Geofisika

PENDAHULUAN GEOFISIKA

A.  Geofisika

Geofisika berasal dari dua kata yaitu geo yang berarti “bumi” dan fisika,atau dalam pengertiannya geofisika adalah suatu ilmu yang mempelajari bumi dengan pendekatan metode – metode fisika. dalam sudut pandang yang lain, Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika . Geofisika termasuk dalam ilmu Geosains, Geofisika sendiri dibagi menjadi 4 keilmuan yang mempelajari meteorology, geofisika padat, oseanografi dan hidrologi.  

 Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal. Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi bangunan dll).

Di Indonesia, ilmu ini dipelajari hampir di semua perguruan tinggi negeri yang ada. Biasaya geofisika masuk ke dalam fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA), karena memerlukan dasar-dasar ilmu fisika yang kuat, atau ada juga yang memasukkannya ke dalam bagian dari Geologi. Saat ini, baik geofisika maupun geologi hampir menjadi suatu kesatuan yang tak terpisahkan Ilmu bumi. Beberapa contoh kajian dari geofisika bumi padat misalnya seismologi yang mempelajari gempabumi, ilmu tentang gunungapi (Gunung Berapi) atau volcanology, geodinamika yang mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon.

B.  Metode – Metode Geofisika

Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan oleh bumi, Misalnya dengan meanfaatkan radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktivitas bumi. Metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur respons yang dilakukan oleh bumi, Misalnya dengan memanfaatkan ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya. Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktivitas bumi. Medan buatan dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya.

 Adapun metode yang lainnya yaitu metode gaya berat , Metoda Gaya Berat
Secara umum metoda gaya berat merupakan metoda geofisika yang mengukur variasi gaya berat (gravitational) di bumi. Metoda ini jarang digunakan pada tahapan lanjut eksplorasi bijih, namun cukup baik digunakan untuk mendefinisikan daerah target spesifik untuk selanjutnya disurvei dengan metoda-metoda geofisika lain yang lebih detil.

Adanya variasi medan gravitasi bumi ditimbulkan oleh adanya perbedaan rapat massa (density) antar batuan. Adanya suatu sumber yang berupa suatu massa (masif, lensa, atau bongkah besar) di bawah permukaan akan menyebabkan terjadinya gangguan medan gaya berat (relatif). Adanya gangguan ini disebut sebagai anomali gaya berat. Karena perbedaan medan gayaberat ini relatif kecil maka diperlukan alat ukur yang mempunyai ketelitian yang cukup tinggi. Alat ukur yang sering digunakan adalah Gravimeter. Alat pengukur gayaberat di darat telah mencapai ketelitian sebesar ±0.01 mGal dan di laut sebesar ±1 mGal.

Beberapa endapan seperti zinc, bauksit, atau barit sangat sulit dideteksi melalui metoda magnetik maupun elektrik, namun dapat dideteksi dengan metoda gaya berat (gravity), tapi hanya untuk mengetahui profil batuan sampingnya (tidak dapat langsung mendeteksi bijihnya) melalui anomali densiti.
Dasar teori yang dipakai dalam metoda ini adalah Hukum Newton tentang gravitasi bumi. Untuk bumi yang berbentuk bulat, homogen, dan tidak berotasi, maka massa bumi (M) dengan jari-jari (R) akan menimbulkan gaya tarik pada benda dengan massa (m) di permukaan bumi sebesar :


dengan (g) adalah percepatan gaya berat vertikal permukaan bumi.
Harga rata-rata gayaberat di permukaan bumi adalah 9.80 m/s2. Satuan yang digunakan adalah gayaberat adalah milliGal (1 mGal = 10-3 Gal = 10-3 cm/s2) atau ekivalen dengan 10 gu (gravity unit). Variasi gaya berat yang disebabkan oleh variasi perbedaan densitas bawah permukaan adalah sekitar 1 mGal (100 mm/s2).

Karena bentuk bumi bukan merupakan bola pejal yang sempurna, dengan relif yang tidak rata, berotasi serta ber revolusi dalam sistem matahari, tidak homogen. Dengan demikian variasi gayaberat di setiap titik permukaan bumi akan dipengaruhi oleh 5 faktor, yaitu :

1. lintang
2. ketinggian
3. topografi
4. pasang surut
5. variasi densitas bawah permukaan
sehingga dalam pengukuran dan interpretasi, faktor-faktor tersebut harus diperhatikan (dikoreksi).

C.  Eksplorasi Geofisika

Metoda geofisika merupakan salah satu metoda yang umum digunakan dalam eksplorasi endapan bahan galian. Metoda ini tergolong kepada metoda tidak langsung, dan sering digunakan pada tahapan eksplorasi pendahuluan (reconnaissance), mendahului kegiatan-kegiatan eksplorasi intensif lainnya.
 
Adapun tahapan-tahapan pekerjaan yang umum digunakan dalam metoda geofisika adalah :
 
   1. Survei pendahuluan (penentuan lintasan)
   2. Pemancangan (penandataan titik-titik ukur) dalam areal target
   3. Pengukuran lapangan
   4. Pembuatan peta-peta geofisika
   5. Penarikan garis-garis isoanomali
   6. Penggambaran profile
   7. Interpretasi anomaly

Geofisika pada umumnya bekerja pada 3 front pararel yaitu :

1.         Observasi atau pengukuran di lapangan

2.         Penyelidikan di laboratorium

3.         Pengkajian teoritis

Dari sini, masalah yang timbul adalah seringkali sangat sukar karena sebagian besar dari obyek yang dipelajari yaitu bagian dalam bumi, secara umum tidak dapat diukur secara langsung di permukaan. Sebagai pengganti, Geofisika mengandalkan pengamatan tidak langsung yang dilakukan pada permukaan bumi atau sangat dekat dengan bumi. Adalah jelas, bahwa interpretasi dari pengamatan seperti ini akan memiliki tingkat kesulitan yang besar.

Penelitian di laboratorium dapat menghasilkan hal-hal yang signifikan dalam menginterpretasi hasil observasi. Sebagai contoh, sifat-sifat material (logam atau mineral) yang bervariasi pada tekanan tinggi dan temperatur tinggi telah ditemukan di laboratorium.

Lebih lanjut, dengan menggunakan komputer dimungkinkan pula untuk mensimulasikan proses kejadian (modelling) objek yang diobservasi. Keuntungan pemodelan dan simulasi di laboratorium adalah memungkinkan suatu proses dapat dikontrol dengan parameter-parameter yang secara alamiah diketahui dengan baik. Pemodelan dan simulasi akan cocok untuk menggambarkan kasus / kejadian alam yang kompleks.

Berbagai metode yang dikembangkan dalam Geofisika Eksplorasi telah berhasil membantu ahli-ahli ilmu bumi lainnya untuk memperkirakan dan menemukan deposit tambang dan bahan energi dengan keakuratan yang cukup mengagumkan. Tidak sampai di situ, penelitian-penelitian Geofisika juga terus dikembangkan agar membantu menghindari malapetaka alam yang dapat membunuh umat manusia (seperti penelitian Seismologi / Vulkanologi, dsb).

D.  Cabang-Cabang Geofisika

       Adapun cabang –cabang dari geofisika itu terbagi atas beberapa bagian kecil yaitu sebagai berikut

·           Seismologi (mempelajari gempa bumi dan fenomena fisika yang    berhubungan dengannya)

·           Vulkanologi (juga adalah bagian dari Geologi, mempelajari gunung api, mata air panas, dsb)

·           Geomagnetisme (mempelajari medan magnet bumi, termasuk paleomagnetisme)

·           Geoelektrisitas (mempelajari sifat-sifat kelistrikan bumi)

·           Tektonofisika (penggunaan ilmu fisika untuk mempelajari proses tektonik)

·           Gravitasi (juga bagian dari Geodesi, mempelajari medan gravitasi dan interpretasinya)

·           Geotermal (mempelajari suhu bagian dalam bumi, termasuk eksplorasi panas bumi)

·           Geokosmologi (mempelajari asal-usul bumi)

·           Geokronologi (mempelajari kejadian bumi, termasuk menentukan umurnya)