Geofisika

GEOFISIKA

Geofisika berasal dari kata geo, yang artinya bumi, dan fisika. Dari akar keilmuannya sendiri, geo berasal dari kata geologi. Jadi, geofisika ialah ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip fisika untuk mengetahui dan memecahkan masalah yang berhubungan dengan bumi, atau dapat pula diartikan mempelajari bumi dengan
menggunakan prinsip-prinsip fisika. Karena perkembangannya yang sangat cepat, batas yang jelas antara geologi, fisika, dan geofisika menjadi semakin kabur. Sebagian orang menganggap geofisika sebagai bagian dari geologi, sementara yang lain menganggapnya sebagai bagian dari ilmu fisika. Secara klasik urutan penyelidikan geofisika untuk eksplorasi di suatu daerah adalah magnetik, gaya berat, seismik bias dan pantul. Dalam pelaksanaannya urutan penyelidikan demikian sering tidak diikuti, hal itu terdorong oleh beberapa hal
diantaranya keterbatasan biaya dan adanya keinginan untuk memperoleh data secepat- cepatnya.
Penelitian geofisika umum bermanfaat untuk mendapatkan gambaran geologi,bisa dalam arti yang luas ataupun dalam arti yang khusus.Data yang dihasilkan bermanfaat bagi pemeta geologi, geoteknik, dan hidrogeologi.
Dalam arti yang luas berarti masih bersifat umum dan biasanya untuk daerah yang luas, misalnya untuk membedakan batuan sedimen berikut struktur regionalnya. Data demikian bisa didapat dengan metoda seismik atau gaya berat umum. Data khusus misalnya untuk mengetahui penyebaran lapisan batubara tertentu, bisa dibantu untuk mendapatkan indikasinya mempergunakan gaya magnet di tanah, tahanan listrik,seismik
pantul.
1. Metoda Gaya Berat (Gravitasi)
Metoda ini untuk mengukur adanya perbedaan kecil medan gaya berat batuan.Perbedaan ini disebabkan karena adanya distribusi massa yang tidak merata dikerak bumi sehingga menimbulkan tidak meratanya distribusi massa jenis batuan.

Batu beku atau malihan yang umumnya mempunyai massa jenis lebih besar dari batu sedimen dapat dibedakan dengan metoda ini. Demikian juga batuan dasar (basement) dengan batuan sedimen diatasnya. Oleh karenanya metoda ini sering dipergunakan untuk penelitian bentuk permukaan batuan dasar. Batubara umumnya mempunyai massa jenis antara 1.2 sampai 1.3; sedangkan batuan lain yang terdapat diatas dan di bawahnya umumnya mempunyai massa jenis antara 1.8 sampai 2.1. Metoda gaya berat dapat untuk membedakan batubara tersebut, akan tetapi persyaratannya yang harus dipenuhi yaitu : Titik pengamatan sangat rapat Lapisan batubaranya sangat tebal Terletak dekat permukaan
2. Metoda Geomagnet
Metoda ini untuk mengukur sifat kerentanan magnet batuan. Kerentanan magnet batuan tergantung dari kandungan mineral yang bersifat magnetik, misalnya magnetit atau ilmenit di dalam batuan. Batuan sedimen umumnya mempunyai angka kerentanan magnet yang rendah, sedangkan batuan dasar umumnya lebih
tinggi. Batuan yang mengandung unsur besi atau batuan ultra basa mempunyai angka kerentanan magnet yang tinggi. Batuan sedimen yang terpanasi, misalnya oleh adanya lapisan batubara yang terbakar, umumnya mempunyai angka kerentanan magnet yang cukup tinggi. Kegunaan utama metoda ini di dalam eksplorasi batubara adalah untuk meneliti adanya terobosan batuan beku, adanya struktur besar dan adanya lapisan batubara yang telah terbakar. Adanya tanah laterit yang mempunyai angka rentetan magnet agak tinggi harus diperhatikan ketika sedang melakukan penelitian di lapangan, karena gejala demikian dapat sebagai indikatorr adanya bekas lapisan batubara yang terbakar.
3. Metoda Geolistrik Tahanan Jenis
Metoda ini bertujuan untuk menetapkan distribusi potensial listrik pada permukaan tanah. Dengan demikian secara tidak langsung juga merupakan penentuan tahanan jenis lapisan batuan. Tahanan batuan terhadap aliran listrik (resistivity) tergantung kepada sifat mineral pembentuk batuannya dan sifat cairan yang mengisi rongga pada batuan tersebut. Batubara umumnya mempunyai sifat menahan aliran listrik, sedangkan batu serpih,
batu pasir, dan batu gamping umumnya lebih bisa mengalirkan aliran listrik. Metoda tahan jenis umumnya dipergunakan untuk mengetahui singkapan lapisan batubara yang posisinya miring, dimana singkapan tersebut tertutup tanah sehingga sukar diketahui dengan cara pemetaan geologi biasa. Selain itu metoda ini dapat
pula untuk meneliti zona batubara yang teroksidasi, batuan beku yang tidak muncul ke permukaan dan sesar yang dekat permukaan (Johnson, 1977).
Dalam hal ini harus berhati-hati sekali, karena batubara yang banyak mengandung rekah yang terisi air dapat menunjukkan sifat tahanan jenis yang rendah sehingga sukar dibedakan dengan batuan di sekitarnya.
4. Metoda Magnet Listrik (Elektromagnet) Pada metoda ini terdapat sumber medan elektromagnetik yang membangkitkan medan primer. Apabila dibawah permukaan tanah mengandung bahan konduktif, di dalam batuan tersebut akan terjadi arus oleh induksi, dan arus ini menimbulkan medan sekunder. Pada jarak tertentu dari sumber, diletakkan penerima dan alat pengukur dan penguat. Metoda ini mirip penggunaannya dengan metoda tahanan jenis. Kelebihannya, metoda ini lebih praktis karena tidak memerlukan dudukan elektroda yang baik di permukaan tanah. Metoda ini juga dapat dioperasikan di atas yang mempunyai sifat
tahanan listrik yang tinggi. Oleh karenanya metoda ini dapat dikerjakan dengan cepat. Metoda ini dapat dipergunakan untuk penelitian ke dalam batuan dasar, unit batuan yang mengandung batubara, zona singkapan batubara, terobosan batuan beku, dan struktur geologi yang besar.
5. Metoda Seismik pantul (refleksi) dan Bias (refraksi).
Metoda seismik berdasarkan bahwa kecepatan penjalaran gelombang seismik ditentukan oleh sifat elastisitas mediumnya. Gelombang yang melalui media yang berbeda kepadatannya akan mempunyai kecepatan penjalaran yang berbeda. Pada dasarnya dalam metoda ini kita memberikan suatu gelombang seismik buatan
(dengan ledakan, misalnya) pada suatu media, dan kemudian diamati gejala penjalarannya dengan menangkap gejala tersebut melalui geofon. Dari patron gelombang yang tertangkap ini kita mencoba menafsirkan apa yang terkandung di
dalam tanah di daerah yang sedang diteliti. Metoda pantul meneliti pantulan gelombang yang dibuat orang (misalnya bahan peledak) oleh lapisan batuan di bawah tanah. Pencatatan gelombang pantul dilakukan oleh geofon. Dari perhitungan beda waktu peledakan dengan penerimaan oleh geofon, maka kedalaman suatu horizon pemantul (reflektor) di bawah tanah dapat diketahui. Metoda ini biasanya untuk mengadakan penelitian di tempat yang dalam. Akhir- akhir ini sering pula metoda ini dipergunakan untuk penelitian di tempat dangkal (Jackson, 1981), meliputi penelitian ke dalam lapisan batuan dan struktur geologi.
Gambaran cara kerja metoda seismik pantul tampak . Sumber gelombang biasnya dinamit, palu hidrolis, atau vibroseis yang dikembangkan oleh continental oil company. Lubang tembak dibuat dengan bor hingga mencapai kedalaman di bawah lapisan tanah. Jalur pengukuran sebaiknya menghindari kota, bentangan transmisi, dan jalan air. (Jackson, 1981). Pencatat (recorder) terdiri dari banyak geopon, yang disusun dalam 24 rangkaian (channel). Setiap rangkaian biasanya terdiri dari 8 buah geopon atau kelipatan dari
8. letak rangkaian tergantung kepada bentuk topografi. Jarak antara setiap geopon di dalam satu rangkaian biasanya 1 meter atau lebih, sedangkan jarak antara rangkaian bisa mencapai 15 m. Metoda ini memerlukan banyak perhitungan yang cukup ruwet dengan hasil yang bisa cukup diteliti. Metoda seismik refraksi hampir serupa dengan metoda pantul, akan tetapi metoda ini lebih sederhana. Sumber gelombang didekat permukaan (kurang lebih 1 m di bawah permukaan tanah), tidak perlu pemboran seperti pada metoda pantul. Jumlah
geoponnya hanya 24 buah, karena pada setiap rangkaian (channel) cukup 1 buah saja. Gelombang yang dicatat adalah gelombang bias yang setelah mencapai sudut kritis dan kemudian merambat melalui batas litologi, dan akhirnya ditangkap oleh geofon di permukaan. Jangkauan metoda ini terbatas di tempat dangkal, mencapai kedalaman kurang lebih sepertiga dari panjang bentangan geofonnya. Gambaran stratigrafi dan struktur yang didapat dari metoda ini biasanya bermanfaat untuk menunjang eksplorasi batubara di daerah dangkal.