METODE DALAM GEOFISIKA

Geofisika adalah metoda yang mempelajari Bumi dan Batuan menggunakan pendekatan-pendekatan Fisika dan Matematika. Ilmu Geofisika merupakan gabungan dari konsep-konsep Ilmu Geologi dan Fisika. Ilmu geofisika memiliki cakupan yang luas, dimulai dari Fisika ujungnya pada Geologi Eksplorasi, malah mungkin masuk ke Domain Tambang dan Petroteur Engineer, Domain yang termasuk Pure Geophysics atau Theoritical Geophysics, digeluti pada bidang Ilmu Fisika, Ilmu Geofisika yang mempelajari bumi secara umum juga disebut Global geophysics yang mengamati dan menganalisa bumi, interior, gempa, dll, diketahui di bidang lain Solid Eart Geophysics. Aplikasi geofiisika unutk eksplorasi disebut Eksploration Geophysics, atau Geofisika eksplorasi atau Geofisika terapan.

Bumi sebagai tembat tingal manusia secara alami menyediankan sumberdaya alam yang berlimpaKekayaan sumberdaya alam Indonesia sangat melimpa. kita sebagai generasi penerus bangsa untuk harus berupaya untuk dapat memanfaatkan sumberdaya yang ada untuk kesejahtraan bangsa.Keterbatasan ilmu untuk mengolah sumberdaya alam tersebut menjadi kendala untuk melangkah lebih lanjut. Sehingga kita merasa perlu untuk mempelajari cara atau metode untuk mengungkap suatu informasi yang terdapat di dalam perut bumi. Salah satu cara atau metode untuk memperoleh informasi tersebut dengan menggunakan metode survei geofisika. Metode tersebut merupakan salah satu cabang ilmu fisika yang mempelajari bidang bumi khususnya perut bumi berdasarkan konsep fisika. Survei geofisika yang sering dilakukan selama ini antara lain Metode gravitasi (gayaberat), magnetik, seismik, geolistrik (resistivitas) dan elektromagnetik. Mari kita pelajari dimanakah perbedaan dan keunggulan dari tiap masing-masing metode geofisika tersebut.

1. Metode Gravitasi (metode gayaberat)

Dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan perbedaan rapat masa cebakan mineral dari daerah sekeliling (r=gram/cm3). Metode ini adalah metode geofisika yang sensitive terhadap perubahan vertikal, oleh karena itu metode ini disukai untuk mempelajari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan sungai purba, lubang di dalam masa batuan, shaff terpendam dan lain-lain. Eksplorasi biasanya dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang. Perpisahan anomali akibat rapat masa dari kedalaman berbeda dilakukan dengan menggunakan filter matematis atau filter geofisika. Di pasaran sekarang didapat alat gravimeter dengan ketelitian sangat tinggi (mgal), dengan demikian anomali kecil dapat dianalisa. Hanya saja metode penguluran data, harus dilakukan dengan sangat teliti untuk mendapatkan hasil yang akurat. Pengukuran ini dapat dilakukan dipermukaan bumi, di kapal maupun diudara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan di bawah permukaan sehingga dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi lainnya. Metode gravitasi umumnya digunakan dalam eksplorasi jebakan minyak (oil trap). Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam eksplorasi mineral dan lainnya. Prinsip pada metode ini mempunyai kemampuan dalam membedakan rapat massa suatu material terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan demikian struktur bawah permukaan dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk perencanaan langkah-langkah eksplorasi baik minyak maupun meneral lainnya.

2.Metode Magnetik

Dilakukan berdasarkan pengukuran anomaly geomagnet yang diakibatkan oleh perbedaan kontras suseptibilitas, atau permeabilitas magnetik tubuh

cebakan dari daerah sekelilingnya. Perbedaan permeabilitas relatif itu diakibatkan oleh perbadaan distribusi mineral ferromagnetic, paramagnetic, diamagnetic. Metode ini sensitive terhadap perubahan vertical, umumnya digunakan untuk mempelajari tubuh intrusi, batuan dasar, urat hydrothermal yang kaya akan mineral ferromagnetic, struktur geologi. Dan metode ini juga sangat disukai pada studi geothermal karena mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat kemagnetannya bila dipanasi mendekati temperatur Curie oleh karena itu digunakan untuk mempelajari daerah yang dicurigai mempunyai potansi Geothermal.

Metode eksplorasi disukai karena data acquitsition dan data proceding dilakukan tidak serumit metoda gaya berat. Penggunaan filter matematis umum dilakukan untuk memisahkan anomaly berdasarkan panjang gelombang maupun kedalaman sumber anomaly magnetic yang ingin diselidiki. Di pasaran banyak ditawarkan alat geomagnet dengan sensitifitas yang tinggi seperti potongan PROTON MAGNETOMETER dan lain-lain

Metode magnetik didasarkan pada pengukuran variasi intensitas medan magnetik di permukaan bumi yang disebabkan oleh adanya variasi distribusi benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Variasi yang terukur (anomali) berada dalam latar belakang medan yang relatif besar. Variasi intensitas medan magnetik yang terukur kemudian ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik di bawah permukaan, yang kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang mungkin. Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika dengan metode gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehngga keduanya sering disebut sebagai metoda potensial. Namun demikian, ditinjau dari segi besaran fisika yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yang mendasar. Dalam magnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besar vektor magnetisasi. sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan gravitasi. Data pengamatan magnetik lebih menunjukan sifat residual yang kompleks. Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap waktu jauh lebih besar.

Pengukuran intensitas medan magnetik bisa dilakukan melalui darat, laut dan udara. Metode magnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta serta bisa diterapkan pada pencarian prospeksi benda-benda arkeologi.

3.Metode Seismik

Merupakan salah satu metoda geofisika yang digunakan untuk eskplorasi sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Eksplorasi seismik atau eksplorasi dengan menggunakan metode seismik banyak dipakai oleh perusahaan-perusahaan minyak untuk melakukan pemetaan struktur di bawah permukaan bumi untuk bisa melihat kemungkinan adanya jebakan-jebakan minyak berdasarkan interpretasi dari penampang seismiknya.Dalam metoda seismik pengukuran dilakukan dengan menggunakan sumber seismik (ledakan, vibroseis dll). Setelah sumber diberikan maka akan terjadi gerakan gelombang di dalam medium (tanah/batuan) yang memenuhi hukum-hukum elastisitas ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan partikel tersebut di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat diperkirakan bentuk lapisan/struktur di dalam tanah (batuan) Metode seismik didasarkan pada gelombang yang menjalar baik refleksi maupun refraksi.

Ada beberapa anggapan mengenai medium dan gelombang dinyatakan sebagai berikut :

Anggapan yang dipakai untuk medium bawah permukaan bumi antara lain : Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan gelombang seismik dengan kecepatan berbeda.

Makin bertambahnya kedalaman batuan lapisan bumi makin kompak.

Anggapan yang dipakai untuk penjalaran gelombang seismik adalah : Panjang gelombang seismik

reservoar air, juga digunakan dalam eksplorasi geothermal.Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda arus, dikenal beberapa jenis metode resistivitas tahanan jenis, antara lain : Konfigurasi Schlumberger Konfigurasi Wenner Konfigurasi Dipole-dipole Konfigurasi Pole-dipole Konfigurasi pole-pole

5.Metode Elektromagnetik VLF (Very Low Frequency)

Salah satu metode yang banyak digunakan dalam prospeksi geofisika adalah metode elektromagnetik. Metode elektromagnetik biasanya digunakan untuk eksplorasi benda-benda konduktif. Perubahan komponen-komponen medan akibat variasi konduktivitas dimanfaatkan untuk menentukan struktur bawah permukaan. Medan elektromagnetik yang digunakan dapat diperoleh dengan sengaja membangkitkan medan elektromagnetik di sekitar daerah observasi, pengukuran semacam ini disebut teknik pengukuran aktif. Contoh metode ini adalah Turam elektromagnetik. Metode ini kurang praktis dan daerah observasi dibatasi oleh besarnya sumber yang dibuat. Teknik pengukuran lain adalah teknik pengukuran pasif, teknik ini memanfaatkan medan elektromagnetik yang berasal dari sumber yang tidak secara sengaja dibangkitkan di sekitar daerah pengamatan. Gelombang elektromagnetik seperti ini berasal dari alam dan dari pemancar frekuensi rendah (15-30 Khz) yang digunakan untuk kepentingan navigasi kapal selam. Teknik ini lebih praktis dan mempunyai jangkauan daerah pengamatan yang luas.

EOFISIKA

Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau

prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika

ionosfer. 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.

Bumi sebagai tempat tinggal manusia secara alami menyediakan sumber daya alam yang

berlimpah. Kekayaan sumber daya alam Indonesia sangat melimpah, sehingga kita sebagai

generasi penerus bangsa harus berupaya untuk dapat memanfaatkan sumber daya yang ada

tersebut untuk kesejahteraan bangsa. Keterbatasan ilmu untuk mengolah sumberdaya alam

tersebut memang menjadi kendala bagi kita untukmelakukan eksplorasi terhadap kekayaan alam

yang kita miliki tersebut. Sehingga kita merasa perlu untuk mempelajari cara atau metode untuk

mengungkap suatu informasi yang terdapat di dalam perut bumi. Salah satu cara atau metode untuk

memperoleh informasi tersebut adalah dengan menggunakan metode survei geofisika. Survei

geofisika yang sering dilakukan selama ini antara lain

1. Metode Geolistrik

2. Metode Seismik

3. Metode GPR

4. Metode Gravity

5. Metode Magnetik

1. Metode Geolistrik (metode resistivity/tahanan jenis)

Metoda ini menggunakan medan potensial listrik bawah permukaan sebagai objek pengamatan

utamanya. Kontras resistivity yang ada pada batuan akan mengubah potensial listrik bawah

permukaan tersebut sehingga bisa kita dapatkan suatu bentuk anomali dari daerah yang kita amati.

Dalam metoda geolistrik terdapat beberapa spesifikasi yaitu :

a. Self potensial (SP) > Metode ini memanfaatkan potensial listrik yang terdapat di alam.

b. Induced potential (IP) > Metode ini memanfaatkan potensial listrik yang kita induksikan sendiri

kedalam tanah.

Teori utama dalam metoda resistivity sesuai dengan hokum Ohm yaitu arus yang mengalir (I) pada

suatu medium sebanding dengan voltage (V) yang terukur dan berbanding terbalik dengan

resistansi (R) mdium, atau dapat dirumuskan sebagai berikut :

V = I.R Dimana R (Resistansi) sebanding dengan panjang medium yang dialiri (x), dan berbanding terbalik dengan luas bidang (A), yang sesuai dengan rumus :

R = x/A

Untuk mendapatkan pengukuran resistivity yang menghasilkan harga resistivitas semu

app(apparent resistivity) dirumuskan oleh :

app = K array . V / I

Dalam pelaksanaan survey dikenal beberapa metoda pengambilan data sesuai dengan peletakan

eloktroda yang dilakukan. Hal ini berpengaruh terhadap faktor geometri peneletian resistivity yang

kita lakukan. Adapun aturan/metoda tersebut antara lain :

1. Metoda Wenner

2. Metoda Gradien

3. Metoda Schlumberger

4. Metoda Dipole-dipole

5. Metoda Pole-dipole

Teknik akusisi data resistivity : - Peralatan yang dibutuhkan : 1. Sepasang elektroda arus dan elektroda potensial 2. Accu (biasanya 12 v, 1 A) 3. Peralatan elektronik pengukuran (spt: Mc-Ohm, Phoenix Technology, Abem Terrameter dll) - Tennik Pengukuran : 1. Sounding : untuk informasi bawah permukaan secara vertikal (model bumi berlapis) 2. Profilling : untuk informasi bawah permukaan secara mendatar (variasi lateral) 3. Offset Sounding : untuk informasi bawah permukaan profil sounding yang kontinyu secara lateral - Tahapan akusisi : 1. Tentukan konfigurasi elektroda yang ingin dipakai 2. Pasang elektroda sesuai dengan konfigurasi yang dipilih 3. Ukur besar resistivity semunya 4. Catat hal-hal penting : posisi dan elevasi elektroda, arus dan potensial yang digunakan tiap pengukuran, resistivity semu yang didapat di alat, kondisi geologi dilapangan secara umum 5. Plot pada kurva bi-log antara jarak AB/2 vs resistivity semu yang didapat

Setiap metode mempunyai Keunggulan dan Kekurangan , keunggulan dan kekurangan metode

geolistrik adalah sebagai berikut

Tabel Kelebihan dan Kekurangan Metode Geolistrik dengan Metode Geofisika lainya

Kelebihan Kekurangan

Harga peralatan murah Tidak efektif untuk pemakaian di

kawasan karst

Biaya survei relatif murah Untuk mendeteksi air tidak bisa

diketahui berapa jumlah volume pasti

air tersebut

Peralatan relatif kecil dan ringan Tidak bisa membedakan air mengalir

dan yang statis

Waktu yang dibutuhkan relatif cepat,

bisa mendapatkan 4 titik dalam sehari

Tidak bisa menjangkau wilayah yang

dalam karena jankauannya berkisar

1000-1500 kaki dibawah permukaan

bum

2. Metode Seismik

Metode seismik merupakan salah satu bagian dari seismologi eksplorasi yang dikelompokkan dalam

metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan dengan menggunakan sumber seismik (palu,

ledakan,dll). Setelah usikan diberikan, terjadi gerakan gelombang di dalam medium (tanah/batuan)

yang memenuhi hukum-hukum elastisitas ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun

pembiasan akibat munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan

partikel tersebut di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat diperkirakan

bentuk lapisan/struktur di dalam tanah.

Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan padatahun 1845 oleh Robert Mallet, yang oleh

kebanyakan orang dikenal sebagai bapak seismologi instrumentasi. Mallet mengukur waktu

transmisi gelombang seismik,yang dikenal sebagai gelombang permukaan, yang dibangkitkan oleh

sebuah ledakan. Mallet meletakkan sebuah wadah kecil berisi merkuri pada beberapa jarak dari

sumber ledakan dan mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk be-riak. Pada tahun

1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber gempa bumi untuk eksperimennya

dan menemukan keberadaan bidang batas antara mantel dan kerak bumi yang sekarang disebut

sebagai Moho.

Hukum Fisika Gelombang Seismik

Gelombang seismik mempunyai kelakuan yang sama dengan kelakuan gelombang cahaya,

sehingga hukum-hukum yang berlaku untuk gelombang cahaya berlaku juga untuk gelombang

seismik. Hukum-hukum tersebut antara lain:

1. Huygens mengatakan bahwa gelombang menyebar dari sebuah titik sumber gelombang ke

segala arah dengan bentuk bola.

2. Hukum snellius menyatakan bahwa bila suatu gelombang jatuh diatas bidang batas dua

medium yang mempunyai perbedaan densitas, maka gelombang tersebut akan dibiaskan jika

sudut datang gelombang lebih kecil atau sama dengan sudut kritisnya. Gelombang akan

dipantulkan jika sudut datangnya lebih besar dari sudut kritisnya. Gelombang datang,

gelombang bias, gelombang pantul terletak pada suatu bidang datar.

Di dalam eksplorasi seismik dikenal 2 macam metode, yaitu:

A. Metode seismik bias (refraksi)

Seismik refraksi dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah/batuan dari posisi sumber

ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi setelah

gangguan pertama (first break) diabaikan,sehingga sebenarnya hanya data first break saja yang

dibutuhkan. Parameter jarak (offset) dan waktu jalar dihubungkan oleh cepat rambat gelombang

dalam medium. Kecepatan tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang ada di dalam

material dan dikenal sebagaiparameter elastisitas batuan.

B. Metode seismik pantul (refleksi)

Sedangkan dalam seismik refleksi, analisis dikonsentrasikan pada energi yang diterima setelah

getaran awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari adalah gelombang-gelombang yang

terpantulkan dari semua interface antar lapisan di bawah permukaan. Analisis yang dipergunakan

dapat disamakan dengan echo sounding pada teknologi bawah air, kapal, dan sistem radar.

Informasi tentang medium juga dapat diekstrak dari bentuk dan amplitudo gelombang refleksi yang

direkam.Struktur bawah permukaan dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang dilakukan masih

sama dengan seismik refraksi, yaitu analisis berdasar kontras parameter elastisitas medium.

Tabel Kelebihan dan Kekurangan Metode Seismik dengan Metode Geofisika lainya

Kelebihan Kekurangan

Dapat mendeteksi variasi baik lateral

maupun kedalaman dalam parameter

fisis yang relevan, yaitu kecepatan

seismik.

Banyaknya data yang dikumpulkan

dalam sebuah survei akan sangat besar

jika diinginkan data yang baik

Dapat menghasilkan citra kenampakan

struktur di bawah permukaan

Perolehan data sangat mahal baik

akuisisi dan logistik dibandingkan

dengan metode geofisika lainnya.

Dapat dipergunakan untuk membatasi

kenampakan stratigrafi dan beberapa

kenampakan pengendapan.

Reduksi dan prosesing membutuhkan

banyak waktu, membutuhkan komputer

mahal dan ahli-ahli yang banyak.

Respon pada penjalaran gelombang

seismik bergantung dari densitas batuan

dan konstanta elastisitas lainnya.

Sehingga, setiap perubahan konstanta

tersebut (porositas, permeabilitas,

kompaksi, dll) pada prinsipnya dapat

diketahui dari metode seismik.

Peralatan yang diperlukan dalam

akuisisi umumnya lebih mahal dari

metode geofisika lainnya.

Memungkinkan untuk deteksi langsung

terhadap keberadaan hidrokarbon

Deteksi langsung terhadap kontaminan,

misalnya pembuangan limbah, tidak

dapat dilakukan.

Perbandingan Seismik Refraksi Seismik Refleksi

Metode Seismik Refraksi (Bias) Metode Seismik Refleksi (Pantul)

Keunggulan Kelemahan

Pengamatan refraksi membutuhkan

lokasi sumber dan penerima yang kecil,

sehingga relatif murah dalam

pengambilan datanya

Karena lokasi sumber dan penerima

yang cukup lebar untuk memberikan

citra bawah permukaan yang lebih baik,

maka biaya akuisisi menjadi lebih

mahal.

Prosesing refraksi relatif simpel

dilakukan kecuali proses filtering untuk

memperkuat sinyal first berak yang

dibaca.

Prosesing seismik refleksi memerluakn

komputer yang lebih mahal, dan sistem

data base yang jauh lebih handal.

Karena pengambilan data dan lokasi Karena banyaknya data yang direkam,

yang cukup kecil, maka pengembangan

model untuk interpretasi tidak terlalu

sulit dilakukan seperti metode geofisika

lainnya

pengetahuan terhadap database harus

kuat, diperlukan juga beberapa asumsi

tentang model yang kompleks dan

interpretasi membutuhkan personal

yang cukup ahli.

Kelemahan Keunggulan

Dalam pengukuran yang regional ,

Seismik refraksi membutuhkan offset

yang lebih lebar.

Pengukuran seismik pantul

menggunakan offset yang lebih kecil

Seismik bias hanya bekerja jika

kecepatan gelombang meningkat

sebagai fungsi kedalaman.

Seismik pantul dapat bekerja

bagaimanapun perubahan kecepatan

sebagai fungsi kedalaman

Seismik bias biasanya diinterpretasikan

dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing-

masing lapisan memiliki dip dan

topografi

Seismik pantul lebih mampu melihat

struktur yang lebih kompleks

Seismik bias hanya menggunakan

waktu tiba sebagai fungsi jarak (offset)

Seismik pantul merekan dan

menggunakan semua medan gelombang

yang terekam.

Model yang dibuat didesain untuk

menghasilkan waktu jalar teramati.

Bawah permukaan dapat tergambar

secara langsung dari data terukur

3. Metode GPR (Ground Penetrating Radar)

Metode ground penetrating radar atau georadar merupakan salah satu metode geofisika yang

mempelajari kondisi bawah permukaan berdasarkan sifat elektromagnetik dengan menggunakan

gelombang radio dengan frekuensi antara 1-1000 MHz. Georadar menggunakan gelombang

elektromagnet dan memanfaatkan sifat radiasinya yang memperlihatkan refleksi seperti pada

metode seismik refleksi.

Pengukuran dengan menggunakan GPR ini merupakan metode yang tepat untuk mendeteksi benda

benda kecil yang berada di dekat permukaan bumi (0,1-3 meter) dengan resolusi yang tinggi yang

artinya konstanta dielektriknya menjadi rendah.

Ada tiga jenis pengukuran yaitu refleksi, velocity sounding, dan transiluminasi. Pengukuran refleksi

biasa disebut Continuous Reflection Profiling (CRP). Pengukuran velocity Sounding disebut

Common Mid Point (CMP) untuk mementukan kecepatan versus kedalaman, dan transiluminasi

disebut juga GPR Tomografi.

Teori Dasar

GPR terdiri dari sebuah pembangkit sinyal, antena transmitter dan receiver sebagai pendeteksi

gelombang EM yang dipantulkan. Signal radar ditransmisikan sebagai pulsa-pulsa yang tidak

terabsorbsi oleh bumi tetapi dipantulkan dalam domain waktu tertentu. Mode konfigurasi antena

transmitter dan receiver pada GPR terdiri dari mode monostatik dan bistatik. Mode monostatik yaitu

bila transmitter dan receiver digabung dalam satu antena. sedangkan moded bistatik bila kedua

antena memiliki jarak pemisah.

Transmitter membangkitkan pulsa gelombang EM pada frekuensi tertentu sesuai dengan

karaketristik antena tersebut (10 MHz 4 GHz). Receiver diset untuk melakukan scan yang secara

normal mancapi 32-512 scan per detik. Setiap hasil scan ditampilkan pada layar monitor (real-time)

sebagai fungsi waktu two-way traveltime, yaitu waktu yang dibutuhkan gelombang EM menjalar dari

transmitter, target dan ke receiver. Tampilan ini disebut radargram.

Fenomena elektromagnetik dapat dijelaskan dengan persamaan Maxwell. Persamaan ini terdiri dari

4 persamaan medan dan untuk tiap-tiap persamaan merupakan hubungan antara medan dengan

distribusi sumber yang bersangkutan.

Persamaan yang menghubungkan sifat fisik medium dengan medan yang timbul pada medium tersebut dapat dinyatakan dengan : Keterangan : H = intensitas medan magnet (ampere/m)

D = perpindahan listrik (coulomb/m2)

? = permitivitas listrik (farad/m) = konduktivitas (1/ohm-m)

Untuk menyederhanakan masalah, sifat fisik medium diasumsikan tidak bervariasi terhadap waktu

dan posisi (homogen isotropi). Maka persamaan Maxwell dapat ditulis sebagai berikut :

Persamaan Maxwel ini adalah landasan berpikir dari perambatan gelombang elektromagnet. Pada

material dielektrik murni suseptibilitas magnetik () dan permitivitas listrik (?) adalah konstan dan

tidak terdapat atenuasi dalam perambatan gelombang. Tidak sama halnya jika berhadapan dengan

material dielektrik yang ada.

Sifat-sifat dari material bumi bergantung dari komposisi dan kandungan air material tersebut.

Keduanya ini mempengaruhi cepat rambat perambatan gelombang dan atenuasi gelombang

elektromagnet.

Keberhasilan dari metoda GPR bergantung pada variasi bawah permukaan yang dapat

menyebabkan gelombang tertransmisikan. Perbandingan energi yang direfleksikan disebut koefisien

refleksi (R) yang ditentukan oleh perbedaan cepat rambat gelombang elektromagnet dan lebih

mendasar lagi adalah perbedaan dari konstanta dielektrik relatif dari media yang berdekatan. Hal ini

dapat terlihat pada persamaan berikut :

Keterangan :

V1 = cepat rambat geombang elektromagnet pada lapisan 1

V2 = cepat rambat geombang elektromagnet pada lapisan 2 , dan V1 < V2

?1 dan ?2 = konstanta dielektrik relatif lapisan 1 dan lapisan 2 Dalam semua kasus, besarnya R terletak antara -1 dan 1. bagian dari energi yang ditransmisikan sama dengan 1-R. Persamaan diatas daplikasikan untuk keadaan normal pada permukaan bidang datar. Dengan asumsi tidak ada sinyal yang hilang sehubungan dengan amplitudo sinyal.

Jejak yang terdapat pada rekaman georadar merupakan konvolusi dari koefisien refleksi dan impulse georadar ditunjukkan oleh persamaan : Keterangan : r(t) = koefisien refleksi A(t) = amplitudo rekaman georadar F(t) = impulse radar n(t) = noise radar

Besar amplitudo rekaman georadar r(t) akan tampak pada penampang rekaman georadar berupa

variasi warna. Refleksi atau transmisi di sekitar batas lapisan menyebabkan energi hilang. Jika

kemudian ditemukan benda yang memiliki dimensi yang sama dengan panjang gelombang dari

sinyal gelombang elektromagnet maka benda ini menyebabkan penyebaran energi secara acak.

Absorbsi ( mengubah energi elektromagnet menjadi energi panas ) dapat menyebabkan energi

hilang. Penyebab yang paling utama hilangnya energi karena atenuasi fungsi kompleks dari sifat

lstrik dan dielektrika media yang dilalui sinyal radar. Atenuasi () tergantung dari konduktifitas (),

peermeabilitas magnetik (), dan permitivity (?) dari media yang dilalui oleh sinyal dan frekuensi dari

sinyal itu sendir (2f). Sifat bulk dari material ditentukan oleh sifat fisik dari unsur pokok yang ada

dan komposisinya.

Tabel Kelebihan dan Kekurangan Metode GPR dengan Metode Geofisika lainya

Kelebihan Kekurangan

Biaya operasional lebih murah tidak bisa melakukan penetrasi / deteksi

sedalam gelombang bunyi.

resolusi yang sangat tinggi karena

menggunakan frekuensi tinggi

(broadbandatau wideband)

Kemampuan radar hanya puluhan meter

(kurang lebi 100 meter)

Pengoperasian yang cukup mudah Antena GPR umum hanya untuk durasi

pulsa tertentu

merupakan metoda non

destructivesehingga aman digunakan.

3. Metode Gravity

Metode Gravity adalah salah satu metode eksplorasi dalam geofisika, yang memenfaatkan

sifat daya tarik antar benda yang didapat dari densitasnya, jadi prinsip eksplorasi dengan

metode gravity ini yaitu mencari anomali gravity pada subsurface.

Adapun tahapan dari metode ini yaitu :

1. Pengambilan data dari lapangan

Pengambilan data dilapangan dapat menggunakan alat gravimeter, (contoh kasus

: LaCoste & Romberg Model G-525). pada alat ini terdapat 3 komponen besar (gravimeter,

dudukan cembung dan power supply -accu-),

Tahapan menggunakan alat ini yaitu dudukan cembung di posisikan pada titik pengukuran,

taruh gravimeter diatasnya, sentring kestabilan alat terhadap permukaan, buka kunci bandul,

baca perhitungan alat, catat datanya, tutup kunci bandul dan selesai.

5. Metode Magnetik

Survey magnetik merupakan metoda eksplorasi geofisika yang mengukur medan magnet

bumi di setiap titik yang ada di muka bumi. Penggunaan metode magnetik berdasarkan pada

adanya anomali medan magnetik bumi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan sifat

kemagnetan dari berbagai macam batuan. Dalam kegiatan eksplorasi, survei magnetik dapat

dilakukan di darat, laut maupun udara.