Tujuan GEOFISIKA Memperkenalkan GEOFISIKA sebagai salah satu elemen / aspek dalam Ilmu Kebumian, dan perannya dalam dalam Teknologi Sumber Daya Bumi pemahaman fenomena alam mitigasi bencana kebumian Dr. Hendra Grandis dkk. dkk. Program Studi Teknik Geofisika FTTM ITB eksplorasi sumberdaya alam GEOFISIKA - 2008 Apa yang kita lakukan jika kita ingin mengetahui isi / bagian dalam bumi? Pemboran terdalam di dunia kedalamannya hanya 12 km, jarijari-jari bumi ~6400 km GEOFISIKA - 2008 GEOFISIKA - 2008 1
Jadi? Kita perlu cara atau metodologi ilmiah untuk memperkirakan bagian dalam (interior) bumi metoda tak langsung / indirect method Tidak praktis kalau setiap kali ingin tahu apa yang ada di dalam (bawah-permukaan) bumi kita harus melakukan pemboran Apa GEOFISIKA itu? Aplikasi teori / konsep FISIKA untuk mempelajari BUMI (khususnya bagian bumi padat) GEOFISIKA Instrumentasi Fisika Physics of the solid Earth Matematika Solid Earth Geophysics Applied Science / Engineering Komputasi Geolog Geologi Observasi 2
Apa yang dilakukan seorang anak jika menerima kado dan ingin mengetahui isinya? Interior bumi dapat diperkirakan berdasarkan sifat penjalaran gelombang seismik lintasan gelombang seismik jika bumi homogen lintasan gelombang seismik jika kecepatan gelombang seismik meningkat thd. kedalaman 3
Beberapa alternatif lintasan gelombang P dan S Sinar X Semakin detil analisis, semakin detil struktur interior bumi yang diketahui Ultra Sonography (USG) 4
Tomografi seismik Trench Merapi A A Sumber getaran buatan 410 km petasan slow 660 km fast vibroseis P-wave tomographic model (Widiyantoro,, 2006) dinamit Seismic Data Processing Marine Seismic 5
Use of computer technology to interpret seismic data Seismic Image of Ancient Reef [400 million years old] Use of high tech. visualization to interpret seismic data Gravitasi Hukum gravitasi Newton (universal) m 1 m 2 F = G r 2 M m Untuk bumi: : F = G R 2 M Percepatan gravitasi bumi: : g = G R 2 6
Gravitasi Berapa harga rata 2 percepatan gravitasi di permukaan bumi? dg asumsi bumi bulat dan homogen, berapa massa dan rapat massa bumi rata 2? Gravitasi Harga rapat massa bumi rata 2 ~5.5 gr/cm 3 Harga rapat massa batuan di permukaan- bumi ~2.5 gr/cm 3 Kesimpulan / interpretasi? ρ out = 2.5 gr/cm 3 ρ out = 2.5 gr/cm 3 ρ = 5.5 gr/cm 3 ρ in >> ρ = 5.5 gr/cm 3 ρ in >> ρ avg = 5.5 gr/cm 3 ρ avg = 5.5 gr/cm 3 rapat massa di bagian dalam bumi >> 5.5 gr/cm 3 Pengukuran gravitasi (g) dapat digunakan untuk memperkirakan distribusi rapat massa di bagian dalam bumi / bawah-permukaan 7
g Anomali gravitasi hasil pengukuran menggambarkan anomali rapat massa bawah- permukaan Gravitasi diukur percepatan gravitasi g 1 g 2 g 3 jarak untuk perkiraan rapat massa formasi batuan Pengukuran gravitasi Survey gravitasi pada suatu cekungan sedimen 8
data model Pemodelan data gravitasi 2-D menghasilkan profil konfigurasi cekungan sedimen proses internal di dalam inti bumi menyebabkan bumi memiliki medan magnet B T = B + b b b B medan magnet bumi (B) menginduksi partikel magnetik dalam batuan (b) dan menghasilkan komponen total (T) pengukuran variasi spasial anomali medan magnet bumi untuk eksplorasi sumberdaya alam: mineral, geotermal, hidrokarbon... 9
y variasi medan magnet sebagai fungsi dari posisi digambarkan dalam bentuk kontur (garis yang menghubungkan titik-titik dengan nilai yang sama) kontur berwarna dapat pula diberi efek pencahayaan (shaded relief map) untuk memudahkan interpretasi / penafsiran data x -200-150 -100-50 0 50 100 150 200 250 300 magnetic anomaly (nano Tesla) zona mineralisasi pada vein (urat kuarsa) dike / intrusi batuan beku N (A/m) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 data magnetik dimodelkan untuk memperkirakan distribusi sifat fisika (kemagnetan)) medium atau formasi batuan bawah-permukaan 4model (kuantitatif( kuantitatif) 4struktur geologi 3 model 3-D 3 daerah Ciemas data magnetik dapat digunakan untuk mem- perkirakan konfigurasi cekungan sedimen (daerah pengendapan hidrokarbon) kemagnetan batuan sedimen umumnya rendah kemagnetan batuan dasar (basement) volkanik umumnya tinggi data magnetik daerah lepas-pantai pantai (off-shore) Sumatera selatan 10
target ekskavasi 124 122 120 118 116 114 112 110 108 106 104 102 100 Anomali magnetik situs arkeologi Gua Pawon Cililin 3 anomali medan magnet total hasil penggalian (ekskavasi) situs arkeologi Gua Pawon Cililin, kerangka manusia purba 10 8 6 4 2 3 anomali hasil filtering 0-2 -4-6 Geo-Elektromagnetik Gangguan medan magnet bumi oleh partikel dari matahari (solar wind) dan petir dapat dimanfaatkan untuk mempelajari sifat kelistrikan (resistivitas) formasi batuan Geo-Elektromagnetik Gangguan medan magnet bumi oleh partikel dari matahari (solar wind) dan petir dapat dimanfaatkan untuk mempelajari sifat kelistrikan (resistivitas) formasi batuan 11
Survey magnetotellurik (MT) untuk eksplorasi hidrokarbon Cepu Jawa Timur Survey magnetotellurik (MT) untuk ekplorasi hidrokarbon Cepu Jawa Timur Magnetotelluric (MT) resistivity imaging of Banyuasin Prospect, North East Java Basin (Grandis et al. 2005) 2-D D and 3-D 3 D interpretation of MT data in the Bajawa geothermal field Flores, Indonesia (Uchida et al, 2002) 12
Ground Probing Radar (GPR) Studi penjalaran gelombang elektromagnetik (EM) untuk geofisika dekat-permukaan (geoteknik dan lingkungan) Survey georadar terowongan kereta-api api Jember, Jawa Timur Jakarta Bandung Survey GPR Cipularang KM xxxx Survey GPR Cipularang KM xxxx 13
Geolistrik I V C 1 P 1 P 2 C 2 Respons formasi batuan terhadap injeksi arus listrik dapat dimanfaatkan untuk studi sifat kelistrikan bawah- permukaan Identifikasi intrusi air laut pada akifer daerah pantai Pantai Selatan Jawa Tengah - Jogjakarta Identifikasi zona lemah akibat intrusi air Survey geolistrik Cipularang KM xxxx 14
Geofisika untuk Mitigasi Bencana Gempa dan tsunami Aceh 2004 Gempa Majalengka 2001 Kesimpulan Tsunami Pangandaran 2006 Kondisi tektonik dan geologi Indonesia potensi bencana: gempa bumi,, tsunami, gunung-api api, gerakan tanah, potensi sumber daya alam: migas,, mineral, geotermal, 15
Kesimpulan GEOFISIKA memiliki peran penting dalam mengkaji masalah kebumian dan sumberdaya alam Terima kasih dan selamat berjuang! GEOFISIKA merupakan salah satu alternatif pilihan studi dan pilihan karir dengan prospek yang cukup baik 16