Penentuan Hiposenter Sumber Gempa Di
advertisement
Identifikasi Daerah Patahan dengan Metode Geolistrik Konfigurasi Dipole-Dipole di Desa Renokenongo Porong Sidoarjo Sri Cahyo Wahyono1, Totok Wianto1, Simon Sadok Siregar1, Widya Utama2 dan Suminar Pratapa2 Abstract: Fault is already occurred in Renokenongo, Porong - Sidoarjo. These fault’s have destroyed some building and public facilities. Existence of these fault’s have been detected by using 2D resistivity method. In this research, measurement of 2D resistivity is conducted by using Dipole-Dipole configuration. Configuration has been done in two lines. The first line is length of measurement 200 meters and direction E 98° S and second line the path lenght of 120 meters and direction N 50 E. From the resistivity section, position of fault is founded. For first line, position of fault stays at point 25; 43; 57; 97,5; 110 and 136 m. While for second line position of fault stays at point 33; 50 and 100 m. Keywords: fault, resistivity, Dipole-Dipole configuration, Renokenongo village PENDAHULUAN Erupsi lumpur panas telah yang Semburan lumpur panas terjadi sekitar sumur di terjadi di Porong, Kabupaten Sido- eksplorasi BJP-1 keluar dari suatu arjo, sejak tanggal 29 Mei 2006 dan bidang lemah yang dalam hal ini sampai sekarang belum berhenti. adalah patahan/sesar Watukosek, Erupsi dimulai oleh semburan kecil sedangkan patahan dangkal yang gas putih-kelabu dan diiringi dengan bersifat konsentris di sekitar sumur air lumpur. Hasil erupsi tersebut BJP-1 telah menggenangi daerah seluas amblesan akibat perubahan struktur kurang lebih 600 hektar dan me- elastisitas nenggelamkan sarana dan prasara- karena keluarnya massa batuan na kehidupan masyarakat sekitar. bawah permukaan. Patahan tersebut Penimbunan di oleh bawah adanya permukaan yang tampak jelas di Desa Renokenongo demikian luar biasa telah menimbul- dan telah merusak beberapa sarana kan ketidakstabilan bentuk muka dan prasarana masyarakat seperti bumi di daerah Porong. Hal ini jalan dan masjid (Sardjono, 2007). merupakan massa disebabkan ancaman utama Penelitian yang telah dilaku- terhadap semua aspek kehidupan kan di sekitar semburan lumpur masyarakat panas di sekitar semburan lumpur Sidoarjo. antara lain penyebab terjadinya luapan lumpur karena 1 ) Staf Pengajar Program Studi Fisika, FMIPA, Universitas Lambung Mangkurat ) Staf Pengajar Jurusan Fisika, FMIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember 2 174 Wahyono, S.C., dkk, Identifikasi Daerah Patahan.............. 175 atau dengan “n” dimulai dari 1 dan pemboran (Davies et. al., 2008); maksimal bernilai 6. Jika “n” lebih pengukuran struktur daerah patahan besar dari 6 maka pengukuran nilai dengan gelombang seismik resolusi potensial tidak akurat lagi karena tinggi nilai potensialnya sangat rendah. dipicu oleh gempa (Ben-Zion penelitian bumi et. tentang al., 2007); pemicu dan Untuk meningkatkan perubahan secara dinamik dari mud investigasi, volcano LUSI (Mazzini, et. al., 2007); elektroda C2 – C1 (dan juga P1 – P2) kelahiran mud volcano di Jawa dinaikkan menjadi “2a” dan seterus- Timur (Davies et. al., 2007); analisa nya. Dalam sistem dipole-dipole, pengaruh infiltrasi air hujan terhadap intensitas medan listrik berkurang sifat fisik lumpur Porong Sidoarjo dengan cepat sesuai dengan seper- berdasarkan karakteristik kelistrikan jarak pangkat tiga, sehingga pelak- (Utama dkk, 2007) dan pengaruh sanaan pengukuran medan listrik lumpur terpenting menjadi sulit pada jarak pengukuran penambahan yang cukup jauh. Problem ini dapat vulkanik adalah adanya yang sedimen (Dimitrov, 2002). dari batuan spasi antara diatasi dengan memperbesar arus Sifat listrik batuan merupakan karakteristik maka kedalaman apabila atau panjang dipole tersebut (Hendrajaya dkk, 1990). dialirkan arus listrik ke dalam batuan Pada tahanan jenis mapping, tersebut. Arus listrik ini dapat berasal jarak spasi elektroda tersebut tidak dari alam sendiri sebagai akibat dari berubah-ubah ketidakseimbangan konsentrasi atau sounding yang diamati (besarnya “a” dapat juga berasal dari arus listrik dan “n” tetap). Sedangkan pada yang dengan sengaja diinjeksikan tahanan jenis sounding, jarak spasi kedalamnya (Hendrajaya dkk, 1990). antara C1 - C2 ke P1 - P2 elektroda Pada konfigurasi untuk setiap titik dipole- tersebut diperbesar secara gradual ( dipole, pengukuran biasanya dimulai “a” tetap, “n” berubah secara gra- dengan spasi “a” antara elektroda dual), mulai dari harga n kecil, untuk C2 – C1 (dan juga P1 – P2). suatu titik sounding. Model pengu- Sedangkan jarak antara elektroda C2 kuran 2D konfigurasi dipole-dipole – C1 ke seperti terlihat pada Gambar 1. P1 – P2 sebesar “na” 176 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 5 No. 2, Agustus 2008 (174 – 184) a na a I V a a C2 C1 P1 P2 Gambar 1. Model pengukuran 2-D konfigurasi Dipole-Dipole (Ward, 1992). Sedangkan faktor geometri dipole- dalam bumi dan cara mendeteksinya dipole sebesar: di permukaan bumi. Dalam hal ini K an(n 1)(n 2) (1) meliputi pengukuran Dari hambatan jenis yang terbaca pengukuran dalam alamiah maupun akibat injeksi arus konfigurasi dipole-dipole V I baik secara ke dalam bumi. dapat dinyatakan dalam rumus: aw an(n 1)(n 2) arus potensial, (2) METODE PENELITIAN Metode geolistrik merupakan Metodologi penelitian meliputi salah satu metode geofisika untuk beberapa mempelajari sifat aliran listrik di Gambar 2. proses Informasi Geologi Survei Awal Akusisi Data Lapangan Konfigurasi Dipole-Dipole Pengolahan Data dengan Software Res2Dinv Interpretasi Data Kesimpulan Gambar 2. Alur penelitian seperti pada Wahyono, S.C., dkk, Identifikasi Daerah Patahan.............. Lokasi berada di daerah Desa penelitian Renokenongo, Porong, Sidoarjo, Jawa 177 Timur seperti pada Gambar 3. Lokasi Penelitian Gambar 3. Peta lokasi penelitian Akuisisi data pada lintasan-1 kuran metode geolistrik. Peralatan dimulai dari koordinat 112°43’03,2” yang digunakan adalah Resistivity- BT dan 07°31’53,6” LS yang meter, elektroda, membentang ke arah E 98° S dan meteran, lintasan-2 Talky dan kamera. dimulai dari koordinat 112°43’10,2” BT dan 07°31’53,5” LS kompas, palu geologi, GPS, Handy Tahapan pengambilan data yang membentang ke arah N 5° E. adalah penentuan Baik lintasan-1 maupun lintasan-2 pada peta, berada tepat di atas lokasi yang sounding di lapangan dan pengukur- terlihat patahan di Desa Reno- an lapangan. Penentuan posisi awal kenongo Sidoarjo. dengan menggunakan GPS (Global Tahap penempatan titik Positioning System) untuk menentu- penting karena akan menentukan kan posisi terhadap garis lintang dan beberapa garis akusisi data, pada saat tahap bujur, kemudian dilakukan perancangan pengukuran. Pengukuran dilakukan panjang lintasan dan penentuan titik sebanyak dua buah lintasan dengan awal dan akhir. Dalam melakukan lintasan-1 akuisisi maka dengan titik awal pada koordinat diperlukan peralatan untuk pengu- 112°43’03,2” BT dan 07°31’53,6” LS data yaitu ini sounding sangat hal survei titik lapangan, sepanjang 200 meter 178 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 5 No. 2, Agustus 2008 (174 – 184) yang membentang ke arah E 98° S HASIL DAN PEMBAHASAN dan lintasan-2 mengambil lintasan Pergerakan tanah dalam sepanjang 120 meter dengan titik arah horisontal maupun vertikal di awal pada koordinat 112°43’10,2” sekitar semburan lumpur Sidoarjo BT adalah sesuatu hal yang wajar dan dan 07°31’53,5” LS yang membentang ke arah N 5° E. Setelah disebabkan oleh beberapa faktor dilakukan akuisisi secara bersama-sama yaitu proses data lapangan maka didapatkan relaksasi tanah (ground relaxation) hasil data tentang resistivitas dari akibat tiap-tiap titik, kemudian data tersebut permukaan tanah dalam volume dikalikan dengan faktor geometri yang sangat besar, beban lumpur, untuk mendapatkan harga resistivi- pemampatan tanah karena adanya tas semu yang akan digunakan pekerjaan dan aktivitas (pembuatan dalam pengolahan data. Pengolahan tanggul dengan kendaraan berat data ini dilakukan dengan komputer yang dengan kembali menggunakan perangkat keluarnya hilir-mudik) struktur lumpur dan ke aktifnya geologi sesar lunak Res2dinv. yang menghasilkan Watukosek yang melalui kawasan kontur 2D dengan menggunakan lumpur tersebut. program inversi. Program inversi ini menggambarkan dan membagi Secara umum Renokenongo daerah termasuk pada keadaan bawah permukaan dalam morfologi Kabupaten Sidoarjo yang bentuk penampang berupa inversi yang 2D. Metode digunakan dataran dengan dalam topografi pengolahan data adalah metode tanahnya kuadrat terkecil (least square) (Loke, alluvial dan batuan sedimen yang 1990). merupakan batuan induk seperti Interpretasi data adalah pemberian kesan, pendapat, pandangan teoritis, atau penafsiran yang rendah, seragam merupakan dan endapan yang terlihat pada Gambar 4. Sedangkan geologi struktur Kabupaten Sidoarjo adalah terhadap suatu data. Dari pengolah- pemunculan batuan kuarter bawah an data yang berupa pencitraan 2D yang cenderung berumur tersier, dengan akan seperti yang tampak pada lapisan diinterpretasikan letak patahan pada lempung pasiran di sekitar Driyorejo. setiap lintasan. Dengan adanya pemunculan batuan perbedaan warna Wahyono, S.C., dkk, Identifikasi Daerah Patahan.............. 179 tersier di permukaan menunjukkan Surabaya, lipatan tersebut memben- daerah Kabupaten Sidoarjo pernah tuk struktur antiklin dan sinklin. terganggu oleh tektonik yang berupa Sedangkan bagian selatan ke arah pengangkatan utara wilayah Kabupaten Pasuruan secara Mojokerto, lebih jelas dapat dilihat tiba-tiba berubah menjadi daerah pelipatan yang bergelombang dari perbukitan yang terdiri dari batuan lapisan batuan sedimen tersier yang vulkanik muda dan batuan sedimen penyebarannya bersifat lempungan berumur kuarter. di bagian menerus hingga Lokasi Penelitian Gambar 4. Peta geologi Kecamatan Porong Dalam tatanan geologi Jawa tektonika Zona Kendeng bagian Timur, lumpur Porong terdapat di timur yang berada diutara sub- cekungan Porong cekungan Porong, masih berada (Porong Sub-Basin) yang terletak dalam keadaan berevolusi (proses diantara sesar-sesar (patahan) yang tektonik masih berlangsung) diban- sebagian masih aktif, merupakan dingkan dengan di bagian tengah bagian dan barat. pengendapan dari Cekungan Sentral (Central Deep) yang mempunyai Antiklin Gujangan dekat tatanan geologi dan struktur yang Surabaya dan Pulungan di sebelah komplek. Data geologi menunjukkan selatannya, bahwa transversi, dengan bagian timurnya baik stratigrafi maupun dipotong oleh sesar 180 yang Jurnal Fisika FLUX, Vol. 5 No. 2, Agustus 2008 (174 – 184) turun. tersebut pada patahan terisi oleh fluida atau merupakan tanda peralihan antara mineral yang relatif lebih kondusif bagian ujung dari zona Kendeng dari (yang telah terlipat lemah) yang patahan bisa memiliki harga resis- menunjam di Delta Porong dengan tivitas yang tinggi melebihi harga Selat Madura yang masih menurun resistivitas tanah/batuan yang ada dan diisi oleh sedimen yang belum disekitarnya terlipat. Keadaan tersebut menun- tersebut tidak terisi (udara). Hal ini jang dikarenakan bahwa Sesar proses gerak-gerak batuan sekitarnya. jika pada udara Bidang patahan merupakan tektonik di wilayah cekungan Porong isolator sehingga arus listrik sangat masih berlangsung. sulit untuk melewatinya. Selama masih Kondisi di lapangan memper- maka proses lihatkan bahwa patahan yang terlihat akan terus di permukaan semua terisi oleh meluas. fluida atau materi lainnya. Oleh Seperti adonan roti yang ditarik ke sebab itu bidang patahan yang bawah di bagian tengahnya maka terdeteksi disekelilingnya akan terjadi retak memiliki resistivitas rendah yang melingkar dan menjari. Tanda-tanda menerobos atau memotong bidang amblesan antara lain terjadi retakan perlapisan antar batuan. terus semburan berlangsung amblesan berlangsung masih dan akan memanjang pada tanah (adanya adalah Pengambilan bidang data yang dengan kawasan yang tergenang padahal konfigurasi dipole-dipole dan diolah sebelumnya belum pernah tege- dengan nang; dan munculnya semburan lunak Res2dinv untuk mendapatkan baru) dan pada bangunan (pintu dan tampilan 2D kontur resistivitas dari jendela rumah tidak bisa dibuka atau struktur tidak normal dll). permukaan. Hasil pengolahan data Pendugaan menggunakan lapisan perangkat tanah bawah berdasarkan adalah kontur resistivitas sebenar- karakteristik kelistrikan bumi dapat nya yang diperoleh setelah melalui digunakan untuk menentukan posisi proses pemodelan inversi (inverse bidang patahan. Harga resistivitas model resistivity section) (Telford, tanah/batuan pada 1976). patahan pada umumnya lebih rendah dari tanah/ Akuisisi data lintasan-1 di- batuan sekitarnya. Hal ini karena lakukan dengan mengambil lintasan Wahyono, S.C., dkk, Identifikasi Daerah Patahan.............. 181 sepanjang 200 meter dengan titik variasi jarak antara elektroda arus awal koordinat (C1) dan elektroda potensial (P1) 112°43’03,2” BT - 07°31’53,6” LS berturut-turut 5, 10, 15, 20 dan 25 yang membentang dari arah barat – meter. berada pada timur di bahu jalan dengan spasi Dari hasil pengolahan data antar elektroda arus (C2 – C1) dan lintasan-1 spasi antar elektroda potensial (P1 – harga resistivitas semu dari hasil P2) adalah 5 meter. Sedangkan inversi seperti pada Gambar 5. diperoleh penampang Patahan Gambar 5. Pendugaan posisi patahan untuk lintasan 1. Gambar 5 terlihat beberapa yang membentang dari arah selatan ditunjukkan –utara di bahu jalan dengan spasi dengan warna biru dan hijau dengan antar elektroda arus (C2 – C1) dan harga resistivitas antara 0,909–8,37 spasi antar elektroda potensial (P1 – Ωm yang perlapisan P2) adalah 5 meter. Sedangkan antar batuan yang memiliki nilai variasi jarak antara elektroda arus resistivitas yang lebih tinggi. Bidang- (C1) dan elektroda potensial (P1) bidang ini diperkirakan merupakan berturut-turut 5, 10, 15, 20, 25 dan patahan. 30 meter. bidang lemah yang memotong Akuisisi data lintasan 2 Dari hasil pengolahan data mengambil lintasan sepanjang 120 diperoleh penampang harga meter titik awal pada koordinat resistivitas semu dari hasil inversi 112°43’10,2” BT - 07°31’53,5” LS seperti pada Gambar 6. 182 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 5 No. 2, Agustus 2008 (174 – 184) Patahan Gambar 6. Pendugaan posisi patahan untuk lintasan 2. bidang Gambar 6 terlihat beberapa bahwa pada lintasan tersebut lemah banyak terjadi patahan dangkal yang ditunjukkan dengan warna hijau dengan harga disebabkan oleh adanya amblesan resistivitas antara 5,13–14,20 Ωm akibat perubahan porositas di bawah yang memotong perlapisan antar permukaan karena keluarnya massa batuan yang memiliki nilai resistivitas batuan bawah permukaan. yang lebih tinggi. Bidang-bidang ini diperkirakan merupakan patahan. Lintasan 2 dengan panjang bentangan 120 meter pada koordi- Berdasarkan kontur resistivi- nat 112°43’10,2” BT dan 07°31’53,5” tas lintasan 1 terlihat adanya bidang- LS yang membentang ke arah N 5° bidang E lemah dengan harga dengan variasi jarak antar resistivitas rendah antara 0,909– elektroda berturut-turut 5, 10, 15 dan 8,37 Ωm. Bidang ini memotong 20 meter. Hasil pengukuran dipero- perlapisan batuan yang ada diseki- leh harga resistivitasnya berkisar tarnya antara 0,243–299 Ωm seperti pada dengan harga resistivitas yang lebih tinggi. Jadi pada lintasan Gambar 6. tersebut telah terjadi dislokasi atau Berdasarkan kontur resistivi- patahan dibeberapa titik yaitu pada tas lintasan 2 terlihat beberapa titik 25; 43; 57; 77; 97,5; 110; 125 bidang dan lokasi dengan warna kuning dengan harga lintasan 1 berada tepat di samping resistivitas antara 5,13–14,20 Ωm tanggul lumpur yang memotong perlapisan antar Porong, maka hal ini membuktikan batuan yang memiliki nilai resistivitas 136 meter. Karena penampungan lemah yang ditunjukkan Wahyono, S.C., dkk, Identifikasi Daerah Patahan.............. yang lebih tinggi. Jadi pada lintasan tersebut telah terjadi dislokasi atau patahan dibeberapa titik yaitu pada titik 33, 50 dan 100 meter. UCAPAN TERIMA KASIH Dengan selesainya penelitian ini kami kepada ucapkan Dirjen Dikti terima kasih yang telah membiayai penelitian dalam Hibah Pekerti 2008. KESIMPULAN Penelitian ini dapat disimpulkan sebagai berikut: 1. Bidang patahan untuk lintasan 1 berada pada titik 25; 43; 57; 77; 97,5; 110; 125 dan 136 meter. 2. Bidang patahan untuk lintasan 2 berada pada titik 33; 50 dan 100 meter. 3. Adanya amblesan akibat perubahan porositas di bawah permukaan karena keluarnya massa batuan bawah permukaan di sekitar sumur eksplorasi BJP-1 telah menyebabkan patahan dangkal di Desa Renokenongo. DAFTAR PUSTAKA Ben-Zion, Y., Peng, Z., Lewis, M.A. & McGuire, J. 2007. High Resolution Imaging of Fault Zone Structures with Seismic Fault Zone Waves, Scientific Drilling, Special Issue 1: 78-79. 183 Davies, R.J, Brumm, M, Manga, M., Rubiandini, R, Swarbrick, R & Tingay, M. 2008. The East Java Mud Volcano: An Earthquake or Drilling Trigger?, Earth and Planetary Science Letters 272: 627-638. Davies, R.J., Swarbrick, R.E., Evans, R.J. & Huuse, M. 2007. Birth of a mud volcano: East Java, 29 May 2006. GSA Today 17: 4-9. Dimitrov, L.I. 2002. Mud Volcanoes the Most Important Pathway for Degassing Deeply Buried Sediments. Earth-Science Reviews 59: 49-76. Hendrajaya, L. & Arif, I. 1990. Geolistrik Tahanan Jenis, Monografi: Metoda Eksplorasi, Bandung: Laboratorium Fisika Bumi, ITB. Loke, MH. 1999, Electrical Imaging Surveys for Environmental and Engineering Studies. Mazzini, A., Svensen, H., Akhmanov, G.G., Aloisi, G., Planke, S. & MaltheSorenssen, A. 2007. Triggering and Dynamic Evolution of LUSI Mud Volcano, Indonesia, Earth Planet, Sci.Lett. 266: 375-388. Sardjono, S.P. 2007. Jurnal Fisika dan Aplikasinya: Analisis Data Gaya Berat dan VLF untuk Penentuan Bidang Patahan Penyebab Semburan Lumpur di Sumur Eksplorasi BJP-1 Porong. Surabaya: ITS. Telford, W.M. 1976. Applied Geophysics. London: Cambridge University Prees. Utama, W., Brigita, D.L. & Muntaha, M. 2007. Analisa Pengaruh Infiltrasi Air Hujan terhadap Sifat Fisik Lumpur Porong I 184 Jurnal Fisika FLUX, Vol. 5 No. 2, Agustus 2008 (174 – 184) Sidoarjo Berdasarkan Karakteristik Kelistrikan. Seminar Nasional Teknik Sipil III 2007. FTSP ITS. Surabaya Ward, Stanley H. 1992, Geotechnical and Environmental Geophysics. Oklahoma:Society of Exploration Geophysicists.
