BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah Latar belakang

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang dan Rumusan Masalah Latar belakang Secara umum geofisika atau fisika bumi adalah ilmu yang mempelajari tentang fenomena-fenomena fisika yang terjadi di lapisan-lapisan bumi. Adanya keterkaitan antara kedua hal ini sudah dikenal sejak muncul dan berkembangnya ilmu fisika dan studi geologi permukaan. Secara khusus, fenomena-fenomena ini dapat diterangkan secara ilmiah melalui metode pengukuran besaran-besaran fisis. Adapun metode-metode ini dapat dikelompokkan menjadi dua berdasarkan sifat sumbernya: pengukuran pasif dan aktif. Metode pengukuran pasif adalah pengukuran yang dilakukan akibat adanya respon dari dalam bumi sedangkan metode pengukuran aktif adalah pengukuran yang dilakukan dengan menggunakan sumber buatan manusia di mana bumi sebagai objek observasinya. Beberapa metode geofisika konvensional yang sudah dikenal saat ini antara lain metode geolistrik, seismik refraksi dan refleksi, GPR (Ground Penetrating Radar), medan magnetik dan gravitasi, serta magnetotellurik. Empat metode yang pertama termasuk pengukuran aktif sedangkan tiga metode terakhir termasuk pengukuran pasif. Pemanfaatan dari metode-metode geofisika ini sangat luas sehingga dapat dikelompokkan berdasarkan tujuan penggunaannya. Metode geofisika banyak digunakan dalam eksplorasi hidrokarbon dan mineral batuan dangkal, memonitor aliran air tanah, menjejak (tracing) pencemaran air tanah, serta perencanaan teknik sipil. 14

2 Selain metode-metode geofisika yang disebutkan sebelumnya, ada pula metodemetode geofisika yang baru dan dalam tahap pengembangan lebih lanjut. Kelompok metode ini dikembangkan untuk melengkapi teknik yang sudah ada atau untuk memperbaiki kekurangan yang ada pada metode sebelumnya. Salah satu metode baru tersebut adalah metode seismoelektrik. Metode seismoelektrik didasarkan pada konversi energi mekanik pada permukaan bumi menjadi energi listrik atau energi elektromagnetik (EM). Sederhananya, gelombang seismik yang digunakan sebagai sumber menginduksi medan EM. Metode pengukuran ini hampir sama dengan metode pengukuran seismik refraksi dan refleksi tetapi receiver/penerimanya menggunakan antena dipol yang ditanahkan untuk menangkap respon dari dalam bumi berupa gelombang EM. Apabila pada pengukuran digunakan rangkaian dipol dan geofon secara bersama-sama maka diperoleh sifat-sifat elastik dan elektrik lapisan-lapisan bawah permukaan. Dari uraian di atas terlihat jelas potensi penggunaan metode seismoelektrik dalam eksplorasi geofisika. Keunggulan metode ini adalah dapat mendeteksi dua parameter sekaligus sehingga dapat diaplikasikan dalam investigasi zona retakan, pencemaran limbah, sebaran air tanah, memetakan bidang batas litologi (formasi batuan) dangkal, dan perencanaan teknik. Namun, tantangan yang harus dihadapi adalah sinyal gelombang elektromagnetik yang terukur di permukaan amplitudonya sangat kecil sehingga terdistorsi oleh noise terutama noise harmoik dan teratenuasi oleh jarak tempuh sinyal yang jauh. Salah satu cara untuk meningkatkan efektivitas dan efisiensi pengukuran dan perekaman sinyal elektromagnetik dalam pengukuran seismoelektrik adalah dengan meningkatkan penggunaan channel yang bertindak sebagai receiver (antena dipol). Sinyal-sinyal yang terekam pada receiver menggambarkan tingkat 15

3 kualitas data yang terukur. Data ini kemudian diolah untuk menghilangkan noise harmonik dan non-harmonik yang terekam bersama-sama dengan sinyal elektromagnetik. Semakin tinggi kualitas sinyal yang terekam, maka informasi yang diperoleh dari data-data tersebut akan semakin akurat yang dapat membantu ahli geofisika mengambil tindakan geologis yang tepat Rumusan masalah Dari uraian pendahuluan di atas, rumusan masalah yang diajukan antara lain: bagaimana mendeteksi sinyal atau respon seismoelektrik di lapangan dengan menggunakan single channel (antena dipol)? bagaimana mengolah sinyal-sinyal yang terekam di antena dipol sehingga diperoleh informasi bawah permukaan terutama di daerah bidang batas antar-lapisan yang akurat? 1.2 Ruang Lingkup Kajian Tugas akhir ini dibatasi dalam ruang lingkup kajian sebagai berikut ilustrasi singkat mengenai konversi energi mekanik menjadi energi elektromagnetik; karakteristik gelombang seismoelektrik dan perbadingannya dengan gelombang seismik; tinjauan pustaka dan literatur lainnya (seperti paper dan jurnal internasional) untuk menurunkan persamaan-persamaan pengendali kopling elektromagnetik dan elastik pada batuan tersaturasi fluida; metodologi pengambilan data lapangan (lokasi, alat, dan prosedur) dan hasil pengukuran; 16

4 penggunaaan single channel sebagai antena penerima dipol. dalam hal ini, juga dikaji mengenai konfigurasi channel dalam pengambilan data lapangan untuk memperoleh kualitas data rekaman yang maksimal; mengolah data rekaman (noise suppressing) disertai dengan pembahasan dan analisis datanya. 1.3 Tujuan Penulisan Adapun tujuan penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: Tujuan umum: mengembangkan metode seismoelektrik yang sudah dilakukan sebelumnya di studi fisika bumi prodi fisika; memberikan umpan balik kepada pembaca atau pihak-pihak yang ingin mengembangkan metode ini selanjutnya. Tujuan khusus: menggunakan metode pengurangan blok (block substraction) dalam pengolahan sinyal seismoelektrik sebagai salah satu metode pengolahan data; bahan perbandingan bagi metode-metode pengolahan lainnya seperti zero-pole analysis; bahan perbandingan bagi metode-metode geofisika lainnya. 1.4 Anggapan Dasar Anggapan dasar dalam studi tugas akhir ini adalah kondisi geologis bawah permukaan daerah yang diobservasi berlapis-lapis dan tiap lapisan tersusun atas material yang mempunyai densitas yang sama. Anggapan dasar yang kedua adalah bahwa kondisi geologis ini mendukung terjadinya efek elektrokinetik. 17

5 1.5 Metode dan Teknik Pengumpulan Data Teknik pengumpulan data dilakukan dengan cara kuantitatif yaitu dengan cara pengambilan data di lapangan. Selain itu, digunakan data referensi sebagai bahan rujukan dan analisis pertimbangan. 1.6 Sistematika Penulisan Adapun sistematika penulisan tugas akhir ini adalah sebagai berikut: 1. BAB I PENDAHULUAN yang dibagi atas beberapa bagian: Latar Belakang dan Rumusan Masalah, Ruang Lingkup Kajian, Tujuan Penulisan, Anggapan Dasar, Metode dan Teknik Pengumpulan Data, serta Sistematika Penulisan; 2. BAB II DASAR TEORI SEISMOELEKTRIK yang dibagi atas: Fenomena Seismoelektrik Akibat Efek Elektrokinetik, Karakteristik Gelombang Seismoelektrik, Persamaan-Persamaan Pengendali (Governing Equations) Kopling Elektromagnetik dan Elastik Pada Batuan Berpori Jenuh Tersaturasi Fluida; 3. BAB III METODE PENGAMBILAN DAN PENGOLAHAN DATA SEISMOELEKTRIK yang terdiri atas: Metode Pengambilan Data Lapangan dan Metode Pengolahan Data; 4. BAB IV HASIL PENGUKURAN LAPANGAN, PENGOLAHAN, DAN ANALISIS DATA SEISMOELEKTRIK yang terdiri atas: Data Hasil Pengukuran, Pengolahan Data, dan Analisis Keseluruhan Trace; 5. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN. Tugas akhir ini juga disertai dengan 3 buah lampiran data dan tulisan sebagai bahan penjelasan lebih lanjut. 18

6 (halaman ini sengaja dikosongkan) 19