By Kadek Arsana BAB I PEMBAHASAN 1.1 Latar Belakang Indonesia adalah negeri yang kaya akan sumber daya alam. Bumi Indonesia dianggap sebagai laboratoium kebumian yang paling habat untuk dapat mengeksplorasi sumber-sumber alam yang ada di Indonesia. Namun keterbatasan ilmu untuk mengelola sumber daya alam tersebut menjadi kendala untuk melangkah leboh lanjut. Sehingga kita perlu untuk mempelajari cara atau metode untuk mengungkap suatu informasi yang terdapat didalam perut bumi. Salah satu cara adalah cabang ilmu fisika yang mempelajari bidang bumi khususnya perut bumi berdasarkan konsep fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorology, elektrisitas atmosfer dan fisika ionesfer. Penelitian feofisika untuk mengetahui kondisi dibawah permukaan bumi melibatkan pengukuran diatas permukaan bumi dari parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditapsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara vertical maupun horizontal. Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara local yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi deoteknik (penentuan pondasi bangunan dll). Survey geofisika yang sering dilakukan selama ini antara lain metode elektromagnetik. 1.2 Rumusan Masalah 1.2.1
Apa yang dimaksud dengan elektromagnetik?
1.2.2
Jelaskan tentan metode elektromagnetik!
1.2.3
Jelaskan tentang metode elektromagnetik VLF?
1
1.2.4
Apa saja parametr yang digunakan pada metode elektromagnetik
VLF? 1.2.5
Jelaskan tentang metode ground penetrating radar (GPR)
1.3 Tujuan 1.3.1
Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan gelombang
elektromagnetik. 1.3.2
Untuk mengetahui metode elektromagnetik.
1.3.3
Untuk mengetahui metode elektromagnetik VLF.
1.3.4
Untuk mengetahui parameter pada metode elektromagnetik.
2
BAB II PEMBAHASAN 2.1 ELEKTROMAGNETIK Teori elektromagnetik merupakan suatu teori yang menjelaskan hubungan antara medan listrik dan medan magnet, yang menimbulkan rambatan gelombang elektromagnet. Teori ini dikemukakan oleh James clark Maxwell pada tahun 1865. menurut Maxwell, medan listrik yang berubah akan menimbulkan medan magnet, sementara itu, Faraday berpendapat bahwa perubahan medan magnet menimbulkan medan listrik. Jadi sifat saling terkait dan berkelanjutan antara medan listrik dan medan magnet inilah yang menyebabkan timbulnya gelombang elektromagnetik. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang padauan antara medan listrik dengan medan magnet, disebabkan oleh muatan listrik bergerak dipercepat. Kemudaian
Maxwell
menurnkan
persamaan
rambatan
gelombang
elektromagnetik itu dalam ruang hampa sebesar :
c=
1
µε o
dimana
≈ 1x10 8 m / s o
ε
o
µ
o
c
= permitivitas ruang hampa (8,85 x 10-12 C/N.m2) = permeabilitas ruang hampa (12,6 x 10-7 Wb/A.m)
= cepat rambat gelombang elektromagnetik
2.2 METODE ELEKTROMAGNETIK
3
Salah satu metode yang banyak digunakan dalam prospeksi geofisika adalah metode elektromagnetik. Metode elektromagnetik biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda konduktif. Perubahan komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkan untuk menentukan struktur bahwa permukaan. Medan elektromagnetik yang digunakan dapat diperoleh dengan sengaja membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerah observasi. Pengukuran semacam ini disebut teknik pengukuran aktif. Metode ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh besarannya sumber yang dibuat. Teknik pengukura lain adalah teknik pengukuran pasif. Tenik ini memanfaatkan medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak sengaja dibangkitkan. Gelombang elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan dari pemancar frekuensi rendah (15-30 kHz) adalah yang biasa disebut VLF. Teknik ini lebih praktis dan mempunyai jangkauan daerah pengamatan yang luas. 2.3 METODE ELEKTROMAGNETIK VLF (VERY LOW FREQUENCY) Metode ini bertujuan untuk mengukur harga daya konduktivitas batuan berdasarkan
pengukuran
gelombang
elektormagnetik
skunder.
Metode ini
memanfaatkan gelombang hasil induksi elektomagnetik yang berfrekuensi sangat rendah. Karna frekuensinya yang cukup rendah, gelombang ini memiliki penetrasi yang cukup dalam. Gelombang ini juga menjalar ke seluruh dunia dengan atenuasi yang kecil dalam pandu gelombang antara permukaan bumi dan ionosfer. Karena induksi gelombang tersebut, maka di dalam medium oleh batuan akan timbul arus induksi. Arus induksi inilah yang menimbulkan medan skunder yang dapat ditangkap di permukaan bumi. Besarnya kuat medan elektromagnetik skunder ini sebanding dengan besarnya daya hantar listrik batuan (rho), sehingga dengan mengukur kuat medan pada arah tertentu, maka secara tidak langsung kita dapat mendeteksi daya hantar listrik batuan dibawahnya. Metode yang digunakan adalah Tilt Angle, yaitu mendeteksi struktur konduktif dan kontak geologi. Seperti daerah yang retal-retak (cracks) adalah rongga yang titik air adalah hanya berisi udara saja. Xona alterasi adalah meneralisasi, xona patahan dan dyke. Pada batuan sediment akan baik untuk penentuan keberadaan
4
lempeng, variasi ketebalan bedrock juga untuk mengetahui pelamparan zat-zat pencemaran lingkungan. 2.4 PARAMETER ELEKTROMAGNET VLF Adapun parameter elektromagnet VLF yang penting adalah 2.4.1
Pemancar Pemancar ini mulai dibangun sejak perang dunia I, digunakan untuk
komunikasi jarak jauh karena kemampuannya untuk komunikasi gelombal dengan pelemahan yang sangat kecil pada gelombang bumi ionesfer. Penetrasinya cukup efektif hingga dapat menembus laut dalam. 2.4.2
Pengaruh Atmosfer Sumber nois yang utama adalah radiasi medan elektromagnetik
akibat kilat atmosfer baik di tempat dekat atau jauh dari lokasi pengukuran. Pada frekwensi VLF radiasi medan ini cukup dapat melemahkan sinyal yang dipancarkan oleh pemancar. Daerah yang cukup banyak badai tersebut adalah Amfira tengah dan Asia tenggara termasuk Indonesia. Nois kedua adalah variasi diurnal medan elektromagnetik bumi dimana terjadi pergerakan badai dari arah timur ke barat yang terjadi mulai siang hingga sore hampir malam. 2.4.3
Rambatan Gelombang Elektromagnetik Pada elektromagnetik VLF dengan frekuensi <100 KHz, arus
pergeseran akan lebih kecil dari arus konduksi karena permitivitas dieletrik batuan rata-rata cukup kecil dan konduktivitas target biasanya > 10-2 S/m. hal ini menunjukkan efek medan akibat arus konduksi memegang peranan penting ketika terjadi perumbahan konduktivitas batuan. 2.4.4
Pelemahan (Atenuasi) Medan Pelemahan medan ini mempengaruhi kedalaman. Kedalaman pada
saat amplitudo menjadi 1/e (kira-kira 37%) dikenal sebagai skin depth atau kedalaman kulit. Kedalaman ini dalam metode elektromagnetik disebut
5
sebagai kedalaman penetrasi gelombang, yaitu kedalaman = 504
ρ f
dimana ρ adalah resistivitas dalam ohm-meter, dan f adalah frekuensi. 2.5 Metode Ground Penetrating Radar (GPR) Ground Penetrating Radar (GPR) merupakan metode goefisika dengan menggunakan teknik elektromagnetik yang dirancang untuk mendeteksi objek yang terkubur di dalam tanah dan mengevaluasi kedalaman objek tersebut. GPR juga dapat digunakan untuk mengetahui kondisi dan karakteristik permukaan bawah tanah tanpa mengebor ataupun menggali tanah. Sisterm GPR terdir atas pengirim (transmitter), yaitu antena yang terhubung ke sumber pulsa (Generator Pulsa) dengan adanya pengaturan timing circuit, dan bagian penerima (receiver) yang kemudian terhubung ke unit pengolahan (data processing) serta display sebagai tampilan outputnya. Berdasarkan blok diagram di atas, masing – masing blok mempunyai fungsi yang cukup penting dan saling ketergantungan. Hal ini dikarenakan GPR merupakan suatu sistem mulai dari penghasilan pulsa pada pulse generator lalu melewati blokblok yang ada kemudian sampai pada blok display dimana kita dapat melihat bentuk dan kedalaman objek yang dideteksi. Namun dalam hal ini antena memegang peranan yang sangat penting karena menentukan unjuk kerja dari sistem GPR itu sendiri. Adapun faktor yang berpengaruh dalam menentukan tipe antena yang digunakan, sinyal yang ditransmisikan, dan metode pengolahan sinyal yaitu : 1.
Jenis objek yang akan dideteksi
2.
Kedalaman objek
3.
Karakteristik elektrik medium tanah atau properti elektrik.
Dari proses pendeteksian seperti di atas, maka akan didapatkan suatu citra dari letak dan bentuk objek yang terletak di bawah tanah atau dipermukaan tanah. Untuk menghasilkan pendeteksian yang baik, suatu sistem GPR harus memenuhi empat persyaratan sebagai berikut: 1.
Kopling radiasi yang efisien ke dalam tanah
2.
Penetrasi gelombang elektromagnetik yang efisien
6
3.
Menghasilkan sinyal dengan amplitudo yang besar dari
objek yang dideteksi. 4.
Bandwidth yang cukup untuk menghasilkan resolusi
yang baik.
BAB III PENUTUP 3.1 KESIMPULAN 3.1.1
Teori elektromagnetik merupakan suatu teori yang menjelaskan
hubungan antara medan listrik dan medan magnet, yang menimbulkan rambatan gelombang elektromagnetik. 3.1.2
Metode elektromagnetik biasanya digunakan untuk eksplorasi
benda-benda konduktif. Perubahan komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkan untuk menentukan struktur bawah permukaan. 3.1.3
Metode elektromagnet VLF (Very Low Frequency) digunakan
untuk mengukur harga daya konduktivitas batuan berdasarkan pengukuran gelombang elektromagnetik sekunder. 3.1.4
Adapun parameter elektromagnet VLF yang penting adalah :
pemancar, pengaruh Atmosfer, rambatan gelombang elektromagnet dan pelemahan (atenuasi) medan. 3.1.5
Metode GPR digunakan untukmendeteksi obyek yang terkubur di
dalam tanah dan mengevaluasi kedalaman objek tersebut. Selain tiu dapat juga diguanakan untuk mengetahu kondisi dan karakteristik permukaan bawah tanah tanpa mengebor ataupun menggali tanah. 3.2 SARAN Pada parameter elektromagnetik VLF yang kedua (pengaruh atmosfer) noise kedua adalah variasi diurnal medan elektromagnetik bumi, dimana pergerakan badai
7
dari arah timur kebarat yang terjadi mulai siang hingga sore hampir malam, maka disarankan pengukurna VLF di Indonesia dilakuakn pada bulan musim kemarau (Mei-Juli) dimulai pagi hari jam 06.00-12.00 siang saja.
DAFTAR PUSTAKA Drs. Setyawan, lilik Hidayat. Kamus Fisika Bergambar. Purwokerto: Pakar Raya, 2004. http//:www.metode-seismikdanelektromagnetik.com
8
