Deskripsi
Buku ini lebih banyak membahas mengenai Geolistrik, mulai dari sejarah, prinsip dasarnya, mekanisme, konsep dasar dan sebagaimana. Buku ajar ini cocok dan menjadikan acuan tambahan bagi mahasiswa Program Studi Fisika FMIPA dan Program Studi Teknik Geofisika dan jurusan lainnya dalam perkuliahan serta memberikan pedoman praktis agar mahasiswa mendapatkan gambaran secara jelas untuk mendukung perkulianan. Dengan mempelajari Geolistrik dapat memberikan kita banyak manfaat dalam kehidupan sehari-hari, yang mana telah berbagai bentuk aplikasi yang dipergunakan seperti seperti untuk keperluan arkeologi, geoteknik dan rekayasa, pencarian sumberdaya mineral, memecahkan masalah lingkungan, dalam bidang panas bumi (geothermal), berbagai studi hidrologi dan bahkan untuk yang lebih dalam lagi yaitu untuk studi pada zona patahan atau sesar.
Tentang Penulis
Dr. Muhammad Syukri, S.Si, M.T
Website : http://fsd.unsyiah.ac.id/m.syukri/
Email: m.syukri@unsyiah.ac.id
Order Buku
Sejarah mengenai metode geolistrik ini merupakan tonggak sejarah yang penting pada awal tahun 1830, ketika Robert Were Fox (1789-1877) (Gambar 1.1) seorang ahli geologi melakukan ekperimen terhadap arus alamiah pada suatu deposit jebakan biji sulfida di Cornwall Inggris. Eksperimen Fox ini menjadi titik awal metode prospektif geolistrik dengan melihat sesuatu di bawah permukaan dengan konsep medan listrik. Kemudian konsep ini dikembangkan dan diaplikasikan secara komersial oleh Conrad Schlumberger pada tahun 1912 (Michael S. Z., 2010; Ward, S., 1980).
Selanjutnya sepanjang abad 18 tersebut lahir banyak sekali penelitian- penelitian yang berkaitan dengan fenomena kelistrikan Self Potensial (SP). Pada awal abad 19, Conrad Schlumberger di Perancis dan Frank Wenner di Amerika melakukan eksperimen menggunakan listrik buatan dengan cara melakukan injeksi arus ke dalam tanah dan menggukur resultan perbedaan potensialnya (potensialnya sendiri terdiri dari komponen alamiah dan akibat injeksi) yang kemudian dikenal dengan metode DC resistivity.
Konsep dasar dari Metoda Geolistrik adalah Hukum Ohm yang pertama kali dicetuskan oleh ilmuan Jerman bernama George Simon Ohm (1787-1854) (Gambar 2.1) (Anonymous2, 2018). Dia menyatakan bahwa beda potensial yang timbul di ujung-ujung suatu medium berbanding lurus dengan arus listrik yang mengalir pada medium tersebut. Selain itu, dia juga menyatakan bahwa tahanan listrik berbanding lurus dengan panjang medium dan berbanding terbalik dengan luas penampangnya.
Arus listrik diasumsikan sebagai muatan positif yang bergerak ke arah terminal negatif, sedangkan muatan negatif bergerak ke terminal positif. Namun kesepakatan menyatakan bahwa arus listrik bergerak dari muatan positif ke arah muatan negatif.
Metode geolistrik sangat berkaitan erat dengan konfigurasi atau geometri susunan elektroda arus dan elektroda potensial yang digunakan. Misalnya konfigurasi yang menggunakan 4 (empat) buah elektrodanya terletak dalam satu garis lurus dengan posisi elektroda AB dan MN yang simetris terhadap titik pusat pada kedua sisi yaitu konfigurasi Wenner dan Schlumberger. Setiap konfigurasi mempunyai metoda perhitungan tersendiri untuk mengetahui nilai ketebalan dan resistivitas batuan di bawah permukaan. Metoda geolistrik konfigurasi Schlumberger merupakan metoda yang banyak digunakan untuk mengetahui karakteristik lapisan batuan bawah permukaan dengan biaya survei yang relatif murah. Teknik pengukuran geolistrik di lapangan telah berkembang dari penggunaan sepasang elektroda sumber arus dan sepasang elektroda penerima beda potensial menjadi beberapa elektroda sekaligus (multi electrode), seperti Gambar (3.1) Setiap elektroda dapat berfungsi sebagai sumber atau penerima pada saat tertentu. Penggunaan elektroda semacam ini, dapat meningkatkan produktivitas dan menekan biaya operasional lapangan.
Metode Potensial Diri (Self Potential-SP) merupakan metode geofisika yang paling tua tanpa menginjeksikan arus, pertama kali ditemukan pada tahun 1830 oleh Robert Fox dengan menggunakan elektrode tembaga yang dihubungkan ke sebuah galvanometer untuk mendeteksi lapisan coppere sulfida di Carnwall (England) (Markus, 2017). Didalam batuan terdapat mineral- mineral yang mempunyai matrik dan pori-pori sehingga terdapat electron yang bergerak didalamnya, dengan begitu terdapat arus alam. Karena arus alam sangat kecil jika dibandingkan dengan arus yang di injeksi maka digunakan alat ukur yang lebih sensitif. Pengukuran SP dilakukan pada lintasan tertentu dengan tujuan untuk mengukur beda potensial antara dua titik yang berbeda. Untuk melakukan pengukuran metode SP ini dengan menggunakan elektroda “phorous pot” agar memperoleh kontak yang baik antara elektroda dan lapisan tanah (Markus, 2017).
Metode SP banyak diaplikasikan sebagai survei hidrotermal dan digunakan untuk membantu pemetaan geologi, misalnya melihat delineasi zona geser, patahan dekat permukaan dan anomali di bawah permukaan tanah. Mengetahui sumber yang dapat menyebabkan terjadinya perbedaan potensial sangat penting untuk mengurangi noise. Pengolahan data biasanya dilakukan dengan membuat peta potensial dengan antara elektrode base dengan elektrode rover.
Metode Induced Polarization (IP) atau Polarisasi Terimbas adalah salah satu metode geofisika yang relatif baru, hasil pengembangan dari metode geolistrik. Tidak seperti metode gefisika lainnya, yang biasa digunakan untuk eksplorasi mineral sejak tahun 1920-an, metode IP belum banyak digunakan dalam eksplorasi hingga tahun 1950-an. Namun demikian, secara teknis dan praktek IP mempunyai kemampuan dan sangat efektif dalam eksplorasi beberapa lingkungan geologi, dan hingga sekarang penggunaan dalam eksplorasi mineral telah meningkat hampir 50% dibandingkan penggunaan metode geofisika lainnya. Apalagi dengan perkembangan software pengolahan data yang sangat mempercepat proses pemodelannya. Sehinggan metode IP ini, selain untuk eksplorasi mineral, saat ini sudah mulai dikembangkan sebagai alat untuk aplikasi panas bumi, hidrologi dan lingkungan (Reynolds International, 2011)
IP menyerupai metode Geolistrik Resistivitas dalam pemakaian arus listrik yang dikirimkan transmitter ke tanah melalui dua buah elektroda arus dan perbedaan tegangan (Voltage) diukur diantara dua elektroda potensial. Dalam tanah yang tidak mengandung mineral, jika aliran arus diputus, tegangan antara elektroda potensial dengan segera turun menjadi nol. Akan tetapi jika tanah mengandung sejumlah mineral, kebanyakan mineral sulfide (seperti pyrite, calcopyrite, galena) tegangan yang diperoleh tidak langsung nol tetapi turun perlahan-lahan menuju nol setelah beberapa detik.
Terdapat kaitan yang sangat erat antara muatan listrik dan materi terutama dalam kaitan sifat fisik suatu materi dengan muatan listriknya. Suatu materi merupakan kumpulan sejumlah besar atom atau molekul. Molekul terdiri atas atom-atom, sedangkan atom-atom itu sendiri terdiri dari inti yang bermuatan positif yang dikelilingi oleh awan elektron yang bermuatan negatif. Batuan merupakan salah satu jenis materi, sehingga batuan juga mempunyai sifat-sifat kelistrikan. Sifat kelistrikan dari batuan adalah karakteristik dari batuan bila dialirkan arus listrik ke dalamnya. Arus listrik ini dapat berasal dari alam itu sendiri akibat terjadinya ketidakseimbangan atau arus listrik yang sengaja diinjeksikan ke dalamnya. Sebagian besar penelitian teoretis dan eksperimen mengenai sifat elektrokinetik geomaterial, yang telah dilakukan adalah pada batuan yang didominasi oleh silika (Glover, 2015).
Pada sebagian besar batuan yang ada di dekat permukaan bumi, peristiwa konduksi didominasi oleh konduksi elektrolitik di larutan yang terdapat kandungan garam yang terdistribusi melalui pori-pori batu atau pada bidang batas (interface) air dan batuan. Matriks batuan itu sendiri biasanya merupakan isolator, dan resistivitas batuan sangat bergantung pada porositas (dan struktur pori batuan), jumlah air (yang tersaturasi), salinitas, temperatur, interaksi dan alterasi air-batuan, tekanan dan kandungan uap dalam air (Hersir and Arnason, 2010).
