MEKANISME GEMPA BUMI

PEMBAHASAN

A.    Gempa bumi

Ayat yang berhubungan dengan gempa bumi

Artinya : “Apabila bumi digoncangkan dengan goncangan (yang dahsyat), dan bumi telah mengeluarkan beban-beban berat (yang dikandung)nya, dan manusia bertanya: “Mengapa bumi (menjadi begini)?”, pada hari itu bumi menceritakan beritanya, karena sesungguhnya Rabbmu telah memerintahkan (yang sedemikian itu) kepadanya. Pada hari itu manusia ke luar dari kuburnya dalam keadaan bermacam-macam, supaya diperlihatkan kepada mereka (balasan) pekerjaan mereka. Barangsiapa yang mengerjakan kebaikan sekecil apa pun, niscaya dia akan melihat (balasan)nya. Dan barangsiapa yang mengerjakan kejahatan sekecil apa pun, niscaya dia akan melihat (balasan)nya pula.” (QS. Al Zalzalah: 1-8)

Bumi itu dinamis, tidak statis, didalam perut bumi inti bumi cair “liquid outer core” yang sangat panas terus berputar mengelilingi inti bumi padat “solid inner core” yang dipercaya merupakan metal.  Pengaruhnya terhadap magnet bumi membuat bumi mempunyai 2 kutub magnet bumi Dibawah lithosphere adalah asthenosphere dimana terdapat dapur magma yang sangat panas dan dinamis berputar dengan siklusnya sendiri.  Ini mendorong lithosphere dimana terdapat plate diatasnya untuk bergerak dan “SELALU BERGERAK”.   Gerakan awalnya sendiri (kita anggap awal karena merupakan sumber dorongan) dari tempat naiknya magma yang mendorong lapisan diatasnya untuk bergerak (magma yang keluar nanti setelah dingin dan membeku ikut membetuk lapisan itu sendiri).  Daerah itu disebut Divergent margin (atau biasa dikenal dengan spreading center) bisa juga disebut daerah bukaan.  Karena lempeng-lempeng bergerak, maka ada yang saling bertumbukan atau bertabrakan yang disebut Convergent Margin.  Convergent margin sendiri ada dua jenis, yaitu subduction (dimana terjadi penunjaman) dan collision (terjadi pengangkatan seperti Himalaya).

Hal inilah yang menyebabkan terjadinya gempa, Gempa bumi adalah suatu peristiwa alam dimana terjadi getaran pada permukaan bumi akibat adanya pelepasan energi secara tiba-tiba dari pusat gempa. Energi yang dilepaskan tersebut merambat melalui tanah dalam bentuk gelombang getaran. Gelombang getaran yang sampai ke permukaan bumi disebut gempa bumi.

A.    Mekanisme gempa

Banyak teori yang telah dikemukan mengenai penyebab terjadinya gempa bumi. Menurut pendapat para ahli, sebab-sebab terjadinya gempa adalah sebagai berikut:

1.       Runtuhnya gua-gua besar yang berada di bawah permukaan tanah. Namun, kenyataannya keruntuhan yng menyebabkan terjadinya gempa bumi tidak pernah terjadi.

2.       Tabrakan meteor pada permukaan bumi. Bumi merupakan salah satu planet yang ada dalam susunan tata surya. Dalam tata surya kita terdapat ribuan meteor atau batuan yang bertebaran mengelilingi orbit bumi. Sewaktu-waktu meteor tersebut jatuh ke atmosfir bumi dan kadang-kadang sampai ke permukaan bumi. Meteor yang jatuh ini akan menimbulkan getaran bumi jika massa meteor cukup besar. Getaran ini disebut gempa jatuhan, namun gempa ini jarang sekali terjadi. Kejadian ini sangat jarang terjadi dan pengaruhnya juga tidak terlalu besar.

3.       Letusan gunung berapi. Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Gempa bumi jenis ini disebut gempa vulkanik dan jarang terjadi bila dibandingkan dengan gempa tektonik. Ketika gunung berapi meletus maka getaran dan goncangan letusannya bisa terasa sampai dengan sejauh 20 mil.

4.       Kegiatan tektonik. Semua gempa bumi yang memiliki efek yang cukup besar berasal dari kegiatan tektonik. Gaya-gaya tektonik biasa disebabkan oleh proses pembentukan gunung, pembentukan patahan, gerakan-gerakan patahan lempeng bumi, dan tarikan atau tekanan bagian-bagian benua yang besar. Gempa ini merupakan gempa yang umumnya berkekuatan lebih dari 5 skala Richter.

Dari berbagai teori yang telah dikemukan, maka teori lempeng tektonik inilah yang dianggap paling tepat. Teori ini menyatakan bahwa bumi diselimuti oleh beberapa lempeng kaku keras (lapisan litosfer) yang berada di atas lapisan yang lebih lunak dari litosfer dan lempemg-lempeng tersebut terus bergerak dengan kecepatan 8 km per tahun sampai 12 km per tahun. Pergerakan lempengan-lempengan tektonik ini menyebabkan terjadinya penimbunan energi secara perlahan-lahan. Gempa tektonik kemudian terjadi karena adanya pelepasan energi yang telah lama tertimbun tersebut. Daerah yang paling rawan gempa umumnya berada pada pertemuan lempenglempeng tersebut. Pertemuan dua buah lempeng tektonik akan menyebabkan pergeseran relatif pada batas lempeng tersebut.

Secara sederhana terjadinya gempa dapat dijelaskan karena “patah”, atau karena adanya patahan (disebut juga fault atau biasa disebut juga “sesar” oleh para geologist).  Apa yang patah?, yang patah adalah batuan, batuan yang berlapis-lapis yang menyusun permukaan bumi. mungkin batuan memang bisa berlapis dan bisa patah, bahkan sebelum patah dia terbengkokkan (folding) dulu. 

Secara umum ada tiga jenis patahan atau sesar, menurut mekanismenya, sesar naik (thrust fault atau reverse fault), sesar mendatar atau sesar geser (strike slip), dan sesar normal (normal fault).  secara umum bisa dikatakan gempa terjadi ketika batuan patah, baik itu patah dan naik, patah dan bergeser, maupun patah dan turun. Patahan terjadi dikarenakan batuan mengalami tekanan ataupun tarikan secara terus menerus.  Apabila elastisitas batuan sudah jenuh, maka batuan akan patah untuk melepaskan energi dari tekanan dan tarikan tersebut.  Disaat menerima tekanan batuan akan terbengkokkan, dan setelah melepaskan tekanannya batuan akan kembali ke bentuknya semula, ini dikenal dengan “ElasticRebound Theory”.

Hal ini menjelaskan mengapa pada jalur subduction zone merupakan jalur gempa, atau merupakan tempat dimana pusat gempa terjadi.  Subduction zone merupakan zona dimana bertemunya dua lempeng, maka disitulah tempat yang mengalami tekanan secara terus menerus selama jutaan tahun yang lalu sampai sekarang.  Pada saat energi tekanan semakin besar dan elastisitas batuannya sudah jenuh maka dia akan patah untuk melepaskan energi tekanan tersebut, Jadi gempa terjadi “bukan” karena tumbukan dua lempeng seperti 2 mobil yang saling bertabrakan yang asalnya saling jauh kemudian secara tiba-tiba saling bertabrakan sehingga terjadi crash, memang untuk subduction zone gempa terjadi karena interaksi antara dua lempeng yang saling menekan sehingga terakumulasi energi yang cukup besar, gempanya sendiri terjadi karena kondisi batuan pada lempeng (crust) maupun/ataupun pada lithosphere patah untuk melepaskan energi tekanan yang sudah tertumpuk disana selama kurun waktu tertentu. 

(Gambar 1.1: patahan gempa)

Pusat terjadinya gempa tektonik disebut dengan hypocenter/ focus sedangkan titik dipermukaan tanah diatas hyposenter disebut episenter. Focal depth dan focal distance adalah kedalaman hyposenter dari permukaan tanah dan jaraknya terhadap titik acuan.

DAFTAR PUSTAKA

Anonym. 2010. Mekanisme Gempa.

    http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/23857/4/Chapter%20II.pdf

    (21 Juni 2016)

Dewa.2009. Proses Tejadinya Gempa.

       https://dewaarka.wordpress.com/2009/06/04/proses-terjadinya-gempa-bumi/

       (21 Juni 2016)

Siana.2015. Gempa Bumi.

     http://www.ilmusiana.com/2015/12/proses-terjadinya-gempa-bumi.html

     (21 Juni 2016)

SEISMOLOGI

PEMBAHASAN

A.    Gempa Bumi

Ada banyak gejala alam dimuka bumi ini salah satunya adalah gelaja alam atau bencana alam yang disebut dengan seismologi. Gempa bumi terjadi akibat adana tumbukan daru dua lempeng , gunug berapi dan runtuhan batuan.

Gempa bumi adalah suatu getaran yang terjadi di dalam bumi, Menurut teori tektonik lempeng, bagian luar bumi merupakan kulit yang tersusun oleh lempeng-lempeng tektonik yang saling bergerak. Gempa bumi berdasarkan jenisnya terbagi menjadi 4 jenis, yaitu  :

a.       Gempabumi Vulkanik ( Gunung Api )

Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan

b.      Gempabumi Tektonik

Gempabumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng lempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempabumi ini banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam di bumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian bumi.

c.       Gempabumi Runtuhan

Gempabumi ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan, gempabumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal.

d.      Gempa bumi Buatan

Gempa bumi buatan adalah gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari manusia, seperti peledakan.

B.     Seismologi

Ilmu yang mempelajari mengenai gempa bumi dan struktur dalam bumi inilah yang disebut dengan Seismologi.  Pada Hakekatnya seismologi muncul setelah manusia tertarik dengan untuk mengkasi fenomena alam yang berupa gempa bumi. Karena rasa ketertarikan ini merekan mencoba mencari apa, mengapa dan kenapa gemba bumi ini terjadi.

Seiring dengan berkembangnya zaman dan seiring berjalannya waktu maka muncullah mekanisme serta kajian-kajian dan pembelajaran mengenai gempa bumi. Seperti mekanisme terjadinya gempa bumi, hal yang menyebabkan gempa bumi, deskripsi gempa bumi hingga alat yang dapat mengukur kecepatan gemba bumi tersebut.

Seismologi berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu seismos yang berarti getaran atau goncangan dan logos yang berarti risalah atau ilmu pengetahuan. Orang Yunani menyebut gempa bumi dengan kata-kata seismos tes ges yang berarti Bumi bergoncang atau bergetar. Dengan demikian, secara sederhana seismologi dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari fenomena getaran pada bumi, atau dengan kata sederhana, ilmu mengenai gempa bumi. Seismologi merupakan bagian dari ilmu geofisika.”

Dalam perkembangannya, seismologi tidak hanya mempelajari gempa bumi saja, akan tetapi digunakan juga untuk eksplorasi minyak bumi dan geoteknik. Dari ilmu Seismologi ini para ahli bisa menentukan jumlah lapisan bumi beserta jenis materinya. Disini para ahli Geofisika berperan, dengan memasang alat perekam gempa (Seismometer) para ahli bisa mengumpulkan data perambatan gelombang yang menjalar didalam bumi, dan dari data yang sudah terkumpul dari stasiun-stasiun seismometer di seluruh dunia, para ahli bisa memodelkan lapisan dalam bumi dengan menganalisa cepat rambat gelombang dari sumber gempa yang menjalar didalam medium bumi. Dari situlah model bumi terbentuk.

Di Indonesia, bidang Seismologi banyak dikerjakan oleh Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) yang memiliki tupoksi dalam pengamatan (observasi) gempa bumi dan tsunami. BMKG juga memiliki bidang Seismologi Teknik yang melakukan kerja sama dengan banyak pihak dalam pemberian data guna mendukung perancangan konstruksi tahan gempa.

Tonggak awal perkembangan seismologi modern dipicu oleh gempa Bumi besar yang terjadi pada 1 November 1755 di Lisboa, Portugal, yang menghancurkan seluruh kota dan memicu tsunami besar. Sejak peristiwa itulah, seismologi semakin dipelajari secara serius, dan terus berkembang di masa modern.

Pada saat terjadi gempabumi, dari sumbernya akan memancar gelombang elastik yang menjalar ke segala arah melalui badan dan permukaan bumi, dan bertolak dari sini dapat diketahui keadaan fisik di dalam bumi. Seperti yang dijelaskan diawal bahwa seiring berkembangnya waktu dan teknologi, seismologi tidak hanya khusu mempelajari gempa bumi melainkan adalah seismologi teknik (earthquake engineering), seismologi prospecting, seismologi nuklir, seismologi forcasting. Seismologi sendiri merupakan cabang dari Solid earth physics yang merupakan cabang ilmu geofisika. Sedang geofisika sendiri merupakan cabang dari geosains.

C.     Pembagian Seismoligi

1.     Seismologi Observasi (Observational Seismology), meliputi :

a.        Pendeteksian dan perekaman gempa-gempa yang terjadi di permukaan

bumi (Microseismology)

b.       Mengkatalog gempa-gempa

c.       Mengamati efek-efek dari gempa yang terjadi (Macroseismology)

2.     Seismologi Teknik (Engineering Seismology), meliputi :

a.     Estimasi bencana seismik dan resikonya

b.     Perancangan bangunan-bangunan tahan gempa

3.     Seismologi Fisis (Physical Seismology), meliputi

a.       Studi tentang sifat-sifat interior bumi

b.      Studi tentang karakteristik fisika dari sumber-sumber gempa

4.     Seismologi Eksplorasi (Explorational Seismology), meliputi :

-       Penerapan metode-metode seismik dalam pencarian sumber daya alam

D.    Seismograf

Seismograf juga sering disebut dengan sebutan sismometer. Sismometer berasal dari bahasaYunani: seismos gempa bumi dan metero: mengukur . MenurutGiancoli (2001 : 78) menyatakan : “Secara umum seismograf adalah alat atau sensor getaran, yang biasa digunakan untuk mendeteksi gempa bumi atau getaran pada permukaan tanah”. Hasil rekaman dari alat ini disebut seismogram.

Sebuah seismograf dapat mencatat gempa berbentuk vertical dan gempa berbentuk horizontal. Ketika terjadi gempa, getaran yang terekam adalah gelombang primer, karena kecepatan rambatnya paling tinggi, lalu diikuti oleh rekaman gelombang sekunder yang memiliki kecepatan rambat lebih rendah dari gelombang primer. Gelombang permukaan datangnya paling akhir karena memiliki kecepatan rambat paling rendah. Seismograf mencatat semua getaran dan kecepatan rambat gempa bumi dalam bentuk seismogram. Alat ini sangat sensitif terhadap gelombang seismik yang ditimbulkan karena gempa bumi, ledakan nuklir dan sumber gelombang seismik lainnya.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2012. Berbagi Ilmu Fisika. Gempa Bumi. Geonline.

        http://www.geoline/gempa bumi/2012/ bergbagi ilmu fisika .  (10 Juni 2016)

Aninom. 2011. Belajar sampai mati. Seismologi. Belajar sampai mati

       https://belajar sampai mati/2011/05/bhn-kuliah-seismologi. (10 Juni 2016)

Ardiansyah. 2008. Tentang seismologi . Geoscience.

       http://Ardiansyah.blogspot.com/2008/ Seiomologi (10 Juni 2016 )

METODE SEISMIK

PEMBAHASAN

A.    Pengertian Metode Seismik   

Gelombang seismik merupakan gelombang yang merambat melalui bumi. Perambatan gelombang ini bergantung pada sifat elastisitas batuan. Gelombang seismik dapat ditimbulkan dengan dua metode yaitu metode aktif dan metode pasif. Metode aktif adalah metode penimbulan gelombang seismik secara aktif atau disengaja menggunakan gangguan yang dibuat oleh manusia, biasanya digunakan untuk eksplorasi. Metode pasif adalah gangguan yang muncul terjadi secara alamiah, contohnya gempa. Gelombang seismik termasuk dalam gelombang elastik karena medium yang dilalui yaitu bumi bersifat elastik. Oleh karena itu sifat penjalaran gelombang seismik bergantung pada elastisitas batuan yang dilewatinya

Gelombang seismik berasal dari sumber seismik merambat dengan kecepatan V1 menuju bidang batas, kemudian gelombang dibiaskan dengan sudut datang kritis sepanjang interface dengan kecepatan V2. Dengan menggunakan prinsip Huygens pada interface, gelombang ini kembali ke permukaan sehingga dapat diterima oleh penerima yang ada di permukaan

Metode seismik merupakan salah satu metode yang sangat penting dan
banyak dipakai di dalam teknik geofisika. Hal ini disebabkan metode seismik
mempunyai ketepatan serta resolusi yang tinggi di dalam memodelkan struktur geologi di bawah permukaan bumi. Dalam menentukan struktur geologi, metode seismik dikategorikan ke dalam dua bagian yang besar yaitu seismik bias dangkal (head wave or refrected seismic) dan seismik refleksi (reflected seismic). Seismik refraksi efektif digunakan untuk penentuan struktur geologi yang dangkal sedang seismik refleksi untuk struktur geologi yang dalam (tidak dibahas dalam makalah ini).

Dasar teknik seismik dapat digambarkan sebagai berikut. Suatu sumber gelombang dibangkitkan di permukaan bumi. Karena material bumi bersifat elastic maka gelombang seismik yang terjadi akan dijalarkan ke dalam bumi dalam berbagai arah. Pada bidang batas antar lapisan, gelombang ini sebagian dipantulkan dan sebagian lain dibiaskan untuk diteruskan ke permukaan bumi. Dipermukaan bumi gelombang tersebut diterima oleh serangkaian detektor (geophone) yang umumnya disusun membentuk garis lurus dengan sumber ledakan (profil line), kemudian dicatat/direkam oleh suatu alat seismogram. Dengan mengetahui waktu tempuh gelombang dan jarak antar geophone dan sumber ledakan, struktur lapisan geologi di bawah permukaan bumi dapat diperkirakan berdasarkan besar kecepatannya.  Metode seismik dikategorikan ke dalam dua bagian yang besar yaitu seismik bias dangkal (head wave or refrected seismic) dan seismik refleksi (reflected seismic). Seismik refraksi efektif digunakan untuk penentuan struktur geologi yang dangkal sedang seismik refleksi untuk struktur geologi yang dalam

B.     Metode Seismik Refleksi

Metode seismik refleksi merupakan salah satu metode geofisika yang menggunakan perambatan gelombang elastik yang dihasilkan oleh suatu sumber pada permukaan kemudian berpropagasi ke bawah permukaan dan sebagian energinya direfleksikan dan direkam oleh penerima di permukaan. Gelombang elastik terdiri dari dua macam gelombang, yaitu gelombang body yang terdiri dari gelombang P dan gelombang S, dan gelombang permukaan, yaitu gelombang Love dan gelombang Rayleigh. Pada metode seismik refleksi, jenis gelombang yang digunakan yaitu gelombang body terutama pada gelombang P atau gelombang kompresi. Gelombang kompresi ini atau disebut dengan gelombang suara, yaitu gelombang yang arah gerak partikelnya searah dengan arah rambatnya dan kecepatannya lebih besar dari gelombang S yang arah gerak partikelnya tegak lurus dengan arah rambatnya.

C.     Metode Seismik Refraksi

Menurut Rucker (2006), “seismic refraction is an effective tool for horizontal, lateral characterization as well as vertical characterization.” Seismik refraksi dihitung berdasarkan waktu yang dibutuhkan oleh gelombang untuk menjalar pada batuan dari posisi sumber seismik menuju penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi setelah sinyal pertama (firstbreak) diabaikan, karena gelombang seismik refraksi merambat paling cepat dibandingkan dengan gelombang lainnya kecuali pada jarak (offset) yang relatif dekat sehingga yang dibutuhkan adalah waktu pertama 16 kali gelombang diterima oleh setiap geophone. Kecepatan gelombang P lebih besar dibandingkan dengan kecepatan gelombang S sehingga waktu datang gelombang P yang digunakan dalam perhitungan metode ini. Parameter jarak dan waktu penjalaran gelombang dihubungkan dengan cepat rambat gelombang dalam medium. Besarnya kecepatan rambat gelombang tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang ada dalam material yang dikenal sebagai parameter elastisitas.

Prinsip utama metode refraksi adalah penerapan waktu tiba pertama gelombang baik langsung maupun gelombang refraksi. Mengingat kecepatan gelombang P lebih besar daripada gelombang S maka kita hanya memperhatikan gelombang P.

Kanao et al (2012) menentukan kecepatan gelombang P untuk mengetahui struktur dari permukaan dan bawah permukaan bumi sehingga menunjukkan tiap lapisan dengan analisis penjalaran waktu gelombang seismik. Topografi bedrock dikhususkan untuk struktur lereng yang curam dianalisis dari profil seismik.

Sedangkan pada tahap pengolahan data seismik refraksi terdapat pula beberapa metode yaitu metode T-X yang terdiri dari Intercept Time Method (ITM) dan Critical Distance Method (CDM), metode Delay Time, metode ABC, metode plus-minus, metode Generalized Reciprocal Method (GRM), metode Hagiwara, dan metode Matsuda.

Adapun keunggulan metode seismik refraksi antara lain sebagai berikut.

1.      Pengamatan refraksi membutuhkan lokasi sumber dan penerima yang kecil, sehingga relatif murah dalam pengambilan datanya .

2.      Prosessing refraksi relatif simpel dilakukan kecuali proses filtering untuk memperkuat sinyal first berak yang dibaca.

3.       Akuisisi data seismik refraksi dan lokasi yang cukup kecil, maka pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti metode geofisika lainnya.

Sedangkan kelemahan metode seismik refraksi antara lain sebagai berikut.  

1.      Dalam pengukuran yang regional, seismik refraksi membutuhkan offset yang lebih lebar.

2.      Seismik bias hanya bekerja jika kecepatan gelombang meningkat sebagai fungsi kedalaman.

3.      Seismik bias biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing-masing lapisan memiliki dip dan topografi.

DAFTAR PUSTAKA

Kiswarasari, 2013. Aplikasi metode seismik refraksi. Semarang : UNS

Setiawan, 2008. Pemetaan Batuan Dengan Metode seismik refraksi. Depok :

     Universitas Indonesia Depok

Susilawati, 2004. Seismik Refraksi. Sumatera : USU digital Library

METODE MAGNETIK

PEMBAHASAN

A.    Metode magnetik

QS. Al-Luqman ayat 10

خَلَقَ السَّمَاوَاتِ بِغَيْرِ عَمَدٍ تَرَوْنَهَا ۖ وَأَلْقَىٰ فِي الْأَرْضِ رَوَاسِيَ أَنْ تَمِيدَ بِكُمْ وَبَثَّ فِيهَا مِنْ كُلِّ دَابَّةٍ ۚ وَأَنْزَلْنَا مِنَ السَّمَاءِ مَاءً فَأَنْبَتْنَا فِيهَا مِنْ كُلِّ زَوْجٍ كَرِيمٍ

Artinya: Dia menciptakan langit tanpa tiang yang kamu melihatnya dan Dia meletakkan gunung-gunung (di permukaan) bumi supaya bumi itu tidak menggoyangkan kamu; dan memperkembang biakkan padanya segala macam jenis binatang. Dan Kami turunkan air hujan dari langit, lalu Kami tumbuhkan padanya segala macam tumbuh-tumbuhan yang baik.

Metode geomagnetik didasarkan pada sifat kemagnetan (kerentanan magnet) batuan, yaitu kandungan magnetiknya sehingga efektifitas metode ini bergantung kepada kontras magnetik di bawah permukaan. Di daerah panas bumi, larutan hidrotermal dapat menimbulkan perubahan sifat kemagnetan batuan, dengan kata lain kemagnetan batuan akan menjadi turun atau hilang akibat panas yang ditimbulkan. Karena panas terlibat dalam alterasi hidrotermal, maka tujuan dari survei magnetik pada daerah panas bumi adalah untuk melokalisir daerah anomali magnetik rendah yang diduga berkaitan erat dengan manifestasi panas bumi.

B.     Prinsip-Prinsip Penerapan Metode Magnetik

Paleomagnetisme adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat kemagnetan bumi yang merekam dalam batuan pada waktu pembentukanya. Untuk batuan beku, kemagnetan mulai terekam pada saat proses pendingin magma melewati titik beku dimana mineral-mineral bersifat magnet terinduksi oleh medan magnet bumi. Dalam suatu studi paleomagnet untuk mengetahui arah medan magnet bumi pada saat batuan beku terbentuk, syaratnya adalah mengetahui terlebih dahulu kemiringan tubuh tersebut yang terjadi setelah pembekuan. Umumnya tubuh batuan beku mengalami perubahan kemiringan saat terjadi gaya kompresi, seperti perlipatan. Seringkali kemiringanya ditentukan dari lapisan batuan sedimen yang diterobosnya.

Pada prinsipnya, dalam penyelidikan magnet selalu dianggap bahwa kemagnetan batuan yang memberikan respon terhadap pengukuran magnet hanya disebabkan oleh pengaruh kemagnetan induksi. Dengan demikian, sifat kemagnetan ini dipergunakan sebagai dasar dalam penyelidikan-penyelidikan magnet. Sedangkan kemagnetan sisa pada umumnya seringkali diabaikan dalam penyelidikan magnet karena disamping pengaruhnya sangat kecil, juga untuk memperoleh besaran dan arah kemagnetannya harus dilakukan pengukuran di laboratorium paleomagnetik dengan menggunakan alat khusus.

C.     Prinsip Kemagnetan

Bumi merupakan magnet alam raksasa, dapat dibuktikan dengan alat yang dinamakan kompas, dimana jarum penunjuk pada kompas akan menunjukkan arah utara dan selatan bumi kita. Karena sekeliling bumi sebenarnya dilingkupi garis gaya magnet yang tidak tampak oleh mata kita tapi bisa diamati dengan kompas keberadaannya. Penyebab bumi bersifat magnetik karena faktor perputaran inti bumi yang bersifat cair. Inti cair bumi terdiri dari lelehan besi dan nikel yang bertemperatur 5000oC. Lelehan besi dan nikel ini mengandung sejumlah muatan listrik yang berputar mengelilingi sumbunya sehingga menimbulkan medan magnet yang arahnya sesuai dengan aturan tangan kanan. Hal tersebutlah yang membuat bumi menjadi sebuah magnet raksasa dengan kutub selatan magnet berada di utara dan kutub utara berada di selatan, seperti yang terlihat pada Gambar

          (gambar garis gaya magnetic )                        

A.    Medan Magnetik Bumi    

Bumi berlaku seperti sebuah magnet sferis yang sangat besar dengan suatu medan magnet yang mengelilinginya. Medan itu dihasilkan oleh suatu dipole magnet yang yang terletak pada pusat bumi. Sumbu dipole ini bergeser sekitar 11° dari sumbu rotasi bumi, yang berarti kutub utara 21 geografis bumi tidak terletak pada tempat yang sama dengan kutub selatan magnetik bumi. Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis yang dapat diukur yaitu arah dan intensitas kemagnetanya. Parameter fisis itu adalah deklinasi magnetik magnetik, intensitas horizontal H dan intensitas vertikal Z. dari elemen ini semua medan magnet lainya dapat dihitung. Parameter yang menggambarkan arah medan magnetik adalah deklinasi D (sudut antara utara magnetik dan utara geografis) dan inklinasi I (sudut antara bidang horizontal dan vektor medan total), yang diukur dalam derajat.             

B.     Anomali Medan Magnetik

Variasi medan magnet yang terukur di permukaan merupakan target dari survey magnetik (anomali magnet). Besarnya anomal magnetik berkisar ratusan sampai ribuan nanotesla, tetapi ada juga yang lebih besar dari 24 1000.000 nT yang berupa endapan magnetik. Secara garis besar anomal ini disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnet induksi. Medan magnet remanen mempunyai peranan yang besar pada magnetisasi batuan, yaitu pada besar dan arah medan magnetnya serta sangat rumit untuk diamati, karena berkaitan dengan peristiwa kemagnetan yang dialami sebelumnya. Sisa kemagnetan ini disebut dengan normal residual magnetism yang merupakan akibat dari magnetisasi medan utama. Anomali yang di peroleh dari survei merupakan hasil gabungan dari keduanya, bila arah medan magnet remanen sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya bertambah besar, demikian sebaliknya. Dalam survei magnetik, efek medan remanen akan diabaikan apabila anomali medan magnet kurang dari 25 % medan magnet bumi.

C.    Sifat-Sifat Kemagnetan Batuan

Batuan atau mineral dapat dibedakan menjadi beberapa bagian berdasarkan perilaku atom-atom penyusunnya jika mendapat medan magnet luar  yaitu : diamagnetik, paramagnetik, ferromagnetik, ferrimagnetik dan antifferomagnetik. Berikut penjelasan masing-masing bagian:

1.      Diamagnetik

Batuan diamagnetik mempunyai harga suseptibilitas k negatif, sehingga intensitas imbasan dalam batuan atau mineral tersebut mengarah berlawanan dengan gaya medan magnet, Contoh batuan diamagnetik antara lain : marmer, bismuth dan kuarsa.

2.      Paramagnetik

Batuan atau mineral paramagnetik mempunyai kerentanan magnet positif dan akan mengecil sesuai dengan menurunnya suhu, Sifat-sifat paramagnetik akan timbul bila atom atau molekul suatu batuan atau mineral memiliki momen magnet pada waktu tidak terdapat medan luar dan interaksi antara atom lemah. Contoh batuan paramagnetik antara lain : piroksen, olivine, garnet dan biotit.

3.      Feromagnetik

Atom-atom dalam bahan ferromagnetik memiliki momen magnet dan interaksi antara atom-atom tetangganya begitu kuat sehingga momen semua atom dalam suatu daerah mengarah sesuai dengan medan magnet luar yang diimbaskan, Contohnya : besi, cobalt dan nikel.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2010. http://digilib.unila.ac.id/14477/6/BAB%20IIIA.pdf

Diakses 20 Juni 2016

 

Supryanto, 2007. Analisis Geofisika. Jakarta: UI

METODE-METODE GEOFISIKA

PEMBAHASAN

A.    Geofisika

Ayat yang berhubungan dengan geofisika

Q.S. Ali-Imran : 190

ٱلْأَلْبَٰبِ لِّأُو۟لِى لَءَايَٰتٍ وَٱلنَّهَارِ ٱلَّيْلِ وَٱخْتِلَٰفِ وَٱلْأَرْضِ ٱلسَّمَٰوَٰتِ خَلْقِ فِى إِنَّ

Artinya: “Sesungguhnya dalam pencIptaan langit dan bumi, dan silih bergantinya malam dan siang dan terdapat tanda-tanda bagi orang-orang yang berakal”.

Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. 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.

Bumi sebagai tempat tinggal manusia secara alami menyediakan sumber daya alam yang berlimpah. Kekayaan sumber daya alam Indonesia sangat melimpah, sehingga kita sebagai generasi penerus bangsa harus berupaya untuk dapat memanfaatkan sumber daya yang ada tersebut untuk kesejahteraan bangsa. Keterbatasan ilmu untuk mengolah sumberdaya alam tersebut memang menjadi kendala bagi kita untukmelakukan eksplorasi terhadap kekayaan alam yang kita miliki tersebut.  Sehingga kita merasa perlu untuk mempelajari cara atau metode untuk mengungkap suatu informasi yang terdapat di dalam perut bumi. Salah satu cara atau metode untuk memperoleh informasi tersebut adalah dengan menggunakan metode survei geofisika. Survei geofisika yang sering dilakukan selama ini antara lain metode gravitasi (gayaberat), magnetik, seismik, geolistrik (resistivitas) dan elektromagnetik.

B.     Metode-metode Geofisika

Geofisika memiliki beberapa meetode yang digunakan ketika memakukan menelitian atau survey untuk mengetahui hasil atau apa yang terkandung dalam perut bumi tersebut, diantaranya adalah :

1.   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. 

2.      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 :

a.  Medan magnet utama yang bersumber dari dalam bumi dan berubah terhadap waktu

b.  Medan luar yang bersumber dari luar bumi dan merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari

c.  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.

3.      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).

4.      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 :

a.       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.

b.      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.

5.      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.

6.      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.

7.      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.

8.      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.

9.      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.

DAFTAR PUSTAKA

Anonym, 2010 http://psg.bgl.esdm.go.i/sarana-survei/peralatan-survei geofisika

Diakses pada 20 Juni 2016

Supryanto, 2007. Analisis Geofisika. Jakarta: UI