refraksi, GPR, gravity dan magnetik.

1. Metode Geolistrik (metode resistivity/tahanan jenis)

Metoda ini menggunakan medan potensial listrik bawah permukaan sebagai objek pengamatan utamanya. Kontras resistivity yang ada pada batuan akan mengubah potensial listrik bawah permukaan tersebut sehingga bisa kita dapatkan suatu bentuk anomali dari daerah yang kita amati.
Dalam metoda geolistrik terdapat beberapa spesifikasi  yaitu :
a. Self potensial (SP) –> Metode ini memanfaatkan potensial listrik yang terdapat di alam.
b. Induced potential (IP) –> Metode ini memanfaatkan potensial listrik yang kita induksikan sendiri kedalam tanah.

Teori utama dalam metoda resistivity sesuai dengan hokum Ohm yaitu arus yang mengalir (I) pada suatu medium sebanding dengan voltage (V) yang terukur dan berbanding terbalik dengan resistansi (R) médium, atau dapat dirumuskan sebagai berikut :
V = I.R
Dimana R (Resistansi) sebanding dengan panjang medium yang dialiri (x), dan berbanding terbalik dengan luas bidang (A), yang sesuai dengan rumus :
R = x/A
Untuk mendapatkan pengukuran resistivity yang menghasilkan harga resistivitas semu ρapp (apparent resistivity) dirumuskan oleh :
ρ app = K array . V / I
Dalam pelaksanaan survey dikenal beberapa metoda pengambilan data sesuai dengan peletakan eloktroda yang dilakukan. Hal ini berpengaruh terhadap faktor geometri peneletian resistivity yang kita lakukan. Adapun aturan/metoda tersebut antara lain :
  1. Metoda Wenner
  2. Metoda Gradien
  3. Metoda Schlumberger
  4. Metoda Dipole-dipole
  5. Metoda Pole-dipole
Konfigurasi elektroda
Konfigurasi elektroda
Teknik akusisi data resistivity :
- Peralatan yang dibutuhkan :
1. Sepasang elektroda arus dan elektroda potensial
2. Accu (biasanya 12 v, 1 A)
3. Peralatan elektronik pengukuran (spt: Mc-Ohm, Phoenix Technology, Abem Terrameter dll)
- Tennik Pengukuran :
1. Sounding : untuk informasi bawah permukaan secara vertikal (model bumi berlapis)
2. Profilling : untuk informasi bawah permukaan secara mendatar (variasi lateral)
3. Offset Sounding : untuk informasi bawah permukaan profil sounding yang kontinyu secara lateral
- Tahapan akusisi :
1. Tentukan konfigurasi elektroda yang ingin dipakai
2. Pasang elektroda sesuai dengan konfigurasi yang dipilih
3. Ukur besar resistivity semunya
4. Catat hal-hal penting : posisi dan elevasi elektroda, arus dan potensial yang digunakan tiap pengukuran, resistivity semu yang didapat di alat, kondisi geologi dilapangan secara umum
5. Plot pada kurva bi-log antara jarak AB/2 vs resistivity semu yang didapat
demikian penjelasan mengenai metode geolistrik, semoga bermanfaat
2. Metode Seismik Refraksi
Gelombang seismik merupakan gelombang mekanis yang terjadi di bumi baik yang disebabkan secara alami maupun buatan manusia. Adapun pengertian refraksi secara harfiah adalah pembiasan. Sehingga seismic refraksi adalah pembiasan gelombang seismic. Selain refraksi dikenal pula seismic refleksi atau pantulan, namun dalam laporan ini hanya dibahas tentang seismic refraksi karena dalam penelitian yang dilakukan di daerah Seling hanya menggunakan metoda refraksi.
Pada dasarnya dalam metoda ini diberikan suatu gangguan berupa gelombang seismic pada suatu sistem dan kemudian gejala fisisnya diamati dengan menangkap gejala tersebut melalui receiver (geophone). Hal tersebut akan menghasilkan gambaran tentang kecepatan dan kedalaman lapisan berdasarkan pengukuran waktu tempuh gelombang antara sumber getaran (shot) dan geophone. Adapun waktu yang diperlukan oleh gelombang seismic untuk merambat pada lapisan batuan bergantung besar kecepatan yang dimiliki oleh medium yang dilaluinya tersebut.
Dalam peneletian yang dilakukan di daerah Seling ini metoda seismic refraksi digunakan untuk mengetahui jumlah lapisan yang ada pada daerah tersebut dan diketahui pula nilai densitas dari setiap lapisan sehingga kita dapat memperkirakan karakteristik batuan yang sesuai dengan densitas batuan yang diketahui. Dengan mengetahui jenis batuan yang diperkirakan dari lapisan tersebut kita bisa menduga batuan di lapisan mana yang berkemungkinan menjadi bidang lincir yang menyebabkan pergerakan tanah di daerah Seling tersebut.
Teori Dasar
Dalam penjalaran gelombang seismic yang terjadi di bumi mengikuti beberapa prinsip fisika perambatan gelombang pada suatu medium yaitu :
  1. Prinsip Huygen
Suatu gelombang yang melewati suatu titik akan membuat titik tersebut menjadi sumber gelombang baru dan akan begitu seterusnya.
  1. Prinsip Fermat
Dalam penjalaran gelombang dari satu titik ke titik selanjunya yang melewati suatu medium tertentu akan mencari suatu lintasan dengan waktu tempuh yang paling sedikit.
  1. Prinsip Snellius
Gelombang yang merambat dan melalui medium yang berbeda akan mengalami pembiasan maupun pemantulan. Adapun dalam pembiasan maupun pemantulannya akan mengikuti persamaan berikut :

Sedangkan untuk sudut kritis (q2 = 900) maka persamaannya akan berubah menjadi :

dikarenakan sin 900 = 1
Dalam penjalaran gelombang seismic gelombang yang datang pertama kali adalah gelombang langsung (jaraknya paling kecil) setelah itu adalah gelombang bias dan yang paling terakhir ditangkapa adalah gelombang pantul (refleksi).
Selain prinsip utama penjalaran gelombang sebagaimana dijelaskan sebelumnya dalam metoda refraksi dikenal pula prisip Hagiwara. Metoda Hagiwara ini digunakan untuk menentukan kedalaman suatu lapisan dari daerah yang kita survey yaitu daerah Seling. Ketika digunakan metoda Hagiwara sebagai metoda intrepetasi maka diperlukan suatu pasngan kurva travel time bolak-balik (reciprocal travel time curve) yang direfraksikan dari suatu lapisan pada kedalaman lapisan yang diselidiki.
Akuisisi data
Dalam pengambilan data seismic refraksi agar menghasilkan kualitas data yang bagus dan mengandung bentuk first break yang tajam dapat dilakukan beberapa cara antara lain : stacking, memperbesar kekuatan shoting, dan filtering. Dalam pengambilan data yang menggunakan dinamit sebagai sumber getaran maka perlu diperhatikan tempat yang tepat sehingga energy dinamit dapat terkonversi menjedi energy seismic secara efektif.
3. Metode GPR (Groun Penetrating Radar)
Metode ground penetrating radar atau georadar merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari kondisi bawah permukaan berdasarkan sifat elektromagnetik dengan menggunakan gelombang radio dengan frekuensi antara 1-1000 MHz. Georadar menggunakan gelombang elektromagnet dan memanfaatkan sifat radiasinya yang memperlihatkan refleksi seperti pada metode seismik refleksi.
Pengukuran dengan menggunakan GPR ini merupakan metode yang tepat untuk mendeteksi benda benda kecil yang berada di dekat permukaan bumi (0,1-3 meter) dengan resolusi yang tinggi yang artinya konstanta dielektriknya menjadi rendah.
Ada tiga jenis pengukuran yaitu refleksi, velocity sounding, dan transiluminasi. Pengukuran refleksi biasa disebut Continuous Reflection Profiling (CRP). Pengukuran velocity Sounding disebut Common Mid Point (CMP) untuk mementukan kecepatan versus kedalaman, dan transiluminasi disebut juga GPR Tomografi.
Teori Dasar
GPR terdiri dari sebuah pembangkit sinyal, antena transmitter dan receiver sebagai pendeteksi gelombang EM yang dipantulkan. Signal radar ditransmisikan sebagai pulsa-pulsa yang tidak terabsorbsi oleh bumi tetapi dipantulkan dalam domain waktu tertentu. Mode konfigurasi antena transmitter dan receiver pada GPR terdiri dari mode monostatik dan bistatik. Mode monostatik yaitu bila transmitter dan receiver digabung dalam satu antena. sedangkan moded bistatik bila kedua antena memiliki jarak pemisah.
Transmitter membangkitkan pulsa gelombang EM pada frekuensi tertentu sesuai dengan karaketristik antena tersebut (10 MHz – 4 GHz). Receiver diset untuk melakukan scan yang secara normal mancapi 32-512 scan per detik. Setiap hasil scan ditampilkan pada layar monitor (real-time) sebagai fungsi waktu two-way traveltime, yaitu waktu yang dibutuhkan gelombang EM menjalar dari transmitter, target dan  ke receiver. Tampilan ini disebut radargram.
Fenomena elektromagnetik dapat dijelaskan dengan persamaan Maxwell. Persamaan ini terdiri dari 4 persamaan medan dan untuk tiap-tiap persamaan merupakan hubungan antara medan dengan distribusi sumber yang bersangkutan.
Persamaan yang menghubungkan sifat fisik medium dengan medan yang timbul pada medium tersebut dapat dinyatakan dengan :

Keterangan :
H = intensitas medan magnet (ampere/m)
D = perpindahan listrik (coulomb/m2)
є = permitivitas listrik (farad/m)
σ = konduktivitas (1/ohm-m)
Untuk menyederhanakan masalah, sifat fisik medium diasumsikan tidak bervariasi terhadap waktu dan posisi (homogen isotropi). Maka persamaan Maxwell dapat ditulis sebagai berikut :

Persamaan Maxwel ini adalah landasan berpikir dari perambatan gelombang elektromagnet. Pada material dielektrik murni suseptibilitas magnetik (μ) dan permitivitas listrik (є) adalah konstan dan tidak terdapat atenuasi dalam perambatan gelombang. Tidak sama halnya jika berhadapan dengan material dielektrik yang ada.
Sifat-sifat dari material bumi bergantung dari komposisi dan kandungan air material tersebut. Keduanya ini mempengaruhi cepat rambat perambatan gelombang dan atenuasi gelombang elektromagnet.
Keberhasilan dari metoda GPR bergantung pada variasi bawah permukaan yang dapat menyebabkan gelombang tertransmisikan. Perbandingan energi yang direfleksikan disebut koefisien refleksi (R) yang ditentukan oleh perbedaan cepat rambat gelombang elektromagnet dan lebih mendasar lagi adalah perbedaan dari konstanta dielektrik relatif dari media yang berdekatan. Hal ini dapat terlihat pada persamaan berikut :

Keterangan :
V1 = cepat rambat geombang elektromagnet pada lapisan 1
V2 = cepat rambat geombang elektromagnet pada lapisan 2 , dan V1 < V2
є1 dan є2 = konstanta dielektrik relatif lapisan 1 dan lapisan 2
Dalam semua kasus, besarnya R terletak antara -1 dan 1. bagian dari energi yang ditransmisikan sama dengan 1-R. Persamaan diatas daplikasikan untuk keadaan normal pada permukaan bidang datar. Dengan asumsi tidak ada sinyal yang hilang sehubungan dengan amplitudo sinyal.
Jejak yang terdapat pada rekaman georadar merupakan konvolusi dari koefisien refleksi dan impulse georadar ditunjukkan oleh persamaan :

Keterangan :
r(t)  = koefisien refleksi
A(t) = amplitudo rekaman georadar
F(t) = impulse radar
n(t) = noise radar
Besar amplitudo rekaman georadar r(t) akan tampak pada penampang rekaman georadar berupa variasi warna. Refleksi atau transmisi di sekitar batas lapisan menyebabkan energi hilang. Jika kemudian ditemukan benda yang memiliki dimensi yang sama dengan panjang gelombang dari sinyal gelombang elektromagnet maka benda ini menyebabkan penyebaran energi secara acak. Absorbsi ( mengubah energi elektromagnet menjadi energi panas ) dapat menyebabkan energi hilang. Penyebab yang paling utama hilangnya energi karena atenuasi fungsi kompleks dari sifat lstrik dan dielektrika media yang dilalui sinyal radar. Atenuasi (α) tergantung dari konduktifitas (σ), peermeabilitas magnetik (μ), dan permitivity (є) dari media yang dilalui oleh sinyal dan frekuensi dari sinyal itu sendir (2πf). Sifat bulk dari material ditentukan oleh sifat fisik dari unsur pokok yang ada dan komposisinya.

4. Metode Gravity
Metode Gravity adalah salah satu metode eksplorasi dalam geofisika, yang memenfaatkan sifat daya tarik antar benda yang didapat dari densitasnya, jadi prinsip eksplorasi dengan metode gravity ini yaitu mencari anomali gravity pada subsurface.
Adapun tahapan dari metode ini yaitu :
1. Pengambilan data dari lapangan
Pengambilan data dilapangan dapat menggunakan alat gravimeter, (contoh kasus : LaCoste & Romberg Model G-525). pada alat ini terdapat 3 komponen besar (gravimeter, dudukan cembung dan power supply -accu-),
Tahapan menggunakan alat ini yaitu dudukan cembung di posisikan pada titik pengukuran, taruh gravimeter diatasnya, sentring kestabilan alat terhadap permukaan, buka kunci bandul, baca perhitungan alat, catat datanya, tutup kunci bandul dan selesai.
5. Metode Magnetik
Survey magnetik merupakan metoda eksplorasi geofisika yang mengukur medan magnet bumi di setiap titik yang ada di muka bumi. Penggunaan metode magnetik berdasarkan pada adanya anomali medan magnetik bumi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan sifat kemagnetan dari berbagai macam batuan. Dalam kegiatan eksplorasi, survei magnetik dapat dilakukan di darat, laut maupun udara.

Laporan untuk metode geofisika :

-Percobaan 01 Metode Geolistrik 1D Konfigurasi Schlumberger
-Percobaan 02 Metode Geolistrik dengan Konfigurasi Wenner Beta
-Percobaan 03 METODE GEOLISTRIK 3D KONFIGURASI POLE-POLE 
-Percobaan 04 METODE SEISMIK

ads

Ditulis Oleh : sheva Hari: 07.35 Kategori:

0 komentar:

Poskan Komentar