pemodelan 2 dimensi data magnetotellurik …digilib.unila.ac.id/26296/3/skripsi tanpa bab...

70
PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK DAERAH PROSPEK PANASBUMI LAPANGAN “JGT” (Skripsi) Oleh MURDANI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMPUNG BANDAR LAMPUNG 2017

Upload: ngodan

Post on 02-May-2018

217 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK DAERAH

PROSPEK PANASBUMI LAPANGAN “JGT”

(Skripsi)

Oleh

MURDANI

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

Page 2: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

ABSTRAK

PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK DAERAH

PROSPEK PANASBUMI LAPANGAN “JGT”

Oleh

Murdani

Metode magnetotelurik (MT) adalah metode sounding elektromagnetik untuk

mengetahui struktur bawah permukaan berdasakan nilai tahanan jenis dengan cara

melakukan pengukuran pasif komponen medan listrik (E) dan medan magnet (H)

alam yang berubah terhadap waktu. Data MT tidak begitu stabil pada lapisan

dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

galvanik (distorsi galvanic). Untuk itu proses filter data MT harus dilakukan

dengan baik.

Hasil pemodelan inversi 1 dimensi dan 2 dimensi pada 33 titik data ukur yang

tersebar pada 3 lintasan area penelitian. Dari ketiga lintasan pengukuran terdapat

lapisan yang memliki nilai resistivitas rendah diduga sebagai batuan penudung

nulai resistivitas 4 Ωm dengan kedalaman 500 – 1000 m Resistivitas sedang

dengan rentang nilai resistivitas 21 Ωm – 53 Ωm dengan kedalaman lebih dari

1000 m merupakan batuan reservoir. Zona yang ketiga memiliki lapisan paling

resistif dengan nilai resistivitas 76 Ωm – 159 Ωm merupakan batuan dasar

(sumber panas) yang terletak pada kedalaman lebih dari 2000 m.

Kata kunci : Magnetotellurik, Panasbumi, Lapangan “JGT”.

Page 3: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

ABSTRACT

2 DIMENTION MODELLING USING MAGNETOTELLURIK DATA

IN THE PROSPECT AREA OF “JGT” GEOTHERMAL FIELD

By

Murdani

Magnetotelluric method is an electromagnetic sounding methode to know sub-

surface structure based on resistivity value by doing a passive acquitition using

natural electric and magnetic field component measurement which change due to

time. Magnetotelluric data is not stable at shallow surface because of contrast

topographical difference which also called galvanic effect (galvanic distortion).

Because of that, magnetotelluric filtration data process must be done well.

1D and 2D inversion modelling result on 33 measurement data point which

spreaded on 3 research area line. From all three measurement line, there is a layer

which has a low resistivity value which suspected as a cap-rock started from 4

Ωm with 500-1000 m depth. Middle resistivity value range started from 21 Ωm –

53 Ωm with more than 1000 m is a reservoir rock. The third zone has the most

resistive layer with resistivity value started from 76 Ωm – 159 Ωm is a source

rock (hot source) which located at more than 2000 m depth.

Keywords : Magnetotelluric, Geothermal, “JGT” Field.

Page 4: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK DAERAH

PROSPEK PANASBUMI LAPANGAN “JGT”

Oleh

MURDANI

Skripsi

Sebagai Salah Satu Syarat untuk Mencapai Gelar

SARJANA TEKNIK

Pada

Jurusan Teknik Geofisika

Fakultas Teknik Universitas Lampung

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMPUNG

BANDAR LAMPUNG

2017

Page 5: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek
Page 6: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek
Page 7: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek
Page 8: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Kota Krui Kabupaten Pesisir

Barat pada tanggal 09 November 1991, anak ke empat

dari lima bersaudara, dari Bapak Umar Efendi dan Ibu

Masdawati.

Pendidikan Sekolah Dasar (SD) diselesaikan di SDN

Sukarame Kabupaten Pesisir Barat pada Tahun 2004,

Sekolah Menengah Pertama (SMP) di MTS NU Krui

pada Tahun 2007, dan Sekolah Menengah Atas (SMA) di MAN 1 Krui pada

Tahun 2010.

Pada Tahun 2010, penulis terdaftar sebagai mahasiswa Jurusan Teknik Geofisika

Fakultas Teknik Universitas Lampung melalui jalur PKAB. Selama menjadi

mahasiswa penulis terdaftar dan aktif di beberapa Organisasi Kemahasiswaan,

seperti Himpunan Mahasiswa Teknik Geofisika “Bhuwana” (HIMA TG

“Bhuwana”) pada Bidang Kesekretariatan pada tahun 2011-2013, Anggota Fossi-

FT Unila pada tahun 2011-201, American Association of Petroleum Geologist

Student Chapter Unila (AAPG SC Unila) sebagai anggota pada tahun 2013-2014,

serta Society of Exploration Geophysicist Student Chapter Unila (SEG SC Unila)

sebagai anggota divisi Company Visit pada tahun 2013-2014.

Page 9: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

Pada Tahun yang sama penulis melaksanakan Kerja Praktek (KP) di Pusat Survey

Geologi (PSG) Badan Geologi Kementrian ESDM. Kemudian penulis melakukan

penelitian sebagai bahan penyusunan Tugas Akhir (TA) di PT. Elnusa Tbk

Jakarta. Hingga akhirnya penulis berhasil menyelesaikan pendidikan sarjananya

pada tanggal 07 bulan Maret tahun 2017.

Page 10: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

“Hai orang-orang yang beriman, Jadikanlah sabar dan shalatmu sebagai penolongmu, Sesungguhnya Allah bersama orang-orang yang sabar

(Qs. Al-Baqarah :153)

”Ya Allah, aku berlindung kepada Engkau, dari ilmu yang tidak bermanfaat, dari hati yang tidak tenang, dari do’a yang tak di dengar, dan dari nafsu yang

tidak pernah kenyang.”

(H.R. An-Nasa’i)

“Saat saya merasa lelah hanya karena tugas kuliah, saya teringat bahwa ada yang bekerja tanpa kenal lelah demi saya yaitu kedua orang tua saya”

“Hidup didunia ini hanyalah sekali, lakukanlah yang terbaik , butuh pengorbanan untuk menggapai apa yang cita-citakan. Berusahalah dengan

semaksimal mungkin dan iringi dengan doa. Percayalah, usaha maksimal akan membawa tepat pada tujuan.Karena tidak ada hasil yang mengkhianati usaha. Dengan impian, usaha, do’a dan semangat yang terus berkobar dalam diri, tidak

ada yang tidak mungkin di raih atas seizing-Nya.

(penulis)

Page 11: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

i

Atas segala Rahmat dan Kebesara-Nya, ku persembahkan karya kecil ini untuk:

Bapakku Umar Efendi dan Ibuku Masdawati, S.pd, atas kasih sayang yang

begitu tulus dan semangat luar biasa yang diberikan, tidak henti hentinya do’a

yang di panjatkan, kesabaran dan pengorbanan yang begitu besar, serta

pengertian yang selalu tercurahkan sepenuh jiwa untukku.

Kakak ku ”Rice Gusriani, Mery Evrina, S.E, Risnawati, S.pd, dan Adikku

”Rifky” Serta keponakanku ”Ovi, Dimas dan Ian” tersayang beserta keluarga

besar yang telah memberikan support yang tiada henti.

Seorang kekasih ku yang kelak insya allah akan menjadi isteri dan ibu dari anak

anakku yang selalu memberiku semangat,motivasi,pengorbananmu,do’a dan

bantuan hingga terselesainya skripsi untuk studiku.

TEKNIK GEOFISIKA UNILA 2010

Keluarga Besar Teknik Geofisika UNILA

Tempatku bernaung dalam menuntut ilmu dan mencari jati diri

”UNIVERSITAS LAMPUNG”.

Page 12: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

ii

SANWACANA

Puji syukur penulis ucapkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas rahmat

dan hidayah-Nya skripsi ini dapat diselesaikan.

Skripsi ini dengan judul “Pemodelan 2 Dimensi Data Magnetotellurik Daerah

Prospek Panasbumi Lapangan “JGT” adalah salah satu syarat untuk memperoleh

gelar Sarjana Teknik di Universitas Lampung.

Dalam kesempatan ini penulis dengan kerendahan hati mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Alah SWT, rasa syukur yang tak terkira dan tidak ada habisnya penulis

panjatkan, karena telah meridhoi semua seriap proses sampai sekripsi ini

selesai;

2. Kedua orang tua ku tecinta, Bapak Umar Efendi dan Ibu Masdawati,S.Pd atas

kasih sayang yang begitu tulus dan semangat luar biasa yang diberikan, tidak

henti hentinya do’a yang di panjatkan, kesabaran dan pengorbanan yang

begitu besar, serta pengertian yang selalu tercurahkan sepenuh jiwa untukku.

3. Bapak Prof. Dr. Ir. Hasriadi Mat Akin, M.P, selaku Rektor Universitas

Lampung;

Page 13: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

iii

4. Bapak Dr. H. Muh. Sarkowi, S.Si., M.Si., selaku Pembimbing akademik dan

pembimbing utama atas kesediaannya untuk memberikan bimbingan, saran

dan kritik dalam proses penyelesaian skripsi ini;

5. Bapak Prof. Drs. Suharno, M.Sc., Ph.D., selaku Dekan Fakultas Teknik Unila

dan Penguji. Terima kasih untuk masukan dan saran-saran yang membangun;

6. Bapak Dr. Ahmad Zaenudin, S.Si., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik

Geofisika Unila;

7. Bapak Nefrizal, Bapak Deni Saputra dan Mas Arif Darmawan selaku

pembimbing Tugas Akhir di PT. Elnusa Tbk Jakarta yang telah memberikan

banyak masukan. Terima kasih atas waktu, ilmu, saran, kritik, dan inspirasi

yang telah diberikan;

8. Dosen-dosen Jurusan Teknik Geofisika Unila, Bapak Prof. Drs. Suharno,

M.Sc., Ph.D., Bapak Bagus Sapto Mulyatno, S.Si., M.T., Bapak Dr. H. Muh.

Sarkowi, S.Si., M.Si., Bapak Alimuddin Muchtar, M.Si., Bapak Rustadi,

M.T., Bapak Dr. Ahmad Zaenudin, S.Si., M.T., Bapak Ordas Dewanto, M.Si.,

Bapak Karyanto, M.T., Bapak Nandi H., M.Si., dan Bapak Syamsurijal R.,

M.Si., yang telah memberikan ilmu yang luar biasa dan memotivasi penulis

untuk selalu menjadi lebih baik selama di perkuliahan Jurusan Teknik

Geofisika Unila;

9. Seluruh Staf Tata Usaha Jurusan Teknik Geofisika Unila, Pak Marsono,

Mbak Dewi, dan Mas Pujiono, yang telah memberi banyak bantuan dalam

proses administrasi;

Page 14: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

iv

10. Staf PT. Elnusa Tbk Jakarta, Pak Hendri, Pak Dwi, Pak Irkham, Pak Suryadi.

Terima kasih atas bantuannya selama 2 bulan penulis melaksanakan

Penelitian Tugas Akhir di PT. Elnusa;

11. Sahabatku, imel, Anne, Farhan, dan Irul terima kasih atas dukungan yang

mengalir tiada henti-hentinya;

12. Teman seperjuangan Teknik Geofisika Unila angkatan 2010, Farhan, Imah,

Rian, Roy, Sari, Anne, Anita, Ade, Sasa, Beriyan, Eki, Fenty, Nando, Filya,

Hanna, Duta, Ines, Mega, Amri, Taufiq, Yuda, Wiwi, , Bima, Dito, Heksa,

Bagus, Satria Boy, kalian adalah keluargaku, terimakasih untuk setiap pahit

manis cerita yang terukir sejak hari pertama upacara PROPTI. Semangat dan

sukses untuk kita semua;

13. Kakak tingkat dan senior Teknik Geofisika angkatan 2007, 2008, 2009,

khususnya Kak Adi Pratama, Kak Sinku, Kak Alhada, Kak Andri, dan Kak

Zuhron yang telah memberikan banyak dukungan dan masukan yang sangat

bermanfaat untuk penulis;

14. Adik-adik tingkat angkatan 2011, 2012, 2013, dan 2014, yang selalu memberi

semangat;

15. Teman-Teman alumni MAN 1 Krui: Lia Septika, Tri Hendarti, Rendy, Dica

dll yang tidak bisa disebutkan satu per satu, terima kasih atas motivasi kalian

dalam penyelesaian studi ini.

Akhir kata, penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari kesempurnaan,

akan tetapi sedikit harapan semoga skripsi yang sederhana ini dapat berguna bagi

kita semua Aamiin.

Page 15: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

v

Bandar Lampung, 07 Maret 2017

Murdani

Page 16: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

v

DAFTAR ISI

Halaman

DAFTAR TABEL ..........................................................................................

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ................................................................................... 1

B. Tujuan Penelitian ............................................................................... 3

C. Batasan Masalah ................................................................................ 3

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Geologi ............................................................................................... 4

B. Stratigrafi Daerah Penelitian ........................................................ … 5

C. Sistem Panasbumi .............................................................................. 9

D. Manifestasi Panasbumi ...................................................................... 18

III. TEORI DASAR

A. Metode Magnetotellurik..................................................................... 25

B. Sumber Medan Magneotellurik ......................................................... 27

C. Sumber Noise ..................................................................................... 29

D. Prinsip Dasar Metode Magnetotellurik .............................................. 30

E. Persamaan Maxwell ........................................................................... 31

F. Skin Depth .......................................................................................... 35

G. Impedansi ........................................................................................... 36

H. Pemodelan Data Magnetotellurik ...................................................... 37

I. Mode Pengukuran Magnetotellurik ................................................... 38

J. Peralatan Magnetotellurik .................................................................. 40

IV. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian ............................................................ 43

B. Alat dan Bahan ................................................................................... 43

C. Diagram Alir ...................................................................................... 44

V. HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Titik Pengukuran Magnetotellurik ..................................................... 45

B. Pemilihan Time Series........................................................................ 47

C. Proses FFT ......................................................................................... 48

Page 17: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

vi

D. Robust Processing .............................................................................. 49

E. Rotasi ................................................................................................. 50

F. Filtering Data ..................................................................................... 53

G. Koreksi Statik .................................................................................... 57

H. Pemodelan 1D ................................................................................... 61

I. Pemodelan 2D ................................................................................... 62

VI. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan ............................................................................................ 76

B. Saran .................................................................................................. 77

DAFTAR PUSTAKA

Page 18: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

vii

DAFTAR TABEL

Tabel Halaman

1. Tabel 1. Klasifikasi Kelompok Sistem Panas Bumi Indonesia ............... 16

2. Jadwal kegiatan penelitian ........................................................................ 43

Page 19: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar Halaman

1. Lokasi penelitan .......................................................................................... 4

2. Peta geologi Kota Malang ............................................................................ 5

3. Interaksi antara ketiga Lempeng Tektonik : Lempeng Pasifik,

Lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia ......................................... 11

4. Proses magmatisasi karena tumbukan antar lempeng ................................. 11

5. Perpindahan panas di bawah permukaan .................................................... 13

6. Sistem Panasbumi ....................................................................................... 17

7. Ilustrasi sistem panasbumi ........................................................................... 19

8. Kolam Air Panas ......................................................................................... 22

9. Geyser ......................................................................................................... 23

10. Mud Pools ................................................................................................... 24

11. Ilustrasi Medan Elektromagnetik ................................................................. 29

12. Interaksi gelombang EM dengan medium di bawah permukaan bumi .................. 30

13. TE Mode ....................................................................................................... 39

14. TE Mode ....................................................................................................... 40

15. Phoenix V5 Sistem 2000 komponen hardware, MTU-5A, sensor koil,

porouspot, baterai, kabel konektor, antena GPS, kompas dan waterpass .... 41

16. Diagram Alir ............................................................................................... 44

17. Titik Pengukuran Magnetoellurik ............................................................... 45

Page 20: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

ix

18. Analisis Time Series .................................................................................... 47

19. Proses mengubah domain waktu ke domain Frekuensi .............................. 48

20. Menu Edit PRM pada SSMT 2000 .............................................................. 49

21. MT07 Sebelum Dirotasi ............................................................................. 51

22. MT07 Sesudah Dirotasi ............................................................................. 51

23. MT44 Sebelum Dirotasi ............................................................................... 52

24. MT44 Setelah Dirotasi ............................................................................... 52

25. MT 07 Sebelum Difiltering ........................................................................ 54

26. MT 07 Sesudah Difiltering ........................................................................ 55

27. MT 63 Sebelum Difiltering ........................................................................ 56

28. MT 63 Sesudah Difiltering ........................................................................ 57

29. Koreksi Statik .............................................................................................. 58

30. Kurva Sebelum dan Sesudah dikoreksi Statik ............................................ 60

31. Pemodelan 1D ............................................................................................. 61

32. Lintasan 2D ................................................................................................. 63

33. Lintasan 1 .................................................................................................... 64

34. Lintasan 2 .................................................................................................... 66

35. Lintasan 3 .................................................................................................... 68

36. View 3 dimensi model resistivity hasil 2 dimensi data magnetotellurik ..... 70

37. View 3 dimensi model resistivity hasil 2 dimensi data magnetotellurik

Penampang 1 ............................................................................................... 71

38. View 3 dimensi model resistivity hasil 2 dimensi data magnetotellurik

Penampang 2 ............................................................................................... 72

Page 21: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

x

39. View 3 dimensi model resistivity hasil 2 dimensi data magnetotellurik

Penampang 3 ............................................................................................... 73

40. View 3 dimensi model resistivity hasil 2 dimensi data magnetotellurik

Penampang 4 ............................................................................................... 74

Page 22: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

I. PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Sistem panasbumi (geothermal system) adalah istilah umum yang

digunakan untuk mendiskripsi transfer panas secara alamiah di kerak bumi,

umumnya panas ditransfortasikan dari sumber panas ke permukaan bumi

(Hochstein.,2000). Sumber panas tersebut berasal dari magma yang terbentuk

karena adanya tumbukan antar lempeng. Secara umum medan panasbumi di

Indonesia berasosiasi dengan daerah magmatik dan vulkanik karena pada

daerah tersebut tersedia sumber panasbumi. Energi panasbumi merupakan

energi yang tersimpan dalam bentuk air panas maupun uap pada kondisi

geologi tertentu dengan kedalaman beberapa kilometer di dalam kerak bumi.

Daerah panasbumi (geothermal area) atau medan panas bumi (geothermal

field) adalah daerah di permukaan bumi dalam batas tertentu dimana terdapat

energi panasbumi dalam suatu kondisi hidrologi batuan tertentu (Santoso.,

2004). Indonesia memiliki potensi panasbumi yang mencapai 40% dari

cadangan panasbumi di dunia.

Potensi panasbumi ini dapat dimanfaatkan secara maksimal, maka

diperlukan pengembangan sumber daya manusia maupun teknik eksplorasi

panasbumi yang efektif dan efisien. Ada beberapa metode yang dapat

digunakan untuk megetahui potensi panasbumi di bawah permukaan melalui

Page 23: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

2

survei geologi, geokimia dan geofisika. Survei geologi dilakukan untuk

memberikan gambaran mengenai kondisi geologi permukaan seperti litologi

dan sratigrafi daerah, yang digunakan untuk memetakan manifestasi

permukaan serta struktur-struktur di daerah tersebut. Metode geokimia

digunakan dalam eksplorasi panasbumi untuk dapat mengetahui karakteristik

temperatur fluida panasbumi. Metode geofisika bertujuan untuk mendapatkan

gambaran struktur dan kondisi bawah permukaan.

Pada ekplorasi panasbumi metode geofisika yang sangat popular

digunakan adalah metode Magetotelurik (MT), karena resolusi lateral dan

juga kedalaman penetrasi lebih besar. Metode magnetotellurik dapat

memberikan informasi penting tentang karakteristik struktur panasbumi serta

untuk pemanfaatan lebih lanjut (Harinarayana dkk.,2006).

Metode Magnetotellurik (MT) adalah metode geofisika pasif yang

digunakan untuk mengetahui kondisi bawah permukaan dengan

menggunakan induksi elektromagnetik dengan melibatkan pengukuran

fluktuasi medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus di

permukaan bumi. Karena metode pasif, maka pada metode magnetotellurik

ini menggunakan sumber alami yaitu Solar Wind dan Lighting Activity (

Aktifitas kilat). Solar wind memiliki frekuensi rendah yaitu kurang dari 1 Hz,

Sedangkan aktifitas kilat memiliki frekuensi tinggi yaitu lebih dari 1 Hz.

Magnetotellurik dapat memberikan informasi penting tentang karakteristik

struktur panasbumi dan untuk pemanfaatan lebih lanjut (Harinarayana dkk.,

2006).

Page 24: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

3

B. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Mengetahui model distribusi Resistivitas berdasarkan pemodelan 2

Dimensi data Magnetotellurik.

2. Mengetahui zona Impermeable berdasarkan pemodelan 2 Dimensi data

Magnetotellurik.

3. Mengetahui model sistem panasbumi dengan data Magnetotellurik.

C. Batasan Masalah

Untuk lebih memfokuskan pembahasan pada penelitian ini, maka

pembahasan dibatasi sampai mendapatkan pemodelan 2-Dimensi sistem

panasbumi di lapangan “JGT” berdasarkan data Magnetotellurik.

Page 25: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

II. TINJAUAN PUSTAKA

A. Lokasi Daerah Penelitian

Dalam penelitian ini untuk letak daerah penelitian lapangan panasbumi

“JGT” terletak di Kota Malang Provinsi Jawa Timur.

Lokasi penelitian terletak di Kota Malang Propinsi Jawa Timur. Hampir

seluruh daerah lapangan panasbumi “JGT” merupakan batuan produk

vulkanik Kuarter yang dapat dipisahkan berdasarkan pusat erupsinya.

Beberapa produk gunungapi di daerah ini terdiri dari aliran lava dan

piroklastik.

Gambar 1. Lokasi Penelitian.

Lokasi Penelitian

Page 26: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

5

B. Stratigrafi Daerah Penelitian

Berikut ini adalah komponen startigrafi daerah penelitian lapangan

panasbumi “JGT” sebagai berikut:

Berikut ini komponen startigrafi daerah penelitian lapangan panasbumi

“JGT” sebagai berikut

a. Qla

Satuan ini tersebar di bagian barat daerah survei, tersusun oleh lava andesit

basaltis dan breksi vulkanik. Lava andesit berwarna abu-abu gelap afanitik

Gambar 2. Peta geologi Kota Malang.

Page 27: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

6

porfiritik, keras dan masif. Di beberapa daerah terlihat jelas struktur vesikular

yang mencerminkan lava pada bagian atas, terdapat kekar berlembar

(sheeting joint), tebal satuan ini lebih dari 1000 m dengan ciri topografi

curam dengan bentuk dinding sesar yang cukup luas dengan bentuk radial.

Batuan tersusun oleh plagioklas dan mineral mafik (olivin, piroksen) yang

cukup banyak. Singkapan muncul di sepanjang jalan dari arah padusan ke

arah kota Batu. Breksi vulkanik berwarna abu-abu gelap sampai kehitaman,

menyudut, kompak dan keras, terdiri dari komponen lava basaltik berukuran

lapili – bom tersusun oleh mineral plagioklas dan piroksen, matriks berwarna

coklat kehitaman tersusun tufa kasar.

b. Qlta

Satuan ini tersebar di bagian barat hingga ke selatan daerah survei.

Karakteristik batuan berupa lava andesit–basaltis dengan tekstur porfiritik,

keras dan tebalnya yaitu >1000 m. Mineral penyusun didominasi oleh mineral

mafik (piroksen) dan plagioklas. Beberapa tempat berstruktur kekar

berlembar.

c. Aliran Piroklastik Tua (Qaptaw)

Satuan ini terhampar di bagian selatan daerah survei, berupa aliran

piroklastik berwarna abu-abu kecoklatan, terdiri dari komponen lava, scorea

dan pumice berukuran lapili sampai bom, menyudut sampai menyudut

tanggung, vesikular tertanam dalam matrik tufa pasiran berwarna kecoklatan.

Satuan ini diperkirakan merupakan produk eksplosif dari tubuh lava tua

Page 28: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

7

komplek yang berumur Kuarter awal, hal tersebut berkaitan dengan

munculnya pumice dan scorea yang merupakan material hasil eksplosif

besar.

d. Aliran Piroklastik (Qapp)

Satuan ini tersebar di bagian timur laut daerah survei, tersusun oleh aliran

piroklastik berwarna abu-abu kecoklatan dengan komponen lava andesit.

Matrik batuan berupa tuf berwarna kecoklatan.

e. Erupsi Samping (Qes)

Lava berkomposisi andesit – basaltik berwarna abu-abu tua – kehitaman,

afanitik – porfiritik dengan mineral penyusun berupa plagioklas, piroksen dan

sedikit olivin. Produk samping ini terbentuk setelah pembentukan lava

lapangan “JGT” tua yang muncul melalui zona struktur di bagian samping

memiliki ketinggian sampai 300 m dari lereng sampingnya.

f. Lava I (Qlw I)

Satuan ini tersebar di bagian tengah ke arah utara daerah survei. Lava

basalt berwarna abu-abu kehitaman, porfiritik, masif, terdiri dari mineral

plagioklas, piroksen, olivin dan mineral sekunder berupa mineral lempung

dan oksida besi. Munculnya lava kemungkinan diakibatkan oleh terbentuknya

struktur regional yang berarah barat laut–tenggara yang memfasilitasi naiknya

lava melalui zona tersebut kepermukaan.

Page 29: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

8

g. Aliran Piroklastik I (Qapw I)

Satuan ini tersebar di bagian utara daerah survei. Satuan ini memiliki

hubungan yang selaras dengan Lava I. Diperkirakan terbentuk sebagai akibat

adanya letusan eksplosif yang juga membentuk ring fracture yang

menghasilkan produk aliran piroklastik yang tersebar luas dengan jatuhan

piroklastik tipis.

Aliran piroklastik berwarna abu-abu tua kecoklatan, keras, menyudut

dengan komponen lava andesit – basal berukuran bongkah – lapili yang

tertanam pada matrik tuf berukuran sedang berwarna kecoklatan. Satuan ini

menindih lava dan aliran piroklastik tua. Jatuhan piroklastik tipis berwarna

abu-abu tua, berukuran sedang tersingkap di daerah Claket menindih aliran

piroklastik 1 dengan ketebalan <30 cm.

h. Lava (Qla)

Satuan ini menempati bagian tengah daerah survey dengan penyebaran ke

arah tenggara. Batuan berkomposisi lava basalt, berwarna abu-abu kehitaman,

afanitik – porfiritik, setempat terdapat struktur kekar berlembar. Mineral

penyusun berupa plagioklas, piroksen dan olivin serta mineral lempung

sedikit oksida besi. Satuan ini mengalami aktifitas struktur yang lebih kuat

dibanding satuan lainnya dengan ditunjukkan dengan terbentuknya longsoran

berarah tenggara dan timur laut.

Page 30: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

9

i. Aliran Piroklastik (Qapa)

Satuan tersebar di bagian tenggara daerah survei. Tersusun oleh aliran

piroklastik yang berwarna abu-abu kecoklatan, dengan komponen lava basalt

berukuran lapili – bom dan matrik tuf kecoklatan berukuran sedang. Satuan

ini menindih secara selaras satuan lava.

j. Lava II (Qlw II)

Satuan ini menindih satuan lava I dengan pusat erupsi sama. Pada bagian

puncak terbentuk kawah yang masih aktif, hanya berjarak <500 m antara

keduanya. Batuan berupa lava basalt dan aliran piroklastik. Pada masing-

masing kawah terbentuk pengendapan belerang dalam jumlah yang banyak.

Alterasi, solfatara dan fumarol ditemukan pada satuan ini.

Lava ini berjenis basalt, tekstur porfiritik, berongga (scoreous)

menunjukkan adanya proses pendinginan di permukaan dengan cepat dan

banyak mengeluarkan gas. Lava ini berselang-seling dengan aliran piroklastik

dimana tersingkap charcoal sebagai salah satu komponennya.

C. Sistem Panasbumi

Panasbumi merupakan energi panas yang terbentuk secara alami dan

tersimpan dalam bentuk air panas atau uap panas pada kondisi geologi

tertentu pada kedalaman beberapa kilometer di dalam kerak bumi. Hochstein

Page 31: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

10

dan Browne (2000) mendefinisikan sistem panasbumi sebagai perpindahan

panas secara alami dalam volume tertentu di kerak bumi dimana panas

dipindahkan dari sumber panas ke zona pelepasan panas.

Terjadinya sumber energi panasbumi di Indonesia disebabkan oleh adanya

tiga lempeng yang saling berinteraksi yaitu lempeng Pasifik, lempeng India-

Australia dan lempeng Eurasia. Tumbukan terjadi antara ketiga lempeng

tektonik tersebut sehingga memberikan peranan yang penting bagi

terbentuknya sumber energi panasbumi di Indonesia. Tumbukan antara

empeng India-Australia di sebelah selatan dan lempeng Eurasia di sebelah

utara menghasilkan zona penujaman (Subduksi) di bawah pulau Jawa dan

dikedalaman 10 Km di bawah pulau Sumatera. Hal ini yang menyebabkan

proses magmatisasi di bawa plau Sumatera lebih dangkal di bandingkan

dengandi bawah pulau Jawa atau Nusantara. Karena perbedaan kedalaman

jenis magma yang dihasilkannya berbeda. Pada kedalaman yang lebih dalam

maka jenis magma yang dihasilkan akan lebih bersifat basa dan lebih cair

dengan kandungan magmatik yang lebih tinggi sehingga meghasilkan erupsi

gunungapi yang lebih kuat yang pada akhirnya akan menghasilkan endapan

vulkanik yang lebih tebal dan terhampar luas. Oleh karena itu, reservoir

panasbumi di Pulau Jawa umumnya lebih dalam dan menempati batuan

vulkanik sedangkan reservoir panasbumi di Sumatera terdapat di dalam

batuan sedimen dan di temukan pada kedalaman yang lebih dangkal.

Page 32: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

11

Sumber panasbumi berasal dari distribusi suhu dan energi panas di bawah

permukaan bumi.

Gambar 4. Proses magmatisasi karena tumbukan antar lempeng

(Anonim, 2013).

Pada Gambar 4 di atas memperlihatkan model konseptual panasbumi

seperti rekahan dan patahan yang terdapat di permukaan membuat air dapat

Gambar 3. Interaksi antara ketiga Lempeng Tektonik : Lempeng Pasifik,

Lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia (Budihardi

dkk, 1997).

Page 33: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

12

masuk ke dalam pori-pori batuan. Kemudian air tersebut menembus ke bawah

maupun ke samping selama masih ada celah untuk air dapat mengalir. Ketika

air sampai ke sumber panas (heat source) maka temperatur air tersebut akan

meningkat dan air akan menguap dan sebagian lagi akan tetap menjadi air

dengan suhu yang tinggi.

Fluida panas ini akan mentransfer panas ke batuan sekitar dengan proses

konveksi, jika temperatur meningkat maka akan mengakibatkan

bertambahnya volume dan juga tekanan. Fluida panas akan menekan batuan

sekitarnya untuk mencari celah atau jalan keluar dan melepaskan tekanan.

Karena tekanan lebih tinggi dibandingkan tekanan di permukaan maka fluida

akan bergerak naik melalui celah-celah. Fluida tersebut akan keluar sebagai

manifestasi permukaan. Bisa dikatakan bahwa adanya pemunculan beberapa

manifestasi sistem panasbumi, seperti mata air panas, kubangan lumpur panas

(mud pools), geyser dan manifestasi panasbumi lainnya.

Pada dasarnya sistem panasbumi terbentuk sebagai hasil perpindahan

panas dari suatu sumber panas ke sekelilingnya yang terjadi secara konduksi

dan konveksi. Perpindahan panas secara konduksi terjadi melalui batuan,

sedangkan perpindahan panas secara konveksi terjadi karena adanya kontak

antara air dengan suatu sumber panas.

Page 34: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

13

Perpindahan panas secara konveksi pada dasarnya terjadi karena gaya

apungan. Air karena gaya gravitasi selalu mempunyai kecenderungan untuk

bergerak kebawah, Akan tetapi apabila air tersebut kontak dengan suatu

sumber panas maka akan terjadi perpindahan panas sehingga temperatur air

menjadi lebih tinggi sehingga air akan menjadi lebih ringan. Keadaan inilah

yang menyebabkan air yang lebih panas akan bergerak ke atas dan air yang

dingin akan bergerak ke bawah, Sehingga terjadilah sirkulasi air atau arus

konveksi.

Secara garis besar sistem panasbumi dikontrol oleh adanya sumber panas

(heat source), batuan reservoir, lapisan penutup, keberadaan struktur geologi

dan daerah resapan air (Suharno., 2010).

1) Sumber panas (heat source)

Panas dapat berpindah secara konduktif, konvektif dan radiasi. Pada sistem

panasbumi perpindahan panas umumnya secara konduktif dan konvektif.

Gambar 5. Perpindahan panas di bawah permukaan (Budihardi dkk, 1997).

Page 35: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

14

Transfer panas secara konduktif pada batuan terjadi akibat adanya interaksi

atomik atau molekul penyusun batuan dalam mantel sedangkan perpindahan

panas secara konvektif adalah perpindahan panas yang diikuti oleh

perpindahan massa (molekul). Sumber panas dalam sistem panasbumi pada

umumnya berasal dari magma.

Terbentuknya magma pada awalnya berasal dari hasil lelehan mantel

(partial melting) sebagai akibat penurunan titik didih mantel karena adanya

infiltrasi H2O dari zona subduksi. Magma dapat terjadi karena pelelehan

sebagian kerak bumi pada proses penebalan lempeng benua seperti yang

terjadi pada tumbukan antar lempeng benua (collision).

2. Fluida panasbumi

Fluida panasbumi berasal dari air permukaan (air meteoric) yang masuk

kebawah permukaan melalui rekahan maupun ruang antar butiran batuan

membentuk sistem kantong fluida atau reservoir. Fluida juga dapat berasal

dari batuan dalam bentuk air magmatik (air juvenil). Karakteristik fluida

panasbumi dapat memberikan informasi tentang tipe sistem panasbumi, hal

penting yang di analisis untuk menentukan karakteristik fluida dalam

reservoir meliputi pendugaan temperatur reservoir (geothermometer),

komposisi kimia fluida, asal-usul fluida, interaksi fluida terhadap batuan

serta campuran fluida reservoir dengan fluida lain (mixing).

Page 36: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

15

3. Reservoir

Reservoir adalah lapisan yang tersusun dari batuan yang memiliki sifat

permeable dan porositas tinggi yang berperan untuk menyimpan fluida yaitu

uap dan air panas yang berasal dari hasil pemanasan (konvektif dan

konduktif) dalam suatu sistem hidrothermal. Lapisan ini bisa berasal dari

batuan klastik atau batuan vulkanik yang telah mengalami rekahan secara

kuat.

Reservoir panasbumi yang produktif harus memiliki porositas dan

permeabilitas yang tinggi, ukuran volume cukup besar, suhu tinggi dan

kandungan fluida yang cukup. Permeabilitas dihasilkan oleh karakteristik

stratigrafi (misal porositas intergranular pada lapili, atau lapisan bongkah

lava) dan unsur struktur (misalnya sesar, kekar dan rekahan). Geometri

reservoir hidrothermal di daerah vulkanik merupakan hasil interaksi yang

kompleks dari proses vulkano-tektonik aktif antara lain stratigrafi yang lebih

tua dan struktur geologi.

4. Batuan penudung (caprock)

Lapisan penudung (caprock) berfungsi sebagai penutup reservoir untuk

mencegah keluar atau bocornya fluida panas bumi dari reservoir. Batuan

penudung harus berupa lapisan batuan yang bersifat kedap atau memiliki

permeabilitas rendah. Lapisan penudung umumnya tersusun oleh lapisan

batuan yang terdiri dari mineral lempung sekunder hasil ubahan (alteration)

akibat interaksi fluida dengan batuan yang dilewatinya. Mineral-mineral

Page 37: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

16

lempung sekunder yang umum membentuk lapisan penudung adalah

montmorilonite, smectite, illite, kaolin, dan phyrophyllite. Di lingkungan

tektonik aktif batuan penudung mangalami deformasi dan membentuk

rekahan, tetapi dengan adanya proses kimia yaitu berupa pengendapan

mineral sangat membantu dalam menutup rekahan yang terbentuk (self

sealing) contohnya pengendapan kalsit dan silika.

Tabel 1. Klasifikasi Kelompok Sistem Panas Bumi Indonesia ( Suharno,

2010).

Wilayah

Kriteria Sumatera Jawa,

Nusatenggara

Sulawesi Utara

Sebagian

besar

Sulawesi,

Maluku dan

Papua

Manifestasi

permukaan

Fumarol suhu

tinggi dengan

steam jet, mmata

air mendidih,

solfatara, lumpur

panas, kolam

lumpur, danau

asam, alterasi luas

dan sangat intensif

Fumarol suhu

tinggi, mata aiar

mendidih, solfatara,

kolam lumpur,

alterasi intensif

Fumarol dan

solfatara

Material

penyusun

Riolitik-andesitik,

produk gunung api

muda, ketebalan

material sekitar 1

km

Andesitic-basaltik,

produk gunung api

muda dan sedang,

ketebalan material .

2,5 km

Produk

gunung api

tua, sedimen

Page 38: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

17

Struktur Sesar regional

sumatera dan

sesar-sesar

sekunder,

ketidakselarasan,

kaldera

Sesar local,kaldera,

ketidakselarasan

Sesar local

Graben

ketidakselaras

an

Ilustrasi proses terbentuknya suatu system panas bumi dapat dilihat pada

Gambar 6 yang dianalogikan seperti ceret yang berisi air dan dipanaskan oleh

api, seiring dengan meningkatnya tekanan dan temperatur dalam wadah

tersebut maka air akan mengalami perubahan fasa membentuk uap air.

Gambar 6. Ilustrasi sistem panasbumi

(Sumber : Zarkasyi Ahmad, 2010)

Page 39: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

18

D. Manifestasi Panasbumi

Berbeda dengan sistim minyak-gas, adanya suatu sumber daya panas bumi

di bawah permukaan sering kali ditunjukkan oleh adanya manifestasi panas

bumi di permukaan (geothermal surface manifestation), seperti mata air

panas, kubangan lumpur panas (mud pools), geyser dan manifestasi

panasbumi lainnya. Mata air panas, kolam air panas sering dimanfaatkan

oleh masyarakat setempat untuk mandi, berendam, mencuci, masak dll.

Manifestasi panasbumi di permukaan diperkirakan terjadi karena adanya

perambatan panas dari bawah permukaan atau karena adanya rekahan-

rekahan yang memungkinkan fluida panasbumi (uap dan air panas) mengalir

ke permukaan (Nenny,2010).

Sumber daya panasbumi dibawah permukaan seringkali ditunjukkan oleh

adanya manifestasi panasbumi di permukaan seperti mata air panas, kubangan

lumpur panas (mud pools), geyser, dan manfestasi lainnya. Manifestasi

panasbumi di permukaan diperkirakan terjdi karena adanya perambata panas

dari bawah permukaan atau karena adanya rekahan-rekahan yang

memungkinkan fluida panasbumi (uap dan air panas) mengalir ke permukaan.

Page 40: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

19

Gambar 7. Jenis-jenis manifestasi permukaan, (Nenny Saptadji, 2001)

Pada Gambar 7 diatas merupakan jenis-jenis manifestasi panasbumi

dipermukaan. Jenis-jenis manifestasi panasbumi di permukaan biasanya

merupakan daerah yang pertamakali dicari dan dikunjungi pada tahap

eksplorasi.

1. Tanah Hangat (Warm Ground)

Adanya sumber daya panasbumi di bawah permukaan dapat ditunjukan

antara lain adanya tanah yang mempunyai temperatur lebih tinggi dari

temperatur diseketarnya. Hal ini dikarenakan adanya perpindahan panas

secara konduksi dari batuan dibawah permkaan.

Berdasarkan pada besarnya gradien temperatur, Amstead (1983)

mengklasifikasikan sebagai berikut: area tidak panas (non thermal area) yaitu

Page 41: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

20

apabila gradien temperatur di area tersebut sekitar 10-40°C/Km. Sedangkan

untuk area panas (thermal area) dibedakan menjadi dua yaitu: area semi

thermal yaitu area yang mempunyai gradien temperatur sekitar 70-80°C/Km

dan area hypethermal yaitu gradien yang mempunyai temperatur sangat

tinggi.

2. Permukaan Tanah Beruap (Steaming Ground)

Di beberapa daerah terdapat tempat dimana uap panasbumi nampak keluar

dari permukaan. Jenis manifestasi panasbumi ini disebut steaming gorund.

Diperkirakan uap panas tersebut berasal dari suatu lapisan tipis dekat

permukaan yang mengandung air panas yang mempunyai temperatur sama

atau lebih besar dari titik didihnya. Steaming ground sangat berbahaya bagi

mahluk hidup karena temperatur didaerah tersebut umumnya cukup tinggi.

Umumnya lebih besar dari 30°C/Km. Didaerah dimana terdapat permukaan

tanah beruap umunya tumbuhan-tumbuhan tidak tumbuh karena temperatur

yang terlampau tinggi.

3. Mata Air Panas atau Hangat ( Hot or Warm Spring)

Mata air panas atau hangat juga merupakan salah satu petunjuk adanya

sumber daya panasbumi di bawah permukaan. Mata air panas atau hangat

terbentuk karena adanya alirasn panas atau hangat dibawah permukaan

melalui rekahan-rekahan batuan, untuk mata air hangat mempunyai

Page 42: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

21

temperatur lebih kecil dari 50°C dan untukata air panas mempunyai

temperatur lebih besar dari 50°C.

Sifat air dipermukaan sering digunakan untuk memperkirakan reservoir

dibawah permukaan: mata air panas yang bersifat asam biasanya merupakan

manifestasi permukaan suatu sistim panasbumi yang dominan uap, mata air

panas yang bersifat netral biasanya dominan air dan umunya jenuh dengan

silika.

4. Kolam Air Panas ( Hot Pools )

Kolam air panas terbentuk karena adanya aliran air panas dibawah

permukaan melalui rekahan batuan. Air panas dapat berasal dari suatu

reservoar air panas yang terdapat jauh dibawah permukaan atau mungkin juga

berasal dari air tanah yang menjadi panas karena pemanasan oleh uap

panas.berikut ini salah satu contoh kolam air panas yang terdapat di lapangan

Orakei Korako, New Zealand.

Page 43: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

22

Gambar 8. Kolam Air Panas (Nenny Saptadji, 2001)

5. Telaga Air Panas (Hot Lakes )

Telaga air panas pada dasarnya sama dengan kolam air panas, tetapi lebih

tepat dikatakan telaga air panas karena luas daerah permukaan lebih luas

biasanya lebih dari 100 𝑚2. Telaga air panas terjadi di daerah dimana

terdapat reservoar dominasi air maupun dominasi uap.

6. Fumarol

Fumarol adalah lubang kecil yang memancarkan uap panas kering (dry

steam) atau uap panas yang mengandung butiran-butiran air (wet steam).

Hampir semua fumarol yang merupakan manifestasi permuakaan dari sistim

dominasi air memancarkan uap panas basah. Temperatur uap tersebut

umumnya tidak lebih dari 100°C. Fumarol jenis ini sering disebut soffioni.

Page 44: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

23

7. Geyser

Geyser adalah mata air panas yang menyembur ke udara secara

intermittent atau pada selang waktu tak tentu dengan ketinggian air yang

sangat beragam yaitu kurang dari satu meter hingga ratusan meter. Lamanya

air menyembur ke permukaan juga sangat beragam yaitu beberapa detik

hingga beberapa jam. Geyser merupakan manifestasi panasbumi dari sistim

dominasi air.

8. Kubangan Lumpur Panas (Mud Pools)

Kubangan lumpur panas merupakan salah satu manifestasi panasbumi di

permukaan. Kuangan lumpur umunya mengandung non-condensible gas

(𝐶𝑂2) dengan sejumlah kecil uap panas. Lumpur terdapat dalam keadaan cair

karena kondensasi uap panas sedangkan letupan-letupan yang terjadi adalah

karena pancaran 𝐶𝑂2.

Gambar 9. Geyser (Nenny Saptadji, 2001)

Page 45: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

24

Gambar 10. Mud Pools (Sutopo, 1996 )

Page 46: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

III. TEORI DASAR

A. Metode Magnetotellurik

Magnetotelurik (MT) merupakan salah satu metode geofisika yang

mengukur medan elektromagnetik alam yang dipancarkan oleh bumi.

Metode MT adalah metode elektromagnetik (EM) dengan mengukur

secara pasif komponen medan listrik (E) dan medan magnet alam (H)

yang berubah terhadap waktu. Perbandingan antara medan listrik dengan

medan magnet yang saling tegak lurus disebut impedansi yang merupakan

sifat kelistrikan suatu medium seperti konduktivitas dan tahanan jenis.

Kurva kedalaman yang dihasilkan dari metode MT merupakan kurva

tahanan jenis semu terhadap frekuensi yang menggambarkan variasi

konduktivitas listrik terhadap kedalaman ( Simpson and Bahr, 2005 ).

Magnetotelurik (MT) adalah salah satu metode geofisika pasif yang

mengukur variasi medan elektromagnetik alami di dalam bumi untuk

memperkirakan distribusi sifat kelistrikan batuan bawah permukaan (nilai

tahanan jenis atau konduktifitas) dari kedalaman puluhan meter sampai

puluhan kilometer. Sumber medan EM pada frekuensi rendah (<1Hz) berasal

dari interaksi antara partikel yang dikeluarkan oleh matahari (solar plasma)

dengan medan magnet bumi dan medan EM pada frekuensi tinggi (>1Hz)

Page 47: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

26

berasal aktivitas kilat.

Menurut (Gree, 2003), Pada hakikatnya medan elektromagnetik akan

merambat secara vertikal menuju bumi, karena adanya kontraks resistivitas

yang besar pada lapisan udara bumi sehingga menyebabkan pterjadinya

pembelokan atau refraksi vertikal kedua medan (listrik dan magnet) yang

ditransmisikan ke bumi. Medan Elektromagetik berasosiasi dengan arus

tellurik yang berada di bumi. Kemudian medan magnetik akan menginduksi

batuan konduktif dalam lapisan bumi dan akan menghasilkan medan

magnetik sekunder. Perubahan medan magnet harisontal akan menginduksi

perubahan medan listrik yan harisontal, hasil interaksi inilah yang akan di

ukur di permukaan oleh receiver.

Metode Magnetotelurik memanfaatkan variasi medan elektromagnetik

(EM) alam dengan frekuensi yang sangat lebar. Dengan jangkauan frekuensi

yang lebar, metode ini dapat digunakan untuk investigasi bawah permukaan

dari kedalaman beberapa puluh meter hingga ribuan meter di bawah

permukaan bumi. Semakin rendah frekuensi yang dipilih maka akan semakin

dalam jangkauan penetrasi. Sedangkan semakin tinggi frekuensi yang dipilih

maka akan semakin dangkal jangkauan penetrasi. Rasio antara medan listrik

dan medan magnet akan memberikan informasi konduktivitas bawah

permukaan. Rasio pada bentang frekuensi tinggi memberikan informasi

bawah permukaan dangkal. Sedangkan rasio pada bentang frekuensi rendah

memberikan informasi bawah permukaan dalam. Rasio tersebut di

representasikan sebagai MT-apparent resistivity dan fasa sebagai fungsi dari

frekuensi.

Page 48: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

27

Sinyal yang ditangkap oleh alat magnetotellurik merupakan sinyal yang

berasal dari medan elektromagnetik total yaitu medan elektromagnetik yang

berasal dari gelombang primer dan sekunder yang terjadi di permukaan bum,

bergantung dengan variasi waktu. Sesuai dengan sifat gelombang

elektromagnetik pada suatu medum penetrasi dari gelombang tersebut akan

bergantung pada frekuensi dari gelombang tersebut dan resistivitas dari

medium yang dilaluinya (Sulistya, 2011).

B. Sumber Medan Magnetotellurik

Sumber gelombang EM ada berbagai macam baik berupa aktivitas

manusia, industri maupun kejadian alam sendiri yang disebabkan oleh

aktivitas matahari. Sumber medan EM pada frekuensi yang rendah (<1 Hz)

berasal dari gelombang mikro yang terbentuk oleh partikel matahari (solar

plasma) dengan medan magnet bumi. Sumber medan EM pada frekuensi

tinggi (>1 Hz) berasal dari aktivitas atau reaksi di atmosfer berupa petir atau

kilat. Pada permukaan matahari (korona) selalu terjadi letupan plasma

yang sebagian besar partikel yang dikeluarkannya adalah partikel

hidrogen. Proses ionisasi di permukaan matahari menyebabkan hidrogen

berubah menjadi plasma yang mengandung proton dan elektron. Plasma

ini memiliki kecepatan relatif rendah bersifat acak dan berubah terhadap

waktu yang dikenal sebagai angin matahari (solar wind). Apabila angin

matahari berdekatan dengan medan magnet bumi, maka muatan positif dan

muatan negatif yang terdapat dalam plasma akan terpisah dengan arah yang

Page 49: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

28

berlawanan, sehingga menimbulkan arus listrik dan medan EM. Medan

tersebut bersifat melawan medan magnet bumi yang mengakibatkan

medan magnet di tempat tersebut berkurang secara tajam sehingga

membentuk batas medan magnet bumi di atmosfer yang disebut lapisan

magnetopause yang merupakan batas terluar dari atmosfer bumi.

Medan EM yang dibawa oleh angin matahari akan terus menjalar sampai

ke lapisan ionosfer dan kemudian terjadi interaksi dengan lapisan ionosfer.

Interaksi tersebut menyebabkan terjadinya gelombang EM yang mengalir

di lapisan ionosfer tersebut. Gelombang EM tersebut kemudian menjalar

sampai kepermukaan bumi dengan sifat berfluktuasi terhadap waktu. Apabila

medan EM tersebut menembus permukaan bumi, maka akan berinteraksi

dengan material bumi yang dapat bersifat sebagai konduktor. Akibatnya akan

timbul arus induksi. Arus induksi ini akan menginduksi ke permukaan

bumi sehingga terjadi arus eddy yang dikenal sebagai arus telurik. Arus

telurik inilah yang akan menjadi sumber medan listrik dipermukaan bumi

yang akan digunakan pada metode MT (Unsworth, 2001).

Page 50: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

29

C. Sumber Noise

Noise (gangguan) adalah bagian dari data elektrik dan magnetik baik yang

berasal dari buatan manusia maupun yang terbentuk dengan sendirinya dan

tidak memenuhi asumsi gelombang datar yang diperlukan oleh metode

magnetotelurik. Noise yang berasal dari buatan manusia seperti: pagar besi,

saluran pipa, jaringan komunikasi, gerakan kendaraan dan kereta dan sumber

buatan manusia lainnya yang dapat mengkontaminasi respon dari sistem

magnetotelurik. Noise yang berasal dari generator, saluran pipa, gerakan

kendaraan dan kereta dapat diabaikan dengan meletakan alat dengan jarak

Gambar 11. Ilustrasi Sumber Medan Elektromagnetik

(Grandis, H. 2007).

Page 51: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

30

minimal 5 km dari sumber noise. Noise yang berasal dari alam seperti: petir,

angin, dan hujan badai juga dapat menurunkan kualitas data, tetapi noise-

noise ini dapat dihindari dengan tidak melakukan pengambilan data disaat

musim hujan. Mengubur koil dan menjaga kabel dipole elektrik agar tetap

berada diatas tanah juga membantu mengurangi noise yang berasal dari angin.

Pengukuran medan magnet akan sulit jika dalam kondisi berangin karena

dapat menyebabkan gerakan tanah yang tidak signifikan. Hal ini juga

menyebabkan koil induksi bergerak dan mengubah komponen medan magnet

bumi searah koil magnetik (Unsworth, 2001).

D. Prinsip Dasar Metode Magnetotellurik

Gelombang Elektromanetik yang datang akan merambat di atmosfer

menuju bumi sebagian gelombang akan masuk kedalam bumi secara difusi

dan sebagian gelombang lainnya akan kembal ke atas (refleksi).

Gambar 12. Interaksi gelombang EM dengan medium di bawah permukaan bumi

(Unsworth, 2001).

Page 52: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

31

Gelombang elektromagnetik yang tertransmisi kedalam bumi akan

berineraksi dengan medium yang memiliki nlai tahanan jenis tertentu. Hasil

dari interaksi tersebut mengakibatkan terjadinya induksi yang menyebabkan

terbentuknya arus tellurik dan medan magnet sekunder. Sinyal yang

ditangkap oleh alat magnetotellurik merupakan sinyal yang berasal dari

medan elektromagnetik total yaitu medan elektromagnetik yang berasal dari

gelombang primer dan sekunder yang terjadi di permukaan bum, bergantung

dengan variasi waktu. Sesuai dengan sifat gelombang elektromagnetik pada

suatu medum penetrasi dari gelombang tersebut akan bergantung pada

frekuensi dari gelombang tersebut dan resistivitas dari medium yang

dilaluinya.

E. Persamaan Maxwell

Maxwell menunjukkan bahwa fenomena listrik dan magnet dapat

digambarkan dengan menggunakan persamaan yang melibatkan medan listrik

dan medan magnet. Medan listrik adalah daerah atau ruang disekitar

bermuatan listrik. Besarnya medan listrik di suatu titik adalah besarnya

gaya Coulomb yang dialami oleh satu satuan muatan positif di titik tersebut.

Arah dari pada medan listrik di suatu titik adalah sama dengan arah

daripada gaya Coulomb di titik tersebut. Sedangkan Medan magnet

dapat dihasilkan dari material yang secara alami bersifat magnet dan

dapat juga oleh arus listrik. Sehingga medan magnet dapat didefinisikan

sebagai ruang disekitar sebuah penghantar yang mengangkut arus.

Page 53: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

32

Persamaan umum yang dapat mendeskripsikan sifat gelombang EM

yang digunakan persamaan Maxwell yaitu terdiri atas:

𝛁 × E = - 𝝏𝑩

𝝏𝒕 (Hukum Faraday) (1a)

𝛁 × 𝑯 = 𝒋 +𝝏𝑫

𝝏𝒕 (Hukum Ampere) (1b)

𝛁 . 𝐄 =𝛒

𝛆𝟎 (Hukum Coulomb) (1c)

𝛁. 𝑩 = 𝟎 (Hukum Fluks Magnet) (1d)

dimana E : medan listrik (Volt/m)

B : fluks atau induksi magnetik (Weber/m2 atau Tesla)

H : medan magnet (Ampere/m)

j : rapat arus (Ampere/m2)

D : perpindahan listrik (Coulomb/m2)

𝛒

𝛆𝟎 : rapat muatan listrik (Coulomb/m3)

Persamaan (1a) diturunkan dari hukum Faraday yang menyatakan bahwa

perubahan medan magnet terhadap waktu menginduksi adanya medan listrik.

Begitu pula yang terjadi pada Hukum Ampere (1b) menyatakan bahwa

medan magnet tidak hanya terjadi karena adanya sumber berupa arus listrik,

akan tetapi dapat juga disebabkan oleh medan listrik yang berubah terhadap

waktu sehingga menginduksi adanya medan magnet.

Hukum Coulomb (1c) menyatakan bahwa medan listrik disebabkan oleh

adanya muatan listrik sebagai sumbernya.

Page 54: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

33

Hukum ke kontinuan fluks (1d) menyatakan bahwa tidak ada medan

listrik monopol. Besarnya nilai medan magnet dan induksi medan listrik

bergantung pada sifat dari medium itu sendiri.

Hubungan antara intensitas medan dengan fluks yang terjadi pada medium

dinyatakan oleh persamaan berikut,

B = 𝜇 𝑯 (2a)

D = 𝜺 𝑬 (2b)

J = 𝜍 𝑬 = 𝑬

𝜌 (2c)

dimana μ : permeabilitas magnetik (Henry/m)

ε : permitivitas listrik (Farad/m)

σ : konduktivitas (Ohm-1/m atau Siemens/m)

ρ: tahanan-jenis (Ohm.m)

Untuk menyederhanakan masalah, sifat fisik medium diasumsikan tidak

bervariasi terhadap waktu dan posisi (homogen isotropik). Dengan demikian

akumulasi muatan seperti dinyatakan pada persamaan (2c) tidak terjadi dan

persamaan Maxwell dapat dituliskan kembali sebagai berikut,

𝛁 × 𝑬 = − 𝝁 𝝏𝑯

𝝏𝒕 (3a)

𝛁 × 𝑯 = 𝝈 𝑬 + 𝜺 𝝏𝑬

𝝏𝒕 (3b)

𝛁 . 𝑬 = 𝟎 (3c)

𝛁 . 𝑯 = 𝟎 (3d)

Page 55: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

34

Tampak bahwa dalam persamaan Maxwell yang dinyatakan oleh

persamaan (3) hanya terdapat dua variabel yaitu medan listrik E dan medan

magnet H. Dengan operasi curl terhadap persamaan (3a) dan (3b) serta

mensubstitusikan besaran-besaran yang telah diketahui pada persamaan (3)

akan kita peroleh pemisahan variabel E dan H sehingga,

𝛁 × 𝛁 × 𝑬 = −𝝁𝝈 𝝏𝑬

𝝏𝒕 – 𝝁𝜺

𝜹𝟐𝑬

𝝏𝒕𝟐 (4a)

𝛁 × 𝛁 × 𝑯 = − 𝝁𝝈 𝝏𝑯

𝝏𝒕 – 𝝁𝜺

𝜹𝟐𝑯

𝝏𝒕𝟐 (4b)

Dengan memperhatikan identitas vektor ∇ × ∇ × 𝑥 = ∇ . ∇ . 𝑥 − ∇2 x

dimana x adalah E atau H, serta hubungan yang dinyatakan oleh

persamaan (3c) dan (3d), maka kita dapatkan persamaan gelombang

(persamaan Helmholtz) untuk medan listrik dan medan magnet sebagai

berikut,

𝛁𝟐 E = 𝝁𝝈 𝝏𝑬

𝝏𝒕 + 𝝁𝜺

𝜹𝟐𝑬

𝝏𝒕𝟐 (4c)

𝛁𝟐 H = 𝝁𝝈 𝝏𝑯

𝝏𝒕 + 𝝁𝜺

𝜹𝟐𝑯

𝝏𝒕𝟐 (4d)

Jika variasi terhadap waktu dapat direpresentasikan oleh fungsi periodik

sinusoidal maka,

E(r,t) = 𝑬𝟎 𝒓 𝒆𝒊𝝎𝒕 (4e)

H(r,t) = 𝑯𝟎 𝒓 𝒆𝒊𝝎𝒕 (4f)

Page 56: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

35

dimana E0 dan H0 masing-masing adalah amplitudo medan listrik dan

medan magnet, dan w adalah frekuensi gelombang EM.

Pada kondisi yang umum dijumpai dalam eksplorasi geofisika (frekuensi

lebih rendah dari 10 Hz, medium bumi) suku yang mengandung

휀 (perpindahan listrik) dapat diabaikan terhadap suku yang mengandung 𝜍

(konduksi listrik) karena harga 𝜔𝜇𝜍 ≫ 𝜔2𝜇휀 untuk 𝜇 = 𝜇𝜇0 =

4𝜋.10−7 𝐻

𝑚. Pendekatan tersebut adalah aproksimasi keadaan kuasi-stasioner

dimana waktu tempuh gelombang diabaikan ( Tikhonov , 1950 ).

F. Skin Depth

Skin depth adalah jarak perlemahan gelombang elektromagnetik dalam

medum homogen. Skin depth adalah kemampuan sinyal elektromagnetik

untuk menembus ke dalam bumi (Unsworth, 2006). Besarnya skin depth pada

medium konduktif bergantung dari permeabilitas medium, tahanan jenis,

dan frekuensi gelombang elektromagnetik yang melalui medium.

Persamaan Skin Depth didefinisikan juga sebagai kedalaman pada suatu

medium homogen yang amplitudo gelombangnya telah tereduksi menjadi 1/e

dari amplitudonya di permukaan bumi (ln e = 1 atau e = 3.718...). besaran

tersebut dirumuskan sebagai berikut: 𝛿 =1

𝛼=

2

𝜔𝜇𝜍 dengan nilai 𝜇 = 𝜇0 =

4𝜋10−7, 𝜔 = 2𝜋𝑓 dan 𝜍 =1

𝜌 sehingga persamaan Skin Depth dapat

dituliskan menjadi:

Page 57: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

36

𝜹 = 𝟓𝟎𝟑 𝝆

𝒇 (5a)

G. Impedansi

Data medan listrik dan medan magnet dalam metode Magnetotellurik tidak

digunakan secara terpisah keduanya digunakan untuk memperoleh besaran

yang disebut impedansi. E dan H adalah vektor (tensor rank 1), maka Z

adalah tensor–rank 2. Untuk metode MT, komponen medan listrik dan medan

magnet yang digunakan adalah komponen horizontal, sebab gelombang EM

dianggap merambat vertikal. Jika vektor mengarah vertikal, maka vektor E

dan B akan berada pada bidang horizontal tegak lurus vektor. Sehingga

hubungan di atas dapat dinyatakan dengan persamaan matriks :

𝐸′𝑥𝐸′𝑦

= 𝑍𝑥𝑥 𝑍𝑥𝑦𝑍𝑦𝑥 𝑍𝑦𝑦

𝐻𝑥𝐻𝑦

(6a)

Secara umum untuk kasus dua dimensi, dari data sinyal medan listrik dan

medan magnet yang direkam, diperoleh matriks impedansi dengan tiga

komponen independen. Untuk menyederhanakan komputasi, sedapat

mungkin pengukuran dilakukan dengan memilih koordinat yang sejajar atau

tegak lurus strike sehingga hanya ada dua komponen impedansi yang

independen. Kenyataannya, dalam survey kita tidak mengetahui kemana arah

strike yang sebenarnya. Jika kita percaya bahwa medium bawah tanah hampir

dapat dimodelkan dengan model 2 dimensi, pengukuran dapat dilakukan

dengan arah koordinat maupun yang dipilih. Baru setelah data terkumpul dan

nilai impedansi dihitung, matriks impedansi tersebut dapat diputar atau

Page 58: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

37

dirotasikan secara numerik, sehingga seolah pengukuran dilakukan dengan

menggunakan koordinat yang sejajar atau tegak lurus arah strike.

H. Pemodelan Data Magnetotellurik

Model 1-D berupa model berlapis horizontal, yaitu model yang terdiri dari

beberapa lapisan, dimana tahanan jenis tiap lapisan homogen. Dalam hal ini

parameter model 1 D adalah tahanan jenis dan ketebalan tiap lapisan. Secara

umum hubungan data dari parameter model dinyatakan oleh :

d = F(m) (7a)

dimana d adalah vektor data, m adalah vektor model dan F(m) adalah

fungsi forward modeling. Pemecahan masalah menggunakan algoritma

dilakukan Newton dengan mencari solusi model yang meminimumkan fungsi

objektif 𝜓 , yang didefinisikan oleh :

𝝍 𝒎 = (𝒅 − 𝒎𝑭)𝑻 𝑽 𝒅 − 𝒎𝑭 ) (7b)

Untuk dapat merepresentasikan kondisi bawah permukaan secara lebih

realistis maka digunakan model 2-D dimana resistivitas bervariasi terhadap

kedalaman (z) dan jarak dalam arah penampang atau profil (y) sehingga r (y,

z). Dalam hal ini resistivitas medium tidak bervariasi dalam arah sumbu x

yang merupakan arah struktur (strike).

Page 59: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

38

Untuk pemodelan 2-D berupa model bawah permukaan yang terdiri dari

blok-blok dengan ukuran berbeda. Dalam hal ini parameter 2-D adalah nilai

tahanan jenis dari tiap blok yang mempunyai dimensi lateral (x) dan vertikal

(z). Perbandingan antara medan magnet dan medan listrik dinamakan dengan

impedansi. Impedansi ini yang mengandung informasi mengenai nilai

tahanan jenis medium terhadap kedalaman.

I. Mode Pengukuran Magnetotellurik

Dalam metode pengukuran Magnetotellurik terdapat dua mode

pengukuran. Hal ini didasarkan dari konfigurasi pengukuran metode

Magnetotellurik, yang mana peletakan sensor magnetik dan sensor elektrik

menghasilkan 2 mode pengukuan yaitu: Transverse electric (TE) dan

Transverse Magnetic (TM) mode (unsworth, 2008).

1. TE (Transverse Electric) Mode

Pada mode ini, komponen medan listrik sejajar dengan arah strktur utama

(arah x) dan koponen medan magnet tegak lurus dengan arah struktur utama

(arah sumbu y dan z).

Page 60: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

39

Dalam Mode TE, arus listrik tdak akan mengalir melewati batas antara

daerah yang memiliki nilai resistivitas yang berbeda. Komponen Ex akan

kontinu terhadap sumbu y. Arus listrik akan menginduksi bagian yang lebih

konduktif dan tidak pada bagian yang lebih resisif. Hal tersebut di karenakan

munculnya efek konduktif pada arus. Respon resistivitas semu pada bagian

konduktif akan hilang pada frekuensi rendah.hal ini dapat terjadi karena

induksi akan lebih sensitif pada perubahan medan magnet.

2. TM (Transverse Mgnetic) Mode

Pada mode ini komponen medan magnet akan sejajar dengan arah struktur

utama (arah x) dan komponen medan listrik akan tegak lurus dengan arah

struktur utama (arah sumbu y dan z).

Gambar 13. TE Mode

Page 61: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

40

Mode TM ini arus listrik akan melewati batas antara bagian yang

memilki perbedaan resistivitas. Pada mode TM ini akan dijumpai adanya

efek statik yang disebabkan oleh adanya heterogenitas permukaan akibat

muatan-muatan yang terumpul pada batas medium tersebut. Adanya efek

statik tersebut juga dapat menyebabkan nilai resistivitas dan frekuensi

rendah tetap terlihat.

J. Peralatan Magnetotellurik

Dalam penggunaan metode Magnetotellurik sumber yang digunakan

merupakan sumber alami. Sehingga pada metode ini peralatan yang

Gambar 14. TM Mode

Page 62: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

41

digunakan hanyalah menangkap gelombang elektromagnetik. Berikut ini alat-

alat yang digunakan:

MT unit merupakan alat utama dari receiver dimana fungsi alat ini yaitu

sebagai display signal yang di terima alat dari respon data medan listrik

maupun medan magnet berupa nilai resistivitas semu dan fase. Sensor koil

berisikan koil magnet untuk menangkap sinyal medan magnet yang arahnya

tegak lurus dengan transmiter.

Alat receiver MT memiliki sensor medan magnet ada tiga macam yaitu

Hx, Hy, dan Hz. Ketiga medan magnet ini mengukur 3 arah medan maget

berbeda. Porouspot merupakan alat yang digunakan dalam pengukuran

metode MT untuk menerima respon besaran medan listrik karena porous

pot dapat meminimalisir terjadinya polarisasi pada bahan penerimanya.

Kompas

Waterpass

Sensor koil Kabel konektor

Baterai

Gambar 15. Phoenix V5 Sistem 2000 komponen hardware, MTU-5A, sensor

koil, porous pot, baterai, kabel konektor, antena GPS, kompas dan

waterpass (Phoenix Geophysics, 2007).

Page 63: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

42

Baterai berfungsi sebagai sumber energi bagi alat MTU-5A pada saat

dilakukan pengukuran. Kabel konektor merupakan kabel penghubung

antara penerima signal medan listrik dan medan magnet ke alat MTU-5A.

GPS berfungsi untuk mensinkronisasi posisi receiver pada satelliter. Dari

GPS tersebut terdapat kabel yang tersambung pada transmitter.

Kompas digunakan mengarahkan agar posisi lintasan masih dalam

ketentuan yang telah direncanakan seperti desain surveinya. Selain lintasan,

kompas juga digunakan untuk mengarahkan azimuth koil yang

dibenamkan/ditanam di tanah agak tegak lurus terhadap lintasan dan posisi

transmitter. Sedangkan waterpass digunakan untuk mengukur kemiringan

terhadap arah vertikal pada suatu bidang. Pemakain waterpass ini juga

digunakan pada peletakkan koil magnet yang dikubur agar ke

miringannya sesuai dengan keadaan tanah.

Page 64: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

IV. METODOLOGI PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan di PT. Elnusa Tbk Jakarta. Adapun susunan

kegiatan diperlihatkan pada Tabel 1.

Tabel 2. Jadwal kegiatan penelitian

JADWAL PENELITIAN

Kegiatan

Bulan Ke

1 2 3 4

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Studi Literatur

Input Data

Pengolahan Data

Pemodelan 2 Dimensi

Penambahan Line

B. Alat dan Bahan

Adapun adat dan bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu :

1. Komputer

2. Data geofisika yang di olah yaitu Magnetotellurik

3. Software Phoenix Geophysic (SSMT 2000 dan MT-Editor)

Page 65: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

44

4. Software WinGLink

C. Diagram Alir

Dalam penelitian ini melakukan pengolahan data Magnetotellurik, Adapun

tahapan-tahap dalam pengolahan data sebagai berikut:

Gambar 16. Diagram alir penelitian.

Page 66: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

VI. SIMPULAN DAN SARAN

A. Simpulan

Berdasarkan pengolahan data dan analisis yang telah dilakukan, ditarik

kesimpulan sebagai berikut:

1. Berdasarkan hasil pemodelan distribusi resistivitas 2D kurva yang

dihasilkan data MT pada lapisan dangkal tidak begitu stabil karena

disebabkan perbedaan efek tofografi dan juga aktivitas permukaan baik

dari aktivitas manusia maupun benda yang dapat mempengaruhi

gelombang elektromagnetik pada permukaan.

2. Bedasarkan hasil pemodelan distribusi resistivitas 2D kurva yang

dihasilkan data MT dari ketiga lintasan diketahui bahwa zona

impermeable atau diduga sebagai batuan yang mengalami alterasi

yaitu pada resistivitas sekitar 4 Ωm dan berada pada 500 – 1000 m.

3. Dari Hasil pemodelan 2D menunjukkan:

a. Zona cap rock untuk ketiga lintasan mempunyai nilai resistivitas 4

Ωm dengan kedalaman yang relatif dangkal antara 500 – 1000 m

yang ditandai dengan warna merah pada setiap lintasan.

Page 67: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

77

b. Zona resistivitas sedang dengan rentang nilai resistivitas 21 Ω m –

53 Ω m tersebar pada kedalaman lebih dari 1000 m dengan ketebalan

yang bervariatif yang diperkirakan sebagai reservoar.

c. Zona yang terakhir adalah zona yang memiliki nilai resistivitas

tinggi dan biasanya disebut dengan lapisan resistif. Memiliki nilai

resistivitas berkisar antara 76 – 159 Ωm. Zona ini tersebar pada

kealam dibawah 2000 m yang merupakan zona sumber panas (hot

rock).

B. Saran

Dari penelitian yang telah dilakukan, dengan tiga lintasan pada 2D meliliki

hasil yang hampir sama tetapi perlu dilakukan penambahan data pendukung

lainnya. Penelitian lanjutan Magnetotellurik difokuskan pada area yang lebih

luas lagi dengan menambah lebih banyak lagi data yang digunakan dan

dengan menambah data pendukung geofisika lainnya seperti geologi,

geokimia, dan gravity sehingga hasil yang diperoleh akan lebih akurat lagi

serta pengolahan selanjutnya tidak hanya sampai 2D saja.

Page 68: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

DAFTAR PUSTAKA

Page 69: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

DAFTAR PUSTAKA

Anonim, 2013, Magma Kegunungaapian dan Kegempaan, http://geologitambang

smk.blogspot.com/2013/08/magma-kegunungapian-dan-kegempaan. html.

Budihardi, M., Budiardjo, B., dan Nugroho. 1997. Resource Characteristics of the

Ungaran Field, Central Java, Indonesia, Proceeding of National Berkala

MIPA, 16 (1), Januari 200648 Seminar of Human Resources Indonesian

Geologist, Yogyakarta.

Green, Alisa Marie.2003.Magnetotelluric Crustal Studies in Kenai,

Alaska.Colorado School of Mines:USA.

Harinaryana, T., Abdul, K.K., Murthy, D.N., Veeraswamy, K., Eknath, R.S.P.,

Manoj, C. dan Naganjaneyulu, K., 2006, Exploration of Geothermal

Structure in Puga Geothermal Field, Ladakh Himalayas, India by

Magnetotelluric Studies, Journal of Applied Geophysics 58, 280-295.

Junursyah, G.M.L., 2011. Laporan Akhir Kegiatan Survei Magnetotelurik Di

Daerah Muna-Buton dan Sekitarnya Provinsi Sulawesi Tenggara. Pusat

Survei Geologi. Bandung.

Santoso, Djoko. 2004. Eksplorasi Energi Geothermal. Institut Teknologi

Bandung. Bandung.

Saptadji, M, Nenny., 2001. Teknik Panasbumi. Departemen Teknik Perminyakan

ITB, Bandung.

Simpson, F. dan Bahr, K. 2005. Practical Magnetotellurics. University Press.

Cambridge.

Page 70: PEMODELAN 2 DIMENSI DATA MAGNETOTELLURIK …digilib.unila.ac.id/26296/3/SKRIPSI TANPA BAB PEMBAHASAN.pdf · dangkal karena perbedaan topografi yang mencolok yang disebut juga efek

Suharno, 2010, Pengembangan Prospek Panas Bumi Untuk Mahasiswa, Ahli

Teknis, Profesional dan Birokrat, Univesitas Lampung, Bandar Lampung.

Sulistyo, A. (2011). Koreksi Pergesaran Statik Menggunakan Metode Geostatik,

Perata-rataan dan TDEM.

Sutarno, D., 2008. Constrained Robust Estimation of Magnetotelluric Impedance

Function Based on a Bounded-Influence Regreion M-Estimator and the

Hilbert Transform. Institut Teknologi Bandung. Bandung.

Sutopo. 1996. Metodologi Penelitian. Surakarta: Universitas Negeri Sebelas

Maret.

Tikhonov.1950. On Determining Electrical Characteristics Of The Deep Layers

Of The Earth’s Crust. Geophysical Institute Academy of Science: USSR

Unsworth,M.2008.Lecture Notes Geophysics 424.University of Alberta. Kanada.

Unsworth, M.J., 2001. Electromagnetic Exploration Methods, GPHYS 424 MJU,

University of Alberta : Canada.

Phoenix Geophysics, Ltd., 2007. V5 System 2000 MTU/MTU-A User Guide,

Version 1.9. Phoenix Geophysics Ltd., Canada.

Zarkasyi, Ahmad. 2010. Model Sistem Panasbumi Daerah Jaboi Pulau

Weh,Nangroe Aceh Darussalam Berdasarkan Analisis Geofisika (Gaya

Berat, magnet, Geolistrik). (Tesis). Bandung