Perbandingan Peta Anomali Medan Magnetik Total, Graviti dan

G 110
SIMPOSIUM FISIKA NASIONAL 2014 (SFN XXVII), 16-17 Oktober 2014,Denpasar-Bali
Perbandingan Peta Anomali Medan Magnetik Total, Graviti dan
Resistivitas Semu pada Kawasan Rawan Longsor, Paya Ateuk
Aceh Selatan
1
Muhammad Yanis1), Faisal Abdullah2), Nazli Ismail2)
Magister Fisika, Pasca Sarjana, Universitas Syiah Kuala, Indonesia
email: [email protected]
2
Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Syiah Kuala, Indonesia
email: [email protected]
Abstrak
Telah dilakukan survey geofisika metode magnetik, gravity dan very low frequency (VLF-R) di kawasan
rawan longsor, Paya Ateuk, Aceh Sealtan. Penelitian ini bertujuan untuk mengkaji efektifitas metode yang
digunakan berdasarkan peta anomali medan magnetik total dan graviti serta resistivitas semu yang dihasilkan.
Aplikasi ketiga metode tersebut di lapangan dipandang mudah, murah dan cepat untuk studi awal, namun
kehandalannya untuk kajian tanah longsor masih dipertanyakan. Kami telah melakukan akuisisi data metode
magnetik, graviti, dan VLF-R pada area rawan longsor seluas 3 km2. Data anomali yang dihasilkan diplot dalam
bentuk peta kontur dan diinterpretasi secara kualitatif. Interpretasi data anomali medan graviti dan magnetik
total mampu memetakan keberadaan bedrock dan lapisan sedimen rawan longsor di atasnya, sedangkan peta
anomali medan magnetik total dan resistivitas semu dapat melokalisir keberadaan zona jenuh air yang rawan di
area penelitian.
Kata kunci : Graviti, VLF-R, magnetik, longsor
Selain itu, sifat fisis tanah longsor juga dapat
dibedakan berdasarkan variasi densitas dan
suseptibilitas batuan. Kedua sifat tersebut
dapat dikaji berdasarkan survey graviti dan
magnetik. Metode ini telah sukses digunakan
untuk pemetaan topografi dari bedrock dan air
tanah (Abdelwahid dan William ,1972; R. S.
Carmichael dan G. Henry, 2005; Babu et al,
1991). Efektifitas dari metode geofisika (VLFR, Magnetik dan Gravity) untuk aplikasi
kajian tanah longsor di Paya Ateuk, Aceh
Selatan kami bahas dalam paper ini.
1. PENDAHULUAN
Bencana longsor yang ada di Indonesia
pada umumnya terjadi pada musim hujan, hal
itu mengakibatkan pelapukan dan saturasi
air tanah yang tinggi, menurut Schön,
(1998) tingkat saturasi air sangat
mempengaruhi nilai resistivitas. Kejadian
longsor di Paya Ateuk merupakan salah satu
peristiwa pergerakan tanah yang dipengaruhi
oleh intensitas curah hujan. Peristiwa ini
terjadi secara berulang dalam enam tahun
terakhir dan yang terparah pada 30 Mei 2008.
Untuk mengurangi resiko bencana pada
kawasan tersebut dimasa mendatang, Oleh
karena itu perlu dilakukan upaya mitigasi
secara intensif. Salah satunya dengan
menggunakan metode geofisika secara
terpadu.
Metode very low frequency (VLF)
mempunyai sensitifitas yang baik dalam
memetakan material konduktif berdasarkan
data medan magnet dan medan listrik.
Penggunaan metode ini terutama diaplikasikan
untuk eksplorasi mineral dan struktur geologi,
walau demikian VLF pernah digunakan untuk
memetakan kawasan air atau aquifer yang
berkaitan dengan struktur geologi (McNeill
and Labson, 1991; Husnul, 2014).
2. TINJAUAN PUSTAKA
Metode graviti merupakan metode
geofisika
yang
digunakan
untuk
mendeskripsikan struktur bawah permukaan
bumi yang didasarkan pada hukum Newton
dengan mengukur perbedaan nilai gravitasi
yang disebabkan oleh massa batuan yang tidak
merata. Perbedaan tersebut dapat memberikan
perkirakan
geometri
struktur
bawah
permukaan secara global termasuk densitas
dan kedalaman. Distribusi yang tidak merata
pada batuan penyusun di kerak bumi
menyebabkan variasi nilai percepatan gravitasi
yang diukur di permukaan bumi (Telford,
1990). Metode graviti dapat memberikan
informasi yang berguna untuk analisis
203
SIMPOSIUM FISIKA NASIONAL 2014 (SFN XXVII), 16-17 Oktober 2014,Denpasar-Bali
Perpindahan
material
akibat
longsor
memungkinkan terjadinya pelapukan dan
penambahan kandungan air didalamnya,
sehingga nilai resistivitasnya menurun (Caris
& Van Asch, 1991) dan (Schmutz, et al.,
2000).
stabilitas lereng; mengetahui estimasi
ketebalan sedimen tanah longsor melalui
perbedaan densitas yang sangat kontras
antara tanah longsor dan tanah yang stabil
(Del Gaudio, Wasowski, Pierri, Mascia, &
Calcagnile, 2000).
Setiap benda magnetik yang terpendam di
bawah permukaan (batuan atau mineral) yang
menjadi target penelitian dapat dipandang
sebagai anomali magnetik. Menurut Telford, et
al. (1990), suatu volume benda yang terdiri
atas berbagai bahan magnetik dapat dianggap
sebagai dipol magnetik. Metode magnetik
melibatkan pengukuran intensitas medan
magnet bumi. Biasanya total medan magnet
dan gradien magnetik vertikal diukur. Bumi
memiliki medan magnet yang disebabkan oleh
sumber-sumber di inti. Intensitas medan bumi
yang lazim dinyatakan dalam satuan SI
sebagai nanotesla (nT).
Metode elektromagnetik Very Low
Frequency (VLF) adalah salah satu metode
geofisika elektromagnetik yang bertujuan
untuk mendeteksi zona konduktifitas atau
resistivitas yang terletak pada kedalaman
dalam rentangan frekuensi yang dipilih.
Metode VLF ini menggunakan gelombang
elektromagnetik
yang
dihasilkan
oleh
transmiter militer untuk komunikasi di dasar
laut. Transmiter-transmiter ini memancarkan
gelombang elektromagnetik dengan frekuensi
15 - 30 kHz yang merambat pada permukaan
bumi dan ionosfer. Medan primer (signal radio
yang ditransmisikan) menghasilkan arus-arus
Eddy yang diinduksikan di dalam struktur
geologi. Arus Eddy tersebut kemudian
menghasilkan medan magnet sekunder yang
dapat diukur dengan instrument VLF (McNeill
and Labson, 1991).
Metode VLF dapat diaplikasikan dalam dua
mode pengukuran, yaitu mode tilt dan
resistivity. Mode pengukuran Resistivity
digunakan
untuk
mendapatkan
nilai
perpotongan struktur geologi yang dipetakan
berdasarkan nilai Resistivity dengan cara
mengukur dua buah medan secara sekaligus,
yaitu komponen medan magnetik dan
komponen medan listrik (IRIS Intrument,
1997). Dalam kasus tanah longsor, lapisan
sediment yang diperkirakan sebagai zona
kawasan tanah longsor ditunjukkan dengan
nilai resitivitas yang rendah, sedangkan tanah
yang tidak dipengaruhi oleh longsor dicirikan
dengan nilai resistivitas yang menengah.
3. METODE PENELITIAN
Penelitian ini telah dilakukan di Desa Paya
Ateuk, Aceh Selatan, 40 km ke arah Timur
dari Tapaktuan (ibukota Kabupaten Aceh
Selatan). Data penelitian diakuisisi pada
daerah rawan longsor seluas 3 km2, sisi
Selatan Gunung Simpang sebagai sumber
pergerakan tanah.
Untuk menjangkau area tersebut, profil
lintasan pengukuran data gravity, magnetik
dan VLF-R diukur sebanyak 10 lintasan yang
memotong outcrop dari tempat terjadinya
longsor di gunung Simpang. Data VLF-R
diukur menggunakan T-VLF, sedangkan data
gravity menggunakan CG5 AutoGrav dan
PPM Magnetometer untuk data magnetik.
Kami menggunakan frekuensi 18.3 kHz dan
22.2 kHz untuk data VLF. Panjang profil
pengukuran bervariasi antara 90-250 meter,
dengan spasi antarstation 10 meter untuk
VLF-R dan 20 meter untuk gravity dan
magnetik, sedangkan jarak antar profile
bervariasi antara 300-700 m (Gambar.1).
Gambar 1. Peta Lokasi pengukuran, Paya Ateuk, Pasi
Raja, Aceh Selatan.
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil pengukuran data di lapangan
diperoleh data resistivitas semu (ohm.m), data
medan magnetik total (nT) data percepatan
gravitasi (mGal) untuk masing – masing
metode yang digunakan. Khusus untuk data
204
SIMPOSIUM FISIKA NASIONAL 2014 (SFN XXVII), 16-17 Oktober 2014,Denpasar-Bali
graviti dan magnetik telah dilakukan beberapa
koreksi standar sehingga diperoleh anomali
bouger sederhana dan anomali medan
magnetik total. Gambar 2.a, 2.b dan 2.c
menunjukkan peta anomali medan graviti dan
medan magnetik total serta resistivitas semu
hasil pengukuran di lapangan.
Peta kontur anomali bouger sederhana
(Gambar 2.a) memperlihatkan sebaran nilai
medan gravitasi yang bervariasi di kawasan
rawan longsor, sebelah Barat didominasi oleh
nilai gravitasi yang tinggi >85 mGal, hal ini
merupakan respon dari kosentrasi massa yang
relativ rapat dibandingkan daerah sekitar,
kemungkinan besar akibat respon dari
keberadaan batuan induk yang dangkal, batuan
induk pada kawasan longsor berfungsi sebagai
bidang gelincir. Sedangkan pada bagian
sebelah Utara didominasi oleh nilai anomali
bouger rendah yaitu <85 mGal, ini
diperkirakan sebagai respon dari batuan
sedimen yang relativ tebal.
Gambar 2.b Peta kontur anomali medan magnetik total
(nT).
Gambar 2.c Peta kontur sebaran nilai resistivas semu
dari pengukuran VLF-R
Gambar 2.a Peta anomali bouger sederhana medan
gravitasi hasil pengukuran di lapangan.
Gambar 2.c merupakan distribusi data
resistivitas semu dalam skala logaritmik di
kawasan pengukuran. Nilai resistivitas yang
tinggi didominasi sebelah Barat, sedangkan
kawasan konduktif pada umumnya terdapat
sebelah
Utara
di
tempat
terjadinya
penumpukan air yang berlebihan, menurut
Sebaran anomali medan magnetik total
(Gambar 2.b) menunjukkan pola yang relativ
sama dengan anomali graviti bouger.
Schön, (1998) tingkat saturasi air sangat
mempengaruhi nilai resistivitas.
Kontur anomali medan magnetik total
menunjukkan di sebelah Utara area penelitian
205
SIMPOSIUM FISIKA NASIONAL 2014 (SFN XXVII), 16-17 Oktober 2014,Denpasar-Bali
didominasi oleh nilai medan magnetik relativ
rendah, begitu juga dengan nilai resistivitas
semu, dimana nilai resistivitas pada zona
tersebut relativ rendah, hal ini diperkirakan
sebagai respon terhadap lapisan dibawah
permukaan yang jenuh air, ditandai dengan
sumber mata air di permukaan. Secara
keseluruhan distribusi anomali medan
magnetik total dan resistivitas semu
menunjukkan korelasi yang sangat kuat.
3.
4.
5.
5. KESIMPULAN
Berdasarkan
interpretasi
kualitatif
distribusi
anomali
medan
magnetik
menunjukkan pola yang relativ sama dengan
anomali bouger medan graviti, keduanya
mampu menunjukkan lokasi yang berpotensi
longsor. Selain itu distribusi anomali medan
magnetik total juga sangat komperativ dengan
distribusi
resistivitas
semu,
keduanya
menunjukkan zona konduktif pada lokasi
penelitian yang umumnya didominasi oleh
kawasan jenuh air tanah.
6.
7.
8.
6. UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian ini merupakan bagian dari
kerjasama
internasional
dan
publikasi
internasional yang didanai oleh DIKTI pada
tahun 2014. Penulis ingin mengucapkan terima
kasih kepada Nagoya University, Jepang atas
dukungan mereka. Penulis juga berterima
kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dalam pengambilan data di Paya
Ateuk, Aceh Selatan.
9.
10.
7. REFERENSI
1. Babu, H. V. R., Rao, N. K. and Kumar, V.
V., Bedrock topography from magnetic
anomalies - An aid for groundwater
exploration in hard-rock terrains :
Geophysics, 56, no. 07, 1991, 1051-1054.
2. Caris, J. P., & Van Asch, T. W.,
Geophysical,
geotechnical
and
hydrological investigations of a small
11.
12.
206
landslide in the French Alps, Engineering
Geology , 31, 1991, 249-276.
Del Gaudio, V., Wasowski, J., Pierri, P.,
Mascia, U. & Calcagnile, G., Gravimetric
study of a retrogressive landslide in
Southern Italy, Surveys in Geophysics
(21), 2000, 391-399.
IRIS Istruments, T-VLF Operating
Manual Book, Paris, 1997.
Ibrahim, A, William, J, H., Mapping
Burried Bedrock Topography with
Gravity, Geoscience, East Texas State
University, 1971.
Khatimah. H, Identifikasi Aquifer di
wilayah
kars
Laweung
dengan
menggunakan metode VLF, Skripsi,
FMIPA, Unsyiah, 2014.
McNeill, J. D. and Labson, V. F.,
Geological
Mapping
using
VLF
Radiofields, In Nabighian, M. C. (ed),
Geotechnical
and
Environmental
Geophysics, vol. 1, Review and Tutorial,
1991.
Nabighian, Misac. N, Electromagnetik
Methods in Aplied Geophisics –
Applications Part A and Part B, Tulsa,
Oklahoma, 1992.
R. S. Carmichael dan G. Henry, Gravity
exploration for groundwater and bedrock
topography in glaciated areas, Society of
Exploration Geophysicists, United States,
2005.
Schön, J. H., Physical Properties of Rocks
Fundamentals
and
Principles
of
Petrophysics,
2nded,
Pergamon,
Netherlands, 1998, pp.379–476.
Telford, M.W., Geldart, L.P., Sheriff,
R.E., Applied Geophysics Second Edition.
New York : Cambridge University
Press.7, 1990.
Tulsa
:
Society
of
Exploration
Geophysicists, pp. 191-218.