Perbandingan Peta Anomali Medan Magnetik Total, Graviti dan
advertisement
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.
