BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Metode CSAMT adalah singkatan dari Controlled Source Audio-frequency Magneto-telluric merupakan suatu metode Geofisika yang menggunakan sistem induksi elektromagnetik. Metode CSAMT ini merupakan perluasan dari metode MT (Magneto-telluric)
yang menggunakan sumber
alami.
Goldstein
dan
Strangway mengembangkan suatu metode yang menggunakan sumber s umber medan buatan (CSAMT). Sumber medan yang digunakan berasal dari dipol listrik yang diinjeksikan ke dalam bumi. Informasi tentang resistivitas resis tivitas batuan bawah permukaan
sebagai
fungsi kedalaman,
diperoleh
dengan
mengukur
besarnya medan listrik dan medan magnet untuk berbagai frekuensi. Resistivitas listrik
merupakan
parameter penting
untuk
mengkarakterisasikan
keadaan
fisis bawah permukaan, yang diasoasiasikan dengan material dan kondisi bawah permukaan.
Parameter tersebut
bergantung
pada lithologi,
porositas,
suhu, tekanan, dan fluida yang mengisi batuan. Dengan metode ini kita dapat mengatahui target di dalam permukaan bumi yang kita inginkan dengan metode induksi Elektromagnetik yaitu penurunan persamaan untuk metode MT maupun CSAMT dikembangkan mengikuti pendekatan Cagniard. Asumsi dasar yang digunakan adalah bumi dianggap lapisan horizontal dimana masing-masing lapisan mempunyai sifat homogen isotropis dan, gelombang elektromagneik alam yang berinteraksi dengan bumi merupakan gelombang bidang. Dengan menganggap bahwa bumi bersifat homogen isotropis, sifat fisik medium tidak bervariasi terhadap waktu dan tidak ada suatu sumber muatan dalam medium yang ditinjau. Adapun metode ini bertujuan untuk mengidentifikasi mengidentifikasi lithologi batuan yang berhubungan dengan struktur perlapisan batuan bawah permukaan berdasarkan kontras resistivitas medium dan menginterpretasi sebaran resistivitasnya.
1
1.2 Tujuan
Adapun tujuan-tujuan yang ingin dicapai dalam pembuatan makalah ini adalah sebagai berikut.
1. Memenuhi
tugas
yang
diberikan
pada
mata
kuliah
tentang
metode
TeknikEksplorasiMinerba. 2. Suatu
usaha
untuk
meningkatkan
pemahaman
Elektromagnetik, CSAMT khususnya. 3. Membantu dalam menjelaskan tentang CSAMT (Controlled Source Audiofrequency Magneto-telluric)
1.3 Rumusan Masalah
Permasalahan dalam metode CSAMT adalah suatu masalah yang sangat komplek. Apabila ditelaah lebih jauh, maka kita akan menemukan sekumpulan hal-hal rumit yang sangat susah untuk dipahami. Masalah yang dihadapi tersebut akan lebih susah jika kita tidak memahami seluruh dasar metode CSAMT.
2
BAB II PEMBAHASAN II.1. Prinsip Kerja Alat
Penurunan persamaan untuk metode MT maupun CSAMT dikembangkan mengikuti pendekatan Cagniard . Asumsi dasar yang digunakan adalah bumi dianggap lapisan horizontal dimana masing-masing lapisan mempunyai sifat homogen isotropis dan, gelombang elektromagneik alam yang berinteraksi dengan bumi merupakan gelombang bidang. Dengan menganggap bahwa bumi bersifat homogen isotropis, sifat fisik medium tidak bervariasi terhadap waktu dan tidak ada suatu sumber muatan dalam medium yang ditinjau, sehingga diperoleh persamaan Maxwelldalam bentuk: ∇× ∇×H
E = μ H (1) =σE +ε E (2)
∇•E = ∇
0 (3)
•H = 0
Apabila variasi terhadap waktu dinyatakan sebagai fungsi sinusoidal, maka akan diperoleh persamaan: E(r,t) = ReE~(r,ω )eiωt
3
H(r,t) = ReH~ (r,ω)eiωt Skin depth adalah jarak pelemahan gelombang elektromagnetik dalam medium homogeny sehingga menjadi 1/e (~37%) dari amplitudo di permukaan. Dengan
menggunakan
pendekatan quasi-static dan
mengasumsikan
nilai
permeabilitas μ = μ0 = 1,256 x 10-6 H/m, dan memasukkan frekuensi (ω = 2πf), maka diperoleh [7]: δ= 503
dengan δ = skin depth (m), ρ = resistivitas medium homogen (Ωm), dan f =
frekuensi
gelombangelektromagnetik
(Hz).
Untuk
mendapatkan
resistivitas yang sebenarnya dimana bumi mempunyai resistivitas yang heterogen diperoleh dengan cara membuat model dan diturunkan hubungan antara resistivitas semu dan resistivitas sebenarnya (metode inversi). Adapun penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi lithologi batuan yang berhubungan dengan struktur perlapisan batuan bawah permukaan berdasarkan kontras resistivitas medium dan menginterpretasi sebaran resistivitasnya.
4
II.2. Kegunaan dan Langkah Kerja Alat
Akuisisi
data
di
lapangan
menggunakan
peralatan
CSAMT
model Stratagem26716 Rev. D. Alat ini digunakan untuk mengukur intensitas medan
listrik
dan
medan
magnet
dalam
frekuensi
tertentu.
Sistem Stratagem terdiri dari dua komponen dasar yaitu penerima (receiver) dan pemancar (transmitter). Sumber daya untuk pemancar dibangkitkan dari baterei. Sistem penerima standar dikonfigurasi untuk menerima data dalam jangkauan frekuensi tertentu. Pada dasarnya CSAMT adalah turunan spesifik konvensional-sumber al am dan audio frekuensi magneto-telurik metode, yang menggunakan sumber buatan (biasanya dalam kisaran 0.1Hz untuk 10kHz) untuk mempercepat akuisisi data dan menyediakan lebih detail dan sinyal yang kuat. Sumber biasanya terdiri baik loop atau panjang dipol membumi hingga beberapa kilometer. Dipole mungkin dikombinasikan dengan kedua ortogonal pemancar dalam rangka menyediakan dua sumber polarisasi. Serentak pengukuran dari lima terpisah parameter yang diambil di setiap lokasi; dua komponen medan listrik dan tiga komponen magnet lapangan. Medan listrik pengukuran diperoleh menggunakan ortogonal dipol sementara magnetik vektor lapangan diukur menggunakan multiturn permeabilitas tinggi koil. Modern instrumen CSAMT juga memungkinkan pengukuran alam dan audiofrequensi sinyal MT dalam rangka memberikan kedalaman eksplorasi 5
diperpanjang rentang (yang frekuensi rendah semakin besar kedalaman penyelidikan). Resistivitas semu adalah dikombinasikan dengan ukuran fase perbedaan antara listrik dan magnetik komponen. Lebih dari isotropik homogen tanah magnetik komponen akan tertinggal di belakang listrik komponen dengan Pi / 4. Namun, jika resistivitas bervariasi dengan kedalaman perbedaan fasa terukur akan berbeda. Bersama inversi data menggunakan kedua fase dan resistivitas semu memberikan lebih kuat interpretasi. Data biasanya ditampilkan sebagai resistivitas semu versus frekuensi dan beda fase versus frekuensi plot. Kemudian hasil mentah dari survei CSAMT adalah sering ditampilkan dalam grafik log-log resistivitas semu dan fase terhadap frekuensi. Namun, merencanakan sejumlah konvensi lainnya dapat diterapkan tergantung pada parameter tertentu yang sedang diukur. Kombinasi inversi resistivitas 1D atau fase gabungan / resistivitas inversi mengarah pembentukan 2D pseudosections dari resistivitas terhadap kedalaman. Dalam gambar daerah resistivitas rendah dit ampilkan warna biru. resistivitas tinggi dalam merah. Akuisisi
data
di
lapangan
menggunakan
peralatan
CSAMT
model Stratagem26716 Rev. D. Alat ini digunakan untuk mengukur intensitas medan
listrik
dan
medan
magnet
dalam
frekuensi
tertentu.
Sistem Stratagem terdiri dari dua komponen dasar yaitu penerima (receiver) dan pemancar (transmitter). Sumber daya untuk pemancar dibangkitkan dari baterei 12 volt. Sistem penerima standar dikonfigurasi untuk menerima data dalam jangkauan frekuensi dari 10 Hzsampai 92 kHz. Pengolahan data secara garis besar adalah sebagai berikut: 1. Melakukan pengukuran komponen E dan Hdalam arah tegak lurus yang memiliki rentang frekuensi tertentu, (2) Melakukan analisis frekuensi (spektrum), (3) Melakukan pemilihan sinyal-sinyal pengukuran pada spektrum tertentu (yang kemudian
dianggap mewakili kedalaman tertentu),
(4) Melakukan perhitungan nilai resistivitas berdasarkan nilai E dan Hbersesuaian,
6
(5)
Melakukan
perhitungan
kedalaman
oleh
suatu
frekuensi
melalui
perumusan skin depth (6) Hasil akhir dalam nilai resistivitas untuk berbagai frekuensi (atau kedalaman) diplot sebagai nilai resistivitas terhadap kedalaman. Langkah-langkah tersebut kemudian diintegrasikan dengan algoritma inversi Bostic, analisis koherensi, korelasi, dsb untuk mendapatkan hasil akhir yang lebih baik. II.3 Kesalahanpengukuranmetode CSAMT dibagi 5 macam : 1. Kesalahan operator Kesalahaninidapatberupakesalahan dimana
operator
yang
disebabkanolehpenggunaalat,
tersebutsalahmemasangkabel-kabel,
sertakesalahanmenentukankonfigurasimedan magnet danmedanlistrik. 2. GangguanIntrumentasialat Kesalahaninimeliputikesalahanpadakomponenalatitusendirisepertiimpedan si yang rendahpada receiver, sertapemasangankabel yang kurangsempurna 3. GangguanLingkungan Gangguaninidisebabkanolehlingkungandaerahpengukuran, dimanapadalintasanpengukuranterdapat power line ataujaringankabel yang bertegangantinggi,halinidapatmempengaruhikualitas data medan magnet danmedanlistrik yang terukur. 4. Atmospheric dan telluric noise Gangguaninibersifatalamiartinyabersumberdari
yang
disebabkanolehaktifitasatmosferdanarustelurik di dalambumi.Kasus noise yang
bersumberdariatmosferdapatberupapetir
yang
sfitnyamemilikifrekuensitinggidantidakdapatdiprediksikapanakanterjadiny a. 5. Gangguanangin Gangguaninibersifatalami, dimanatidakdapatdiprediksikapanangintersebutterjadi, gangguaninidapatmenyebabkangoncanganataugetaran
yang
dapatmempengaruhikestabilan antenna medan magnet yagberakibat data medan magnet yang dihasilkankurangmaksimal
7
. II.4 KeuntunganmetodeCSAMT : 1. Padametode
CSAMT
memilikisinyal
yang
lebihkuatterutamabiladibandingkandenganmedanalami lemahpadabatasan
1000
Hz
yang
–
keadaaaniniseringmenyulitkanuntukmemperoleh
3000 data
Hz, yang
berkualitasdenganmenggunakanmetode AMT. 2. Mempunyaisinyal
yang
koherensehinggameningkatkankeefektifanpemrosesansinyaluntukmenghla ngkan noise. 3. Surveidenganmenggunakanmetode CSAMT lebihcepatdanlebihekonomis. II.5 Kekuranganmetode CSAMT 1. Diperlukannyapemancar (transmitter) padametode CSAMT 2. Kemungkinanjarak yang dekatantara transmitter (Tx) dengan receiver (Rx) sehinggamenimbulkanefek near field. 3. Pengukuran
yang
tidakemggunakankonfigurasi
tensor
secarapenuhmenghasilkaninformasi yang lebihsedikit. 4. Umumnyaberkaitanpadapembatasankekuatan
transmitter
sehinggakedalamaninvestigasilebihdangkal.
8
BAB 3 PENUTUP
III. 1 Kesimpulan.
Metode CSAMT (Controlled Source Audio-frequency Magneto-telluric) merupakan salah satu metode survai geofisika dengan menggunakan sistem induksi elektromagnetik, . Metode CSAMT ini merupakan perluasan dari metode MT (Magneto-telluric) yang menggunakan sumber alami dan metode ini digunakan untuk skala yang sempit dan dangkal
.
9
DAFTAR PUSTAKA
http://leorgyagusto.blogspot.com/2011/01/metode-magnetotelluric-mt-dancsamt.html
http://aanddianto.wordpress.com/
10
11
