1

Dr. Hendra GrandisDr. Hendra GrandisProgram StudiProgram Studi Teknik GeofisikaTeknik GeofisikaFTTM FTTM –– ITB ITB

aspek aspek GEOFISIKAGEOFISIKA

dalam Ilmu Kebumiandalam Ilmu Kebumian

GEOFISIKA- ITB 2007

TujuanTujuan

Memperkenalkan Memperkenalkan GEOFISIKAGEOFISIKA sebagai salah sebagai salah satu elemen / aspek dalam Ilmu Kebumian, satu elemen / aspek dalam Ilmu Kebumian, dan perannya dalamdan perannya dalam

→→ pemahaman fenomena alampemahaman fenomena alam

→→ mitigasi bencana kebumian mitigasi bencana kebumian

→→ eksplorasieksplorasi sumberdaya alamsumberdaya alam

GEOFISIKA- ITB 2007

GempaGempa dan tsunami dan tsunami AcehAceh 20042004

GEOFISIKA- ITB 2007

GempaGempa MajalengkaMajalengka20012001

2

GEOFISIKA- ITB 2007

Tsunami Pangandaran 2006

GEOFISIKA- ITB 2007

Apa yang kita lakukanApa yang kita lakukan

jika kita ingin mengetahui jika kita ingin mengetahui

isi / bagian dalam bumi ?isi / bagian dalam bumi ?

GEOFISIKA- ITB 2007

Tentu kita tidak dapat membelah bumi –seperti membelah buah apel – kalau ingin mengetahui isi / bagian dalam bumi

GEOFISIKA- ITB 2007

Pemboran terdalam di dunia kedalamannya Pemboran terdalam di dunia kedalamannya hanya 12 km, jarihanya 12 km, jari--jari bumi ~6400 kmjari bumi ~6400 km

3

GEOFISIKA- ITB 2007

Tidak praktis kalau setiap kali ingin tahu apa Tidak praktis kalau setiap kali ingin tahu apa yang ada di dalam (bawahyang ada di dalam (bawah--permukaan) bumi permukaan) bumi kita harus melakukan pemborankita harus melakukan pemboran

GEOFISIKA- ITB 2007

Jadi ?Jadi ?

Kita perlu cara atau metodologi ilmiah Kita perlu cara atau metodologi ilmiah untuk memperkirakan bagian dalam untuk memperkirakan bagian dalam (interior) bumi(interior) bumi

→→ metoda tak langsung / metoda tak langsung / indirect methodindirect method

GEOFISIKA- ITB 2007

Apa Apa GEOFISIKAGEOFISIKA itu ?itu ?

Aplikasi teori / konsep Aplikasi teori / konsep FISIKAFISIKA untukuntukmempelajari mempelajari BUMIBUMI (khususnya bagian(khususnya bagianbumi padat)bumi padat)

→→ Solid Earth GeophysicsSolid Earth Geophysics

→→ Applied ScienceApplied Science

GEOFISIKA- ITB 2007

InstrumentaInstrumentassii

ObservaObservassiiKKomputaomputassii

FisikaFisika

Geol

og

Geol

ogii

Matem

ati

Matem

atikaka

GEOGEOFISIKAFISIKA

4

GEOFISIKA- ITB 2007

Apa yang dilakukan seorang Apa yang dilakukan seorang

anak jika menerima kado anak jika menerima kado

dan ingin mengetahui isinya ?dan ingin mengetahui isinya ?

GEOFISIKA- ITB 2007

Interior bumi dapat diperkirakan berdasarkan Interior bumi dapat diperkirakan berdasarkan sifat penjalaran gelombang seismiksifat penjalaran gelombang seismik

GEOFISIKA- ITB 2007

lintasan gelombang seismik jika bumi lintasan gelombang seismik jika bumi homogenhomogen

GEOFISIKA- ITB 2007

lintasan gelombang seismik jika kecepatan lintasan gelombang seismik jika kecepatan gelombang seismik meningkat thd. kedalamangelombang seismik meningkat thd. kedalaman

5

GEOFISIKA- ITB 2007 GEOFISIKA- ITB 2007

Beberapa alternatif lintasan gelombang P dan SBeberapa alternatif lintasan gelombang P dan S

GEOFISIKA- ITB 2007

Semakin detil Semakin detil analisis, semakin analisis, semakin detil struktur detil struktur interior bumi yang interior bumi yang diketahuidiketahui

GEOFISIKA- ITB 2007

6

GEOFISIKA- ITB 2007

PP--wave wave tomographictomographic modelmodel((WidiyantoroWidiyantoro, 2006), 2006)

A A”

fast

410 km

660 km

TrenchMerapi

slow

Tomografi seismikTomografi seismik

GEOFISIKA- ITB 2007

GEOFISIKA- ITB 2007

dinamitdinamit

vibroseisvibroseis

petasanpetasan

Sumber getaran buatanSumber getaran buatan

GEOFISIKA- ITB 2007

Survey seismik di lautSurvey seismik di lautuntuk eksplorasi untuk eksplorasi hidrokarbonhidrokarbon

7

GEOFISIKA- ITB 2007

Praktikum Praktikum di Lab. Komputasidi Lab. Komputasi

Seismic Data Processing Seismic Data Processing CenterCenter

GEOFISIKA- ITB 2007

Seismik refleksi untuk eksplorasi Seismik refleksi untuk eksplorasi hidrokarbonhidrokarbon

GEOFISIKA- ITB 2007

Seismik refleksi untuk eksplorasi Seismik refleksi untuk eksplorasi hidrokarbonhidrokarbon

GEOFISIKA- ITB 2007

GravitasiGravitasi

Hukum gravitasi Newton (universal)Hukum gravitasi Newton (universal)mm11 mm22F F == G G ──────────

rr22

M mM mUntuk bumi: F Untuk bumi: F == G G ──────

RR22

MMPercepatan gravitasi bumi: g Percepatan gravitasi bumi: g == G G ────

RR22

8

GEOFISIKA- ITB 2007

GravitasiGravitasi

Berapa hBerapa harga rataarga rata22 percepatan gravitasi di percepatan gravitasi di permukaan bumipermukaan bumi ??

→→ ~9.8 ~9.8 m/detm/det22

dg asumsidg asumsi bumi bulat dan homogen, berapa bumi bulat dan homogen, berapa massa dan rapat massa dan rapat massa massa bumi ratabumi rata22

→→ ~~5500 kg/m5500 kg/m3 3 atau atau ~~5.5 gr/cm5.5 gr/cm3 3

GEOFISIKA- ITB 2007

GravitasiGravitasi

HHarga arga rapat rapat massa massa bumi bumi ratarata22

→→ ~~5.5 gr/cm5.5 gr/cm3 3

HHarga arga rapat rapat massa massa batuan di permukaanbatuan di permukaan--bumibumi

→→ ~~2.5 gr/cm2.5 gr/cm3 3

Kesimpulan / interpretasi ?Kesimpulan / interpretasi ?

GEOFISIKA- ITB 2007

ρρ == 5.5 gr/cm5.5 gr/cm33

ρρavgavg == 5.5 gr/cm5.5 gr/cm33

ρρoutout == 2.5 gr/cm2.5 gr/cm33

→→ rapat massa di bagian dalam bumi rapat massa di bagian dalam bumi >> 5.5 gr/cm>> 5.5 gr/cm33

ρin >>

GEOFISIKA- ITB 2007

ρρ == 5.5 gr/cm5.5 gr/cm33

ρρavgavg == 5.5 gr/cm5.5 gr/cm33

ρρoutout == 2.5 gr/cm2.5 gr/cm33

→→ Pengukuran gravitasi (Pengukuran gravitasi (gg) dapat digunakan untuk ) dapat digunakan untuk memperkirakan distribusi rapat massa di bagian memperkirakan distribusi rapat massa di bagian dalam bumi / bawahdalam bumi / bawah--permukaan permukaan

ρin >>

9

GEOFISIKA- ITB 2007

gg11 gg22 gg33 jarakjarak

gg

Anomali gravitasi hasil Anomali gravitasi hasil pengukuran menggambarkan pengukuran menggambarkan anomali rapat massa bawahanomali rapat massa bawah--permukaanpermukaan

GEOFISIKA- ITB 2007

GravitasiGravitasi

diukurdiukur →→ percepatan percepatan gravitasigravitasi

untuk perkiraanuntuk perkiraan →→ rapatrapat massamassa

→→ formasiformasi batuanbatuan

GEOFISIKA- ITB 2007

PengukuranPengukuran gravitasigravitasi

GEOFISIKA- ITB 2007

Survey gravitasi Survey gravitasi pada suatu pada suatu cekungan sedimencekungan sedimen

10

GEOFISIKA- ITB 2007

Pemodelan data gravitasi 2Pemodelan data gravitasi 2--D menghasilkan D menghasilkan profil konfigurasi cekungan sedimenprofil konfigurasi cekungan sedimen

datadata

modelmodel

GEOFISIKA- ITB 2007

Central Java Regional Gravity Map Central Java Regional Gravity Map

GEOFISIKA- ITB 2007

Gravity measurement by Gravity measurement by Galileo in 1589Galileo in 1589

GEOFISIKA- ITB 2007

and 400 years later …by 2 earth-scientists from ITB

11

GEOFISIKA- ITB 2007

prosesproses internal internal didi dalamdalam intiinti bumibumimenyebabkanmenyebabkanbumibumi memilikimemilikimedanmedan magnetmagnet

GEOFISIKA- ITB 2007

B

bT = B + bbB

medanmedan magnet magnet bumibumi (B) (B) menginduksimenginduksipartikelpartikel magnetikmagnetikdalamdalam batuanbatuan (b) (b) dandan menghasilkanmenghasilkankomponenkomponen total (total (T)T)

GEOFISIKA- ITB 2007

pengukuranpengukuran variasivariasi spasialspasial anomali anomali medanmedan magnet magnet bumibumi untukuntukeksplorasieksplorasi sumberdayasumberdaya alamalam: : mineralmineral, , geotermalgeotermal, , hidrokarbonhidrokarbon ......

GEOFISIKA- ITB 2007

pengukuranpengukuran variasivariasi spasialspasialanomali anomali medanmedan magnet magnet bumibumi di lautdi laut

12

GEOFISIKA- ITB 2007

Ekskursi lapangan Ekskursi lapangan Patahan Lembang dan Patahan Lembang dan Cekungan Bandung TimurCekungan Bandung Timur

GEOFISIKA- ITB 2007

variasivariasi medanmedanmagnet magnet sebagaisebagaifungsifungsi daridari posisiposisidigambarkandigambarkan dalamdalambentukbentuk konturkontur((garisgaris yang yang menghubungkanmenghubungkantitiktitik--titiktitik dengandengannilainilai yang yang samasama))

x

y

GEOFISIKA- ITB 2007

konturkontur berwarnaberwarnadapatdapat pula pula diberidiberiefekefek pencahayaanpencahayaan(shaded relief map) (shaded relief map) untukuntukmemudahkanmemudahkaninterpretasiinterpretasi / / penafsiranpenafsiran datadata

-200 -150 -100 -50 0 50 100 150 200 250 300

magnetic anomaly (nano Tesla)

GEOFISIKA- ITB 2007

data data magnetikmagnetikdimodelkandimodelkan untukuntukmemperkirakanmemperkirakandistribusidistribusi sifatsifat fisikafisika((kemagnetankemagnetan) medium ) medium atauatau formasiformasi batuanbatuanbawahbawah--permukaanpermukaan

44model (model (kuantitatifkuantitatif))

44strukturstruktur geologigeologi

33modelmodel 33--D D daerahdaerahCiemasCiemas

zonamineralisasipada vein (urat kuarsa)

N

(A/m) 1.0 0.8 0.6 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0

dike / intrusibatuanbeku

13

GEOFISIKA- ITB 2007

data data magnetikmagnetik dapatdapatdigunakandigunakan untukuntuk memmem--perkirakanperkirakan konfigurasikonfigurasicekungancekungan sedimensedimen ((daerahdaerahpengendapanpengendapan hidrokarbonhidrokarbon))

→→ kemagnetankemagnetan batuanbatuansedimensedimen umumnyaumumnyarendahrendah

→→ kemagnetan batuan kemagnetan batuan dasar (basement) dasar (basement) volkanik umumnyavolkanik umumnya tinggitinggi

datadata magnetikmagnetik daerahdaerah lepaslepas--pantaipantai(off(off--shore) shore) SumateraSumatera selatanselatan

GEOFISIKA- ITB 2007

AAnomalinomali magnetikmagnetiksitussitus arkeologiarkeologiGuaGua PawonPawon CililinCililin

33 anomalianomali medanmedanmagnetmagnet totaltotal

33 anomalianomali hasilhasilfilteringfiltering

100

102

104

106

108

110

112

114

116

118

120

122

124

-6

-4

-2

0

2

4

6

8

10

target ekskavasi

GEOFISIKA- ITB 2007

hasilhasil penggalianpenggalian((ekskavasiekskavasi) ) situssitusarkeologiarkeologi GuaGua PawonPawonCililinCililin, , kerangkakerangkamanusiamanusia purbapurba

GEOFISIKA- ITB 2007

GeoGeo--ElektromagnetikElektromagnetik

Gangguan medan Gangguan medan magnet bumi oleh magnet bumi oleh partikel dari matahari partikel dari matahari (solar wind) dan petir (solar wind) dan petir dapat dimanfaatkan dapat dimanfaatkan untuk mempelajari untuk mempelajari sifat kelistrikan sifat kelistrikan ((resistivitasresistivitas) formasi ) formasi batuanbatuan

14

GEOFISIKA- ITB 2007

GeoGeo--ElektromagnetikElektromagnetik

Gangguan medan Gangguan medan magnet bumi oleh magnet bumi oleh partikel dari matahari partikel dari matahari (solar wind) dan petir (solar wind) dan petir dapat dimanfaatkan dapat dimanfaatkan untuk mempelajari untuk mempelajari sifat kelistrikan sifat kelistrikan ((resistivitasresistivitas) formasi ) formasi batuanbatuan

GEOFISIKA- ITB 2007

Survey magnetotellurik (MT) Survey magnetotellurik (MT) untuk eksplorasi hidrokarbon untuk eksplorasi hidrokarbon Cepu Jawa TimurCepu Jawa Timur

GEOFISIKA- ITB 2007

Survey magnetotellurik (MT) Survey magnetotellurik (MT) untuk ekplorasi huntuk ekplorasi hiiddrrookkaarrbboonnCepu Jawa TimurCepu Jawa Timur

GEOFISIKA- ITB 2007

Magnetotelluric (MT) resistivity Magnetotelluric (MT) resistivity imaging of Banyuasin Prospect, imaging of Banyuasin Prospect, North East Java Basin North East Java Basin (Grandis et al. 2005)(Grandis et al. 2005)

15

GEOFISIKA- ITB 2007

22--D and 3D and 3--D interpretation of MT data D interpretation of MT data in the Bajawa geothermal field Flores, in the Bajawa geothermal field Flores, Indonesia (Uchida et al, 2002)Indonesia (Uchida et al, 2002)

GEOFISIKA- ITB 2007

Ekskursi Mahasiswa GeologiEkskursi Mahasiswa Geologi--ITBITBWayangWayang--Windu Geothermal FieldWindu Geothermal Field(110 MW operated by Chevron)(110 MW operated by Chevron)

GEOFISIKA- ITB 2007

Ekskursi mahasiswa GeofisikaEkskursi mahasiswa Geofisika--ITBITBLapangan Geotermal Kamojang Lapangan Geotermal Kamojang

GEOFISIKA- ITB 2007

Survey MTSurvey MTG. GunturG. Guntur

16

GEOFISIKA- ITB 2007

Pemantauan medan EM Pemantauan medan EM UsuUsu Volcano,Volcano, HokkaidoHokkaidoJapanJapan

GEOFISIKA- ITB 2007

MultiMulti--national collaborative effort in earth sciences and national collaborative effort in earth sciences and technology (Tsukuba, 2003)technology (Tsukuba, 2003)

GEOFISIKA- ITB 2007

Kerjasama Kerjasama GeofisikaGeofisika--ITBITBGeoteknologiGeoteknologi--LIPILIPIPhoenix GeophysicsPhoenix GeophysicsCanadaCanada

GEOFISIKA- ITB 2007

Ground Probing Radar (GPR)Ground Probing Radar (GPR)

Studi penjalaran gelombang elektromagnetik (EM) untuk Studi penjalaran gelombang elektromagnetik (EM) untuk geofisika dekatgeofisika dekat--permukaan (geoteknik dan lingkungan)permukaan (geoteknik dan lingkungan)

17

GEOFISIKA- ITB 2007

Survey georadar terowongan keretaSurvey georadar terowongan kereta--api api Jember, Jawa TimurJember, Jawa Timur

GEOFISIKA- ITB 2007

← Jakarta

Survey GPR CipularangSurvey GPR Cipularang

GEOFISIKA- ITB 2007

Bandung→

Survey GPR CipularangSurvey GPR Cipularang

GEOFISIKA- ITB 2007

I

∆V

C1 C2P1 P2

⊕

GeolistrikGeolistrikGeolistrik

Respons formasi batuan terhadap injeksi arus listrik Respons formasi batuan terhadap injeksi arus listrik dapat dimanfaatkan untuk studi sifat kelistrikan bawahdapat dimanfaatkan untuk studi sifat kelistrikan bawah--permukaanpermukaan

18

GEOFISIKA- ITB 2007

Identifikasi intrusi air laut pada akifer daerah pantaiIdentifikasi intrusi air laut pada akifer daerah pantaiPantai Selatan Jawa Tengah Pantai Selatan Jawa Tengah -- JogjakartaJogjakarta

GEOFISIKA- ITB 2007

Survey geolistrik CipularangSurvey geolistrik Cipularang

Identifikasi zona lemah Identifikasi zona lemah akibat intrusi airakibat intrusi air

GEOFISIKA- ITB 2007

Praktikum dan survey Praktikum dan survey lapanganlapangan

GEOFISIKA- ITB 2007

Ekskursi KarangsambungEkskursi KarangsambungMahasiswa Mahasiswa Teknik GeofisikaTeknik Geofisika--ITBITB

19

GEOFISIKA- ITB 2007

KesimpulanKesimpulan

Kondisi tektonik dan geologi Indonesia Kondisi tektonik dan geologi Indonesia

→→ potensi bencana: potensi bencana:

gempa bumi, tsunami, gununggempa bumi, tsunami, gunung--api, api, gerakan tanah, …gerakan tanah, …

→→ potensi sumber daya alam: potensi sumber daya alam:

migas, mineral, geotermal, …migas, mineral, geotermal, …

GEOFISIKA- ITB 2007

KesimpulanKesimpulan

GEOFISIKAGEOFISIKA memiliki peran penting memiliki peran penting dalam mengkaji masalah kebumiandalam mengkaji masalah kebumian

GEOFISIKAGEOFISIKA merupakan salah satu merupakan salah satu alternatif pilihan studi dan pilihan karir alternatif pilihan studi dan pilihan karir dengan prospek yang cukup baikdengan prospek yang cukup baik

GEOFISIKA- ITB 2007

Terima kasihTerima kasih

…… dan selamat berjuang !dan selamat berjuang !