Geofisika: Metode – Metode Geofisika

Metode Gayaberat (Gravitasi)

Metode gayaberat merupakan salah satu metode geofisika yang digunakan untuk mengetahui kondisi bawah permukaan bumi dengan cara mengamati variasi lateral dari sifat fisik batuan (densitas). Adanya perbedaan densitas (massa jenis) batuan dari suatu tempat dengan tempat lain ini menimbulkan perbedaan medan gravitasi yang relatif kecil (dalam order 10-8), oleh karena itu maka dalam pengukuran gayaberat ini diperlukan suatu alat yang memiliki kepekaan dan ketelitian yang cukup tinggi.

Penggunaan utama pada metode gayaberat ini banyak difokuskan pada survei awal dalam peninjauan ekplorasi minyak bumi, panas bumi, penelitian geologi regional, dan penelitian-penelitian geologi ekplorasi dalam lainnya.

Metode Magnetik

Metode magnetik didasarkan pada pengukuran variasi kecil intensitas medan magnetik di permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya variasi distribusi batuan termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Dari hasil pengukuran magnet diperoleh tiga macam hasil bacaan, yaitu :

Medan magnet utama yang bersumber dari dalam bumi dan berubah terhadap waktu
Medan luar yang bersumber dari luar bumi dan merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari
Medan anomali yang sebagian besar bersumber dari batuan yang mengandung material magnetik didalamnya.

Penggunaan utama pada metode magnetik ini banyak difokuskan pada survei awal dalam peninjauan ekplorasi minyak bumi, panas bumi, mineral, penelitian geologi regional, dan penelitian-penelitian geologi ekplorasi dalam lainnya.

Metode Seismik

Metode seismik digunakan untuk membaca gelombang elastik yang dihasilkan oleh getaran yang merambat dalam suatu medium di bawah permukaan bumi, dimana sumber getar tersebut dapat dihasilkan dari alam atau buatan. Sumber getaran yang dihasilkan dari alam merupakan hasil dari perubahan di bawah permukaan bumi (gempa bumi) yang berasal dari aktivitas vulkanik, aktivitas runtuhan tanah, dan aktivitas tektonik, menghasilkan gelombang seismik yang merambat dalam medium tersebut dan dicatat oleh peralatan di permukaan bumi. Peralatan seismik ini digunakan untuk memantau aktivitas-aktivitas perubahan di bawah permukaan bumi.

Disisi lain, sumber getaran buatan yang diberikan dengan sengaja di sekitar permukaan bumi untuk memberikan suatu gangguan yang menimbulkan gelombang seismik (elastik) yang merambat ke segala arah dan dideteksi oleh geophone pada suatu jarak tertentu dari sumber getarannya. Kemudian dengan mengukur waktu rambatnya, maka kecepatan perambatan gelombang pada setiap media di bawah permukaan bumi dapat diketahui, tergantung dari media penjalarannya. Metoda seismik ini secara umum terbagi menjadi metoda Seismik Reflaksi yang dilakukan dalam penyelidikan dangkal (teknik sipil dan penelitian geologi kuarter), dan Seismik Refleksi yang dilakukan dalam penyelidikan dalam (eksplorasi minyak bumi, pertambangan, dan geologi dalam).

Metode Tahanan Jenis

Metode tahanan jenis merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Besaran fisik yang mendasari metode tahanan jenis ini, adalah nilai tahanan jenis dari batuan di bawah permukaan, dimana sumbernya mempergunakan arus searah atau bolak-balik berfrekuensi rendah. Metode tahanan jenis ini dapat dibagi menjadi dua macam metode pengukuran, yaitu :

Metode tahanan jenis mapping : Bertujuan untuk mempelajari variasi tahanan jenis lapisan bawah permukaan secara horisontal dan vertikal, dengan jarak elektroda dan konfigurasinya sama pada setiap titik pengukuran.
Metode tahanan jenis sounding : Bertujuan untuk mempelajari variasi tahanan jenis lapisan bawah permukaan bumi secara vertikal dan hasilnya dikorelasikan untuk mendapatkan penyebarannya secara horisontal.

Penggunaan utama pada metode tahanan jenis ini banyak difokuskan pada penelitian geohidrologi, geologi regional, geologi teknik, arkeologi, panas bumi, dan mineral.

Metode Polarisasi Terimbas

Metode polarisasi terimbas (Induced Polarization) adalah salah satu metode geofisika yang mendeteksi terjadinya polarisasi listrik yang terjadi di bawah permukaan akibat adanya arus induktif yang menyebabkan reaksi transfer antara ion elektrolit dan mineral logam. Parameter yang diukur adalah nilai dari chargeability, yaitu nilai dari perbandingan antara peluruhan potensial sekunder terhadap waktu. Konfigurasi pengukurannya sama dengan metoda Tahanan Jenis.

Metode ini umumnya digunakan untuk penelitian eksplorasi air tanah, geoteknik, ekplorasi mineral, studi lingkungan, dan arkeologi.

Metode Elektromagnetik Untuk Penyelidikan Dangkal

Metode GPR (Ground Penetrating Radar) ini menggunakan gelombang elektromagnet, dimana pulsa elektromagnet tersebut dipancarkan ke bawah permukaan, kemudian pulsa tersebut diteruskan, dipantulkan, dan dihamburkan oleh lapisan di bawah permukaan dan direkam oleh antena penerima di permukaan. Penggunaan GPR sangat tergantung pada frekuensi antena yang digunakan, dimana penggunaan antena yang berfrekuensi tinggi digunakan untuk penyelidikan dangkal dengan resolusi yang tinggi dan penggunaan frekuensi rendah untuk penyelidikan lebih dalam tetapi resolusi lebih rendah.

Keunggulan penggunaan metode GPR ini adalah ramah lingkungan, pengambilan data yang cepat, dan keakuratan dalam mendeteksi celah dan rongga, geometri lapisan batuan, ekplorasi mineral dan bijih besi, struktur geologi dangkal, dan geologi teknik, pada kedalaman yang dangkal.

Metode Very Low Frequency

Metode elektromagnetik VLF memanfaatkan medan elektromagnetik yang dibangkitkan pemancar-pemancar gelombang radio VLF berdaya besar yang dioperasikan untuk kepentingan militer, terutama untuk berkomunikasi dengan kapal selam. Medan magnetik dan medan listrik yang dibangkitkannya disebut sebagai medan primer. Medan primer membangkitkan medan sekunder sebagai akibat adanya arus induksi yang mengalir pada benda-benda konduktor di dalam tanah. Medan sekunder yang timbul bergantung pada sifat-sifat medan primer, sifat listrik benda-benda di dalam tanah dan medium sekitarnya, serta bentuk dan posisi benda-benda tersebut. Pada daerah pengamatan VLF dilakukan pengukuran terhadap resultan medan primer dan medan sekunder, dimana perubahan resultan kedua medan tersebut tergantung pada perubahan medan sekunder. Sehingga bentuk, posisi, dan sifat listrik benda-benda di bawah daerah pengamatan dapat diperkirakan.

Metode VLF ini secara umum digunakan untuk penelitian geologi yang bersifat dangkal.

Metode Elektromagnetik Untuk Penyelidikan Dalam

Pada Metode Elektromagnet dapat dilakukan dengan dua cara berbeda, yaitu : FDEM (frequency domain electromagnet), dimana arus yang dipancarkan dari alat pemancar (Tx) berupa variasi sinusoidal yang berhubungan dengan waktu pada suatu frekuensi yang telah ditetapkan dan TDEM (time domain electromagnet), dimana arus yang dipancarkan dari Tx berupa variasi periodik. Lalu apabila di bawah permukaan bumi terdapat bahan-bahan konduktif, maka dalam bahan tersebut akan terjadi arus induksi (arus Eddy) yang menimbulkan medan elektromagnet sekunder dan diukur potensial induksinya oleh alat penerima (Rx).

Metode elektromagnet ini digunakan untuk penelitian geologi regional, pencarian benda-benda konduktif, panas bumi, mineral, dan geohidrologi.

Metode Magnetotelurik

Metode pengukuran MT (magnetotelluric) dan AMT (audio magnetotelluric) secara umum adalah sama, perbedaanya hanya pada cakupan frekuensi yang ditangkap, dimana semakin kecil frekuensi yang dihasilkan maka semakin dalam penyelidikan yang diperoleh. Metode MT memperoleh data dari frekuensi sekitar 400 Hz sampai 0.0000129 Hz (perioda sekitar 21.5 jam) sedangkan metode AMT memperoleh data dari frekuensi 10 kHz sampai 0.1 Hz, dimana sumbernya berasal dari alam (arus telurik yang terjadi di sekitar ionosfer bumi).

Untuk memperbaiki kualitas data dari gangguan elektromagnet lokal (power line, aktivitas industri, aktivitas manusia, jalan, pohon-pohon besar yang dapat menghasilkan gangguan micro-vibrations dari akar-akarnya, dll) dapat dilakukan dengan cara mengkorelasikan data dari satu alat yang disimpan statis di suatu tempat yang jauh dari gangguan elektromagnetik lokal dengan alat lainnya yang berpindah-pindah (local, remote, far remote station) dan dilakukan dalam rentang waktu yang sama yang disinkronisasikan terhadap waktu UTC.

Penggunaan metode magnetotelurik ini secara umum adalah untuk penelitian panas bumi, minyak dan gas bumi, geohidrologi, geologi regional, dan penelitian-penelitian dalam lainnya.

Alat - alat Geofisika :