![Laporan Kerja Praktek Geoteknologi LIPI [PDF]](https://pdfs.asia/img/200x200/laporan-kerja-praktek-geoteknologi-lipi.jpg)
5 0 4 MB
PENGOLAHAN DATA AUDIO-MAGNETOTELLURIK 2DIMENSI UNTUK IDENTIFIKASI KEBERADAAN SESAR CIMANDIRI PADA LAPANGAN CIANJUR, JAWA BARAT
Laporan Kerja Praktek (KP) Geoteknologi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia
Disusun Oleh : Nathanael Ingat Tegar Putra Siotu Halawa 140710160052
Program Studi Geofisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Padjadjaran Bandung 2018
KATA PENGANTAR Segala puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas kasihnya hingga pada titik ini penulis dapat menyelesaikan laporan kerja praktek dengan judul “ Pengolahan Data Audio-Magnetotellurik 2-Dimensi Pada Lapangan Cianjur, Jawa Barat”. Laporan ini disusun sebagai bentuk pertanggungjawaban penulis selama melaksanakan kerja praktek di Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI), Bandung dari tanggal 6 Agustus sampai dengan 31 Agustus 2018 dan sebagai syarat untuk memenuhi kelulusan mata kuliah kerja praktek di Jurusan Geofisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran. Saya mengucapkan terimakasih banyak untuk semua pihak yang sudah banyak membantu membentuk cara berpikir, menghabiskan waktu, tenaga, dan pikiran. Pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan banyak terimakasih kepada pihak-pihak yang bersangkutan, yaitu : 1. Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia sebagai lembaga yang sudah memberi kesempatan berupa fasilitas dan pembimbing selama melaksanakan kerja praktek. 2. Ibu Ir. Dr. Lina Handayani selaku pembimbing I yang sudah memberi waktu, tenaga, pikiran, serta motivasi kepada penulis selama masa kerja praktek di LIPI Bandung. 3. Bapak Ilham Arisbaya S.Si., M.T., selaku pembimbing II yang sudah memberi waktu, tenaga, pikiran, serta motivasi kepada penulis selama masa kerja praktek di LIPI Bandung. 4. Bapak Yayat Sudrajat S.Si., selaku pembimbing selama di lapangan dan yang sudah membagikan banyak ilmu dalam melakukan akuisisi dan pegolahan data AMT di LIPI Bandung.
i
5. Bapak Prof. Dr. Sudradjat, MS., selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran. 6. Bapak Dr. Asep Harja , M.Si., selaku ketua Program Studi Geofisika, Universitas Padjadjaran. 7. Kepada Sita (UNPAD), Vitasha (UNPAD), Fazrin (UNPAD), Irda (ITS), Jarul (ITS), Shinta (ITS), dan Amanda (ITS), selaku partner selama melaksanakan kerja praktek yang sudah memberi banyak bantuan dalam bentuk bertukar pikiran dan kesan.
Bandung, 31 Agustus 2018
Nathanael I.T.P.S. Halawa
ii
Daftar Isi KATA PENGANTAR .............................................................................................................. i Daftar Isi ..................................................................................................................................iii Daftar Gambar ........................................................................................................................ v PENDAHULUAN ................................................................................................................... 1 1.1.
Latar Belakang .......................................................................................................... 1
1.2.
Maksud dan Tujuan................................................................................................... 2
1.3.
Waktu dan Tempat Pelaksanaan ............................................................................... 2
1.4.
Metode pelaksanaan .................................................................................................. 2
1.5.
Batasan Masalah ....................................................................................................... 2
BAB II ...................................................................................................................................... 3 TEORI DASAR ....................................................................................................................... 3 2.1. Metode Audio-Magnetotellurik (AMT) ............................................................................. 3 2.2. Sumber Sinyal ................................................................................................................ 3 2.3. Persamaan Maxwell ....................................................................................................... 4 2.4. Impedansi Bumi Homogen ............................................................................................ 5 2.5. Impedansi Bumi Berlapis Horisontal ............................................................................. 8 BAB III................................................................................................................................... 10 PENGOLAHAN DATA........................................................................................................ 10 3.1. Software SSMT2000 .................................................................................................... 10 3.2. MTeditor68 .................................................................................................................. 16 3.3.WinGlink....................................................................................................................... 22 BAB IV ................................................................................................................................... 47 PEMBAHASAN .................................................................................................................... 47 4.1.
Akuisisi data............................................................................................................ 47
4.2.
Pengolahan Data dan Interpretasi ........................................................................... 48
a.
SSMT2000 .............................................................................................................. 49
b.
MTeditor68 ............................................................................................................. 50
c.
WinGlink................................................................................................................. 54
d.
Interpretasi .............................................................................................................. 55
iii
BAB 5 ..................................................................................................................................... 58 PENUTUP.............................................................................................................................. 58 5.1. Kesimpulan .................................................................................................................. 58 5.2. Saran ............................................................................................................................ 58 Daftar Pustaka ...................................................................................................................... 59
iv
Daftar Gambar Gambar 3.11 Program Log.......................................................................................... 18 Gambar 3.12 Starting Data.......................................................................................... 19 Gambar 3.13 Editing ................................................................................................... 20 Gambar 3.14 Create a New Database ......................................................................... 22 Gambar 3.15 WinGlink DataBase............................................................................... 23 Gambar 3.16 Data Base Properties ............................................................................. 24 Gambar 3.17 Data Base Properties ............................................................................. 25 Gambar 3.18 Datum Selection .................................................................................... 25 Gambar 3.1 9 Jendela Utama tanpa Project ................................................................ 26 Gambar 10 Import Files .............................................................................................. 27 Gambar 11 Import Files .............................................................................................. 27 Gambar 12 Project Properties ..................................................................................... 28 Gambar 13 Import MT Data ....................................................................................... 28 Gambar 14 Warning .................................................................................................... 29 Gambar 15 Import Files .............................................................................................. 30 Gambar 16 Import Files .............................................................................................. 30 Gambar 17 Jendela Utama dengan Project ................................................................. 31 Gambar 18 Open Map ................................................................................................. 32 Gambar 19 Maps ......................................................................................................... 32 Gambar 20 Add Profile Trace ..................................................................................... 33 Gambar 21 Informasi Line .......................................................................................... 34 Gambar 22 Lintasan satu............................................................................................. 34 Gambar 23 Grup Selection .......................................................................................... 35 Gambar 24 Save as ...................................................................................................... 35 Gambar 25 Soundings ................................................................................................. 36 Gambar 26 Group Selection ........................................................................................ 37 Gambar 27 Lintasan Aktif........................................................................................... 37 v
Gambar 28 Kurva Terbuka.......................................................................................... 38 Gambar 29 Smoothing ................................................................................................ 38 Gambar 30 Kurva SesudahSmoothing ........................................................................ 39 Gambar 31 Model 1 Dimensi ...................................................................................... 40 Gambar 32 Profile and Model Selection ..................................................................... 41 Gambar 33 Sebelum Inversi ........................................................................................ 41 Gambar 34 Run Smooth Inversion.............................................................................. 42 Gambar 35 Max of Iteration........................................................................................ 42 Gambar 36 Proses Inversi ........................................................................................... 43 Gambar 37 Inversi Selesai .......................................................................................... 43 Gambar 38 Reset Mesh to Default .............................................................................. 44 Gambar 39 New Resistvity Mesh Value ..................................................................... 44 Gambar 40 Sebelum Inversi ........................................................................................ 45
vi
BAB I PENDAHULUAN 1.1.Latar Belakang Indonesia merupakan negara kepulauan terbesar di dunia. Negara kepulauan ini terletak di bagian selatan benua Asia dan merupakan daerah pertemuan dua lempeng makro, yaitu lempeng Indo-Australia dan lempeng Eurasia. Pertemuan kedua lempeng ini menyebabkan daerah subduksi dari sebelah barat Pulau Sumatera hingga daerah timur Indonesia. Pertemuan kedua lempeng ini mengakibatkan terbentuknya struktur geologi yang sangat kompleks berupa sesar, kekar, lipatan, daerah panas bumi, dan sebagainya. Akibat dari pertemuan lempeng tersebut dapat memberikan dampak positif, seperti terbentuknya daerah panas bumi yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi terbarukan dan ramah lingkungan. Namun jika struktur bawah permukaan daerah pertemuan lempeng ini tidak dipetakan dengan baik, hal ini dapat menjadi bencana bagi umat manusia ketika membangun infrastruktur pada daerah rawan gempa. Dalam rangka memaksimalkan dampak positif dan meminimalkan dampak negatif Indonesia sebagai lintasan Ring of Fire maka dikembangkan beberapa metode untuk pemetaan struktur bawah permukaan, salah satunya metode Audiomagnetotellurik (AMT). Metode Audio-magnetotellurik merupakan metode geofisika pasif yang mengukur medan elektromagnetik yang ada di alam. Secara umum metode ini sama dengan metode magnetotellurik, perbedaannya terdapat pada rentang frekuensi yang diukur. Metode Audio-magnetotellurik memiliki rentang frekuensi sekitar 104 – 0,1 Hz, sedangkan metode magnetotellurik memiliki rentang frekuensi sekitar 400 – 0,0000129 Hz. Metode AMT akan memberi informasi bawah permukaan berupa persebaran resistivitas batuan yang selanjutnya akan digunakan sebagai bahan interpretasi. Sebagai mahasiswa geofisika, sudah merupakan suatu kewajiban untuk mendalami semua metode pemetaan struktur bawah permukaan, salah satunya melalui kerja 1
praktek. Dalam kerja praktek mahasiswa dapat belajar bagaimana akuisisi data di lapangan, bagaimana cara pengolahan data hingga pemodelan. Dengan demikian sudah menjadi tugas mahasiswa untuk mengembangkan metode geofisika, secara khusus metode AMT. 1.2.Maksud dan Tujuan Maksud dan tujuan dilaksanankannya Kerja Praktek ini adalah untuk meningkatan kemampuan penulis sebagai mahasiswa geofisika dalam rangka akuisisi dan pengolahan data AMT yang belum didapat di bangku perkuliahan. Selain itu Kerja Praktek ini merupakan syarat untuk memenuhi mata kuliah jurusan Geofisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Padjadjaran. 1.3.Waktu dan Tempat Pelaksanaan Kerja praktek ini dilaksanakan dari tanggal 6 Agustus sampai dengan 31 Agustus 2018 yang bertempat di Pusat Penelitian Geoteknologi, Kampus Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (LIPI) Bandung, Kota Bandung, Jawa Barat. 1.4.Metode pelaksanaan Metode yang digunakan dalam kerja praktek ini adalah Studi Pustaka. Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan software SSMT2000, MTeditor68, dan WinGlink. Data yang diolah merupakan data sekunder daerah Cianjur. 1.5.Batasan Masalah Dalam pengolahan data AMT ini terdapat beberapa batasan masalah, yaitu pengolahan data lapangan Cinjur dengan menggunakan software SSMT2000, MTeditor68, dan WinGlink.
2
BAB II TEORI DASAR 2.1. Metode Audio-Magnetotellurik (AMT) Metode elektromagnetik (EM) merupakan metode yang biasa digunakan dalam dunia geofisika dalam menggambarkan struktur bawah permukaan melalui distribusi parameter fisika bawah permukaan. Parameter fisika yang menjadi output utama metode EM adalah resistivitas batuan. Salah satu metode elektromagnetik merupakan metode Audio-Magnetotellurik (AMT). Metode AMT merupakan metode pasif yang mengukur arus alami dalam bumi yang dihasilkan oleh induksi magnetik dari arus listrik di ionosfer. Secara umum metode MT dan AMT adalah sama, letak perbedaannya terdapat pada rentang frekuensi gelombang EM yang ditangkap. Metode MT memperoleh data pada frekuensi relatif rendah dengan rentang sekitar 400 Hz samapai 0,0000129 Hz (periode 21,5 jam) sedangkan metode AMT memperoleh data pada frekuensi relatif tinggi dengan rentang sekitar 10 kHz sampai 0,1 Hz (Enung, 2012). Rasio pada bentangan frekuensi tinggi memberikan informasi bawah permukaan dangkal sedangkan rasio pada bentangan frekuensi rendah memberikan informasi bawah permukaan dalam (Panjaitan, 2010). Metode AMT bekerja dengan cara mengukur medan listrik dan medan magnet bumi yang berubah terhadap waktu secara bersamaan. Perbandingan antara komponen medan listrik dan medan magnet disebut impedansi. Metode ini menghasilkan kurva sounding tahanan jenis semu terhadap frekuensi yang menunjukan variasi konduktivitas bumi terhadap kedalaman. Kelebihan metode AMT adalah peetrasi yang dalam, resolusi baik, tidak merusak lingkungan, tidak memerlukan transmitter, mampu menggambarkan batuan beku dengan baik (interpretasi menjadi buram pada seismik). 2.2. Sumber Sinyal Medan elektromagnetik yang dimanfaatkan memiliki fluktuasi geomagnetik dengan rentang 10−3 s.d 105 s atau rentang frekuensi 10−5 s.d 103 Hz. 3
Sumber sinyal dari medan elektromagnetik terbagi menjadi dua, yaitu: a. Sinyal dengan frekuensi rendah ( < 1 Hz) Sumber sinyal ini berasal dari gelombang mikro akibat interaksi antara paratikel atau angin matahari (solar wind) dengan magnet permanen bumi sehingga menyebabkan variasi medan EM (Grandis, 2007). b. Sinyal dengan frekuensi tinggi ( > 1 Hz) Sumber sinyal ini berasal dari aktiviatas meteorologi seperti adanya petir ataupun badai yang menimbulkan suatu gelombang EM yang terperangkap antara ionosfer dan bumi (wave guide) dan menjalar mengitari bumi. 2.3. Persamaan Maxwell Persamaan maxwell yang diaplikasikan dalam metode MT adalah sintesa hukum yang berlaku untuk fenomena listrik-magnet. Berikut beberapa persamaan maxwell. ∇×𝐸 = −
𝜕𝐵
(Hukum Faraday)
(2.1)
(Hukum Ampere)
(2.2)
∇. 𝐷 = 𝜌
( Hukum Coloumb)
(2.3)
∇. 𝐵 = 0
(Hukum Kontinuitas Fluks Magnet) (2.4)
𝜕𝑡
∇×𝐻 =𝐽+
𝜕𝐷 𝜕𝑡
Keterangan : J
: Vektor rapat arus listrik (A/𝑚2 )
E
: Vektor kuat medan listrik (Volt/m)
B
: Vektor rapat fluks magnet (Weber/𝑚2 atau Telsa)
H
: Intensitas medan magnet (Coloumb/𝑚2 )
4
Dalam aplikasi untuk MT aproksimasi kuasi-statik dapat digunakan untuk menyederhanakan masalah.
Variasi permitivitas listrik (ε) dapat diabaikan jika
dibandingkan dengan variasi konduktivitas (σ) dan permeabilitas magnetik (μ) dapat digunakan harga pada ruang hampa (μ = μ0 = 4𝜋10−7 𝐻/𝑚). Selanjutnya, diasumsikan tidak ada sumber arus di dalam bumi yang dianggap homogen atau berlapis horisontal. Dengan demikian diperoleh persamaan Helmholtz untuk E dan H sebagai berikut, ∇2 𝐸 = μ0 σ
𝜕𝐵
∇2 𝐻 = μ0 σ
𝜕𝐻
(1a)
𝜕𝑡
(1b)
𝜕𝑡
Jika variasi terhadap waktu direpresentasikan oleh fungsi periodik sinusoidal exp(𝑖𝜔𝑡) maka diperoleh persamaan difusi untuk medan listrik dan magnet sebagai berikut, ∇2 𝐸 = 𝑖𝜔μ0 σ𝐸 = 𝑘 2 𝐸
(2a)
∇2 𝐻 = 𝑖𝜔μ0 σ𝐻 = 𝑘 2 𝐻
(2b)
dimana 𝜔 = 2𝜋𝑓 dan f adalah frekuensi gelombang EM, k = (𝑖𝜔μ0 σ)1/2 adalah bilangan gelombang yang dapat dinyatakan dalam bentuk, μ0 σ
𝑘 = ±(𝛼 + 𝑖𝛽) dimana 𝛼 = 𝛽 = √
2
(3)
2.4. Impedansi Bumi Homogen Gelombang EM alamiah dapat dianggap sebagai gelombang bidang (plane wave) yang merambat secara vertikal ke dalam bumi berapapun sudut jatuhnya terhadap permukaan. Hal ini disebabkan oleh besarnya kontras konduktivitas antara atmosfer (udara) dan bumi. Penyelesaian persamaan (2a) dan (2b) yang merupakan persamaan diferensial orde-2 cukup kompleks mengingat medan listrik E dan medan magnet H dapat bervariasi terhadap posisi (x, y, z). Oleh karena itu akan ditinjau permasalahan yang sederhana, yaitu medan EM pada medium homogen setengah
5
ruang (half-space) dimana diskontinuitas resistivitas hanya terdapat pada batas antara udara dengan bumi. Mengingat simetri medium homogen isotropik maka hanya terdapat satu komponen medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus (ortogonal), E = (Ex, 0, 0) dan H = (0, Hy, 0) yang masing-masing hanya bervariasi terhadap kedalaman (z). Dekomposisi persamaan (2a) menghasilkan komponen x sebagai berikut, 𝜕2 𝐸𝑥 𝜕𝑧 2
= 𝑘 2 𝐸𝑥
(4)
Solusi elementer dari persamaan gelombang tersebut di atas adalah, 𝐸𝑥 = 𝐴𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑧) + 𝐵𝑒𝑥𝑝(+𝑘𝑧)
(5a)
𝐸𝑥 = 𝐴𝑒𝑥𝑝(−𝑖 ∝ 𝑧) exp(−𝛽𝑧) + 𝐵𝑒𝑥𝑝(+𝑖𝛼𝑧)exp(+𝛽𝑧)
(5b)
dimana z adalah kedalaman dengan harga positif vertikal ke bawah, sedangkan ∝ dan 𝛽 didefinisikan oleh persamaan (3). Pada persamaan (5b) eksponensial yang mengandung komponen imajiner dari k (yaitu exp(±i∝z)) menyatakan variasi sinusoidal gelombang EM terhadap kedalaman, sedangkan eksponensial yang mengandung komponen riil dari k (yaitu exp(±𝛽 z)) menyatakan faktor atenuasi menurut sumbu z positif atau negatif. Konstanta A dan B ditentukan berdasarkan syarat batas yang bergantung medium yang ditinjau. Mengingat terdapat hubungan antara komponen-komponen horisontal medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus, dekomposisi persamaan (2) menghasilkan komponen y medan magnet berikut, 𝜕𝐸𝑥 𝜕𝑧
= −𝑖𝜔μ0 𝐻𝑦
(6)
Dengan memperhatikan solusi untuk medan listrik sebagaimana pada persamaan (5a), komponen y medan magnet menjadi,
6
𝐻𝑦 =
𝑘 𝑖𝜔μ0
(𝐴𝑒𝑥𝑝(−𝑘𝑧) + 𝐵𝑒𝑥𝑝(+𝑘𝑧)
(7)
Selanjutnya dapat dibuktikan bahwa persamaan (7) merupakan solusi persamaan difusi untuk medan magnet yang identik dengan persamaan (4). Persamaan tersebut diperoleh dari dekomposisi persamaan (2b). Dalam metoda MT sumber medan EM bersifat eksternal dan pada bumi homogen amplitudo medan EM menjadi nol pada kedalaman tak-hingga, sehingga koefisien B pada persamaan (5) dan (7) harus berharga nol. Suku dengan koefisien A mengandung faktor atenuasi gelombang EM terhadap kedalaman. Selanjutnya parameter MT yang ditinjau adalah impedansi yang didefinisikan sebagai perbandingan antara komponen horisontal medan listrik dan medan magnet yang saling tegak lurus. Dengan demikian impedansi untuk medium homogen dapat diperoleh dari persamaan (5a) dan (7), 𝐸𝑥
𝑍𝑥𝑦 =
𝐻𝑦
= √𝑖𝜔μ0 𝜌
(8)
Impedansi bumi homogen adalah bilangan skalar kompleks yang merupakan fungsi resistivitas medium dan frekuensi gelombang EM. Untuk selanjutnya impedansi medium homogen disebut impedansi intrinsik (𝑍𝐼 = 𝑍𝑥𝑦 ).
Sebagai bilangan
kompleks, impedansi dapat dinyatakan sebagai amplitudo dan fasa, dimana resistivitas medium homogen dapat dihitung berdasarkan amplitudo impedansi, 𝜌=
1 𝜔μ0
𝐼𝑚𝑍𝐼
|𝑍𝐼 |2 ; 𝜑 = 𝑡𝑎𝑛−1 (
𝑅𝑒𝑍𝐼
) = 45°
(9)
Dari persamaan medan listrik dan medan magnet yang berlaku untuk bumi homogen tampak bahwa amplitudo gelombang EM mengalami atenuasi secara eksponensial terhadap kedalaman. Skin depth didefinisikan sebagai kedalaman pada suatu medium homogen dengan resistivitas 𝜌 dimana amplitudo gelombang EM telah tereduksi menjadi 1/e dari amplitudonya di permukaan bumi (ln e = 1 dimana e = 2.718 ...). Skin depth dirumuskan sebagai berikut, 7
2𝜌
𝛿= √ 𝜔μ
(10)
0
Besaran skin depth diasosiasikan dengan kedalaman penetrasi atau kedalaman investigasi gelombang EM.
Dari persamaan (10) tampak bahwa semakin besar
resistivitas medium dan perioda (T = 1/f) gelombang EM maka kedalaman investigasinya semakin besar. Berdasarkan konsep skin depth dan kedalaman penetrasi gelombang EM maka impedansi sebagai fungsi dari perioda (atau frekuensi) memberikan informasi mengenai resistivitas medium sebagai fungsi dari kedalaman. Oleh karena itu teknik sounding MT dilakukan dengan mengukur variasi medan listrik dan medan magnet pada interval frekuensi yang cukup lebar. 2.5. Impedansi Bumi Berlapis Horisontal Pada model 1-D resistivitas medium hanya bervariasi terhadap kedalaman (z) dan direpresentasikan sebagai beberapa lapisan horisontal, masing-masing dengan resistivitas homogen dan ketebalan tertentu (Gambar 2). Perhitungan impedansi di permukaan bumi berlapis horisontal relatif mudah karena sifat gelombang bidang akibat sumber medan EM di tak-hingga (Zdhanov dan Keller, 1994). Impedansi pada suatu lapisan dan kedalaman tertentu dapat dihitung berdasarkan persamaan (5a) dan (7). Koefisien A dan B dieliminasi dengan menerapkan syarat batas, yaitu impedansi bersifat kontinu pada bidang batas antar dua lapisan yang berbeda. Selanjutnya impedansi suatu lapisan didefinisikan sebagai impedansi pada kedalaman puncak (top) lapisan tersebut. Penurunan secara lengkap perhitungan impedansi di permukaan bumi berlapis horisontal telah dilakukan diantaranya oleh Grandis (1997; 1999) yang menghasilkan persamaan rekursif sederhana yang dapat diimplementasikan secara numerik dengan mudah untuk pemodelan ke depan (forward modelling) MT 1-D. Persamaan rekursif yang menghubungkan impedansi di permukaan dua lapisan yang berurutan dinyatakan oleh,
8
𝑍𝑗 = 𝑍𝐼𝑗
1−𝑅𝑗 exp(−2𝑘𝑗 ℎ𝑗 ) 1+𝑅𝑗 exp(−2𝑘𝑗 ℎ𝑗 )
; 𝑅𝑗 =
𝑍𝐼𝑗 − 𝑍𝑗+1 𝑍𝐼𝑗 + 𝑍𝑗+1
(11)
Pada persamaan (11) Zj adalah impedansi di permukaan lapisan ke j sebagai fungsi parameter lapisan tersebut (𝜌j dan hj) dan 𝑍𝑗+1 yaitu impedansi di permukaan lapisan ke j+1 yang terletak di bawahnya. Perhitungan impedansi di permukaan bumi (𝑍1 ) yang terdiri dari n lapisan dimulai dengan perhitungan impedansi medium homogen (lapisan terakhir) menggunakan persamaan (8). Selanjutnya persamaan (11) digunakan untuk menghitung impedansi di permukaan lapisan di atasnya, demikian seterusnya secara rekursif hingga diperoleh impedansi di permukaan bumi (lapisan pertama). Berdasarkan analogi dengan persamaan (9), dari impedansi pada bumi berlapis horisontal dapat dihitung resistivitas-semu (apparent resistivity) dan fasa, 𝜌𝑎 =
1 𝜔μ0
|𝑍1 |2 ;
𝜑 = 𝑡𝑎𝑛−1 (
𝐼𝑚𝑍1 𝑅𝑒𝑍1
)
(12)
Resistivitas-semu adalah resistivitas medium homogen ekivalen. Artinya jika medium tak-homogen diganti dengan medium homogen dengan resistivitas sebesar 𝜌𝑎 maka diperoleh Z1 sebagai impedansi. Kurva sounding resistivitas-semu terhadap periode secara kualitatif menggambarkan variasi resistivitas bawah-permukaan sebagai fungsi dari kedalaman. Respons model hasil perhitungan (menggunakan persamaan (11)) dibandingkan dengan data lapangan hingga diperoleh kecocokan untuk mendapatkan informasi kuantitatif variasi resistivitas terhadap kedalaman (Gambar 3).
9
BAB III PENGOLAHAN DATA 3.1. Software SSMT2000 Robust processing merupakan pemrosesan data berbasis statistika yang memanfaatkan pembobotan ulang dari sisa (itertaive weighting of residual) untuk mengidentifikasi dan menghapus pencilan luar (outliers) data yang terbias oleh nonGaussian noise. Pada awal pengolahan data AMT, hal yang pertama dilakukan adalah melakukan transformasi fourier pada SSMT2000. SSMT2000 merupakan software yang digunakan untuk mengolah data Audio-Magnetotellurik (AMT) produksi Phoenix Geophysics yang bekerja dengan mengubah urutan waktu (time series) medan listrik dan medan magnet hasil akuisisi menjadi domain frekuensi. Kemudian dilakukan reduksi noise melalui robust processing pada file berekstensi TBL, TS3, TS4, dan TS5 yang merupakan data asli hasil rekaman di lapangan. Hal pertama yang dilakukan adalah membuka jendela utama SSMT2000. Langkah selanjutnya adalah kita menuju ke site parameter dan menentukan lokasi file berkensti TBL yang akan dieksekusi. Klik kotak kecil di bagian sebelah kiri file berekstensi TBL hingga muncul tanda ceklis.
Gambar 3.1 Jendela Utama SSMT2000
10
Pada Instrumen Calibration kita tentukan juga file berekstensi CLB dan pada Sensor Calibration kita tentukan juga file berekstensi CLC yang akan kita eksekusi. Dalam proses ini, file TBL, CLB, dan CLC merupakan file yang berasal dari titik pengukuran yang sama dan disimpan pada lokasi sumber yang sama pada komputer.
Gambar 3.2 Pemilihan File Berekstensi *.TBL, *.CLB, *.CLC
Selanjutnya kita bisa menuju ke menu Edit TBL. Pada nama daerah, koordinat daerah pengukuran, dan informasi mengenai tempat dapat dilakukan perubahan informasi. Akan tetapi pada data waktu tidak dapat dilakukan perubahan informasi karena data waktu sudah tersimpan di dalam alat ketika pengukuran. Selain itu table names dan informasi lainnya tidak dapat diubah. Klik Toggle Fields untuk melihat data apa saja yang tidak dapat diubah.
11
Gambar 3.3 Edit TBL
Untuk melihat data time series dilakukan pada TS Viewer yang terdapat di kotak instrument calibration, pilih Hx, Hy, Hz, Ex, dan Ey kemudian load sequence. Melalui TS Viewer ini kita dapat melihat pada waktu berapa terdapat noise sehingga waktu tersebut tidak kita pakai pada saat mengolah data melalui jendela Make PFT. Setelah itu kita masuk ke jendela Make PFT. Pada jendela ini kita akan melakukan setting parameter yang digunakan dalam transformasi waktu ke frekuensi. Pada Input data type pilih measured field dan pada output data format pilih 4 freq/octave. Semakin tinggi oktaf yang dipakai akan semakin halus data namun akan memakan waktu yang lebih lama. Pada Bands pilih process normal bands dan pada processing times pilih specify times. Specify Times berarti waktu yang akan diproses bisa kita edit. Dalam pemrosesan data waktu Cianjur dilakukan pengeditan dengan menambahkan start from sebesar 10 menit dan mengurangi waktu pada end at sebesar 10 menit juga. Hal ini dilakukan karena pada awal maupun akhir pengukuran data yang dihasilkan kemungkinan kurang baik karena pengukur masih dalam aktifitas di awal maupun di akhir saat memasang dan membongkar alat.
12
Gambar 3.4 Make PFT
Selanjutnya ke jendela TS to FT. Pada jendela ini akan dilakukan transformasi domain waktu ke domain frekuensi dan akan muncul tampilan seperti gambar di bawah ini.
Gambar 3.5 TS to FT
Kemudian masuk ke jendela Edit PRM. Pada pilihan tipe referensi dipilih local H karena akuisisi ini tidak menggunakan metode remote reference. Metode remote
13
reference merupakan metode yang digunakan untuk mengurangi noise dengan cara diletakkan satu titik pengukuran di tempat yang jauh dari lintasan pengukuran (sekitar 10 meter). Alasan memilih lokal H adalah karena nilai koherensi lateral dari elemen H relatif sama antara satu titik dengan titik yang lain. Berbeda halnya dengan bising yang memiliki nilai koherensi berbeda atau acak antara tempat yang satu dengan tempat lain. Pada select for channel, kita pilih Same as Ex and Ey dan Same as Hx and Hy agar titiknya sama dengan titik yang dipilih saat memilih site parameter. Pada select folders, pilih folder yang sama dengan tempat menyimpan file yang sedang diproses sedangkan Store Temporary Files tidak perlu diubah. Pada Select Frequency Range, pilih all applicable frequency range untuk menentukan rentang frekuensi berdasarkan set otomatis oleh MTU-box. Pada set robust processing kita menggunakan coherency processing dan rho variance processing dengan nilai yang sesuai tertera di awal. Pada maximum crosspower ubah angkanya menjadi 80 (kelipatan 20), hal ini menunjukan bahwa banyaknya titik yang dipakai pada saat melakukan editting data pada MT Editor sebanyak 80 titik. Semakin banyak titik yang dipakai akan semakin bagus data yang dihasilkan akan tetapi pengerjaannya akan semakin lama dan lebih rumit. Pilih rho variance dan weight cut-off value 0.11. Sebenarnya edit PRM dapat juga dilakukan di awal setelah memilih lokasi file yang akan diproses. Jendela pada Edit PRM dapat dilihat pada gambar di berikut.
14
Gambar 3.6 Edit PRM
Setelah edit PRM selesai dilakukan, maka kita akan masuk ke tahap robust processing untuk mereduksi outliers dengan mengklik menu Process. Robust processing membutuhkan waktu yang cukup lama.
Gambar 3.7 Process
15
Hasil dari robust processing berupa file berekstensi *.EMT dan *.MMT yang siap untuk diedit pada MTEditor68.
Gambar 3.8 Hasil Robust Processing
3.2. MTeditor68
Data hasil robust processing tidak 100% akan menghasilkan data yang bagus untuk pemodelan. Hasil robust processing menghasilkan kurva resistivitas semu dan fase yang masih belum smooth. Untuk menghasilkan kurva yang smooth maka dilakukan editting secara manual melalui cross power yang ada di sebelah kanan grafik resistivatas semu dan fase. Langkah pertama yang dilakukan adalah buka jendela MTeditor68. Memulai proyek baru melalui menu file klik open site.
16
Gambar 3.9 Jendela Utama MTeditor68
Kemudian pilih semua file berekstensi EMT dan MMT kemudian klik open
Gambar 3.10 Memilih File dengan Format *.MMT dan *.EMT
Setelah itu akan muncul jendela program log seperti gambar berikut.
17
Gambar 3.11 Program Log
Akan muncul kurva yang menunjukan koherensi data. Koherensi data menunjukan tingkat kebenaran posisi dari masing-masing titik yang terdapat pada kurva apparent resistivity dan fase. Semakin tinggi nilai koherensi maka semakin bagus data yang dihasilkan. Koherensi merupakan salah satu parameter yang digunakan saat melakukan edit pada crosspower.
18
Gambar 3.12 Starting Data
Kemudian klik menu editing. Pada menu editing akan ditampilkan empat kurva. Kurva di kanan atas merupakan kurva apparent resistivity terhadap frequency. Di bawah kurva ini terdapat kurva phase terhadap frequency. Di sebelah kanan kedua kurva ini terdapat kurva partial apparent resistivity terhadap crosspower (XPR) dan di bawahnya kurva partial phase terhadap crosspower yang persebarannya mewakili posisi setiap satu titik yang terdepat pada kurva yang ada di sebelah kirinya. Banyaknya titik pada crosspower ini sesuai dengan banyaknya nilai maximum crosspower yang diisi di menu Edit PRM pada SSMT2000.
19
Gambar 3.13 Editing
Pada tahap ini terlebih dahulu kita bisa memakai tool Auto Edit jika dianggap perlu, apabila dengan Auto Edit kurva menjadi semakin tidak bagus maka lebih baik tidak dipakai. Dari kurva tidak beraturan yang ada kita perlu membayangkan kira-kira letak titik-titik pada kurva tersebut dan kemana trendline kurva tersebut seharusnya. Berikut ini terdapat beberapa tool yang biasa dipakai dalam melakukan pengeditan : •
Mean view berfungsi sebagai garis yang menunjukan rata-rata dari persebaran titik-titik yang ada (pada gambar ditunjukan oleh garis berwarna kuning dan hijau). Letak garis mean view ini mewakili letak titik yang ada pada kurva apparent resistivity maupun fase.
•
Std view berupa dua garis putus-putus. Garis ini digunakan sebagai garis tengah bayangan yang betujuan untuk menetapkan titik-titik rata.
•
Deleting merupakan tool yang digunakan untuk mematikan titik-titik pada kurva partial.
•
Restoring merupakan tool yang digunakan untuk menghidupkan kembali titiktitik yang telah dimatikan. Dalam melakukan restoring dan deleting, kita memakai beberapa tool, yaitu :
20
✓ Hand, merupakan tool yang digunakan untuk men-delete atau me-restore titik satu per satu pada kurva partial. ✓ Two vertical lines, merupakan tool untuk men-delete atau me-restore titiktitik yang ada di antara dua garis vertikal. ✓ Two horizon lines, merupakan tool untuk men-delete atau me-restore titiktitik yang ada di antara dua garis horizontal. ✓ Circle, merupakan tool untuk men-delete atau me-restore titik-titik yang berada pada jangkauan lingkaran kecil. ✓ Lasso, merupakan tool untuk men-delete atau me-restore titik-titik yang berada pada jangkauan persegi. •
Undo merupakan tool untuk kembali sebelum perintah terakhir.
•
Redo merupakan tool untuk kembali sebelum perintah undo.
Titik-titik yang berwarna putih menunjukan titik tersebut sudah dimatikan dan tidak dipakai lagi. Ketika kita melakukan pengeditan terhadap titik pada kurva apparent resistivity maka hal tersebut akan mempengaruhi titik yang terdapat pada kurva fase dan demikian sebaliknya. Setelah melakukan pengeditan, buka resulting data dan pilih coherency untuk melihat sebaik apa hasil editan kita. Semakin tinggi koherensi semakin baik data yang dihasilkan. Setelah merasa kurva yang dihasilkan sudah smooth dan memiliki nilai koherensi baik, simpan hasil pengeditan dengan klik save as dengan ekstensi *.MPK. Folder penyimpanan file ini harus sama dengan lokasi penyimpanan file ekstensi *.EMT dan *.MMT agar dapat dibuka. Proses edit ini dilakukan untuk semua titik pengukuran. Agar data yang sudah diedit dapat dipakai untuk pmodelan, maka file tersebut kita export ke dalam ekstensi *.edi dan disebut sebagai edi file melalui menu file kemudian klik export. Selanjutnya edi file akan kita gunakan sebagai data awal pemodelan dalam WinGlink.
21
3.3.WinGlink WinGlink merupakan software yang digunakan untuk melakukan pemodelan bawah permukaan. Parameter model 2-D adalah nilai tahanan jenis dari tiap blok yang mempunyai dimensi lateral (x) dan dimensi vertikal (z). Langkah-langkah dalam melakukan pemodelan 2-D pada WinGlink adalah sebagai berikut : 1. Membuat project baru Pada jendela WinGlink akan muncul kotak Database WinGlink. Pilih Create a New Database > OK. Apabila sudah pernah membuat database dan ingin membukanya pilih Open an Existing Database.
Gambar 3.14 Create a New Database
Kemudian akan muncuk kotak New WinGlink Database, pilih folder tempat kita menyimpan projek baru dan tentukan nama file untuk database. Nama folder maupun file tidak boleh menggunakan spasi atau dapat diganti dengan (
22
_ ). Kemudian klik Open. file database WinGlink ini memiliki format *.wdb atau Databases.
Gambar 3.15 WinGlink DataBase
Ketika projek baru sudah tersimpan maka akan muncul tampilan Database Properties yang memilik tiga jendela di dalamnya. •
General Area Name
: CM
Hemisphere
: disesuaikan dengan lokasi pengambilan data, lokasi pengambilan
data yang diolah saat ini adalah daerah
cianjur yang berada pada belahan bumi bagian selatan (South) XY Coordinates Unit : karena dalam pengukuran kita memakai sistem UTM maka satuannya dalam kilometer
23
Elevation Unit
: meters
Gambar 3.16 Data Base Properties
•
Projected Coord
Projection
: dalam hal ini kita memakai Transverse Mercator
Grid
: User Defined
True Origin
: Kita memasukan koordinat sesuai dengan lokasi pengambilan data
Grid Coord True Origin : Kita memasukan koordinat sesuai dengan lokasi pengambilan data
24
Gambar 3.17 Data Base Properties
•
Geographic Coordinates Datum name : WGS 1984 Spheroid
: WGS 1984
Gambar 3.18 Datum Selection
25
Setelah pengaturan pada database selesai, maka klik OK. Kemudian akan muncul tampilan seperti di bawah ini.
Gambar 3.1 9 Jendela Utama tanpa Project
Tampilan di atas menunjukan lembaran kosong yang masih belum memiliki project. Untuk membuat project baru kita dapat mengimport file edi terlebih dahulu dengan klik File > Import. Kemudian akan muncul jendela Import, pada jendela import pilih sumber data yang akan diimport, dalam hal ini kita memakai External Files.
26
Gambar 10 Import Files
Kemudian akan muncul jendela Import Data. Pada jendela ini kita akan diberi pilihan untuk mengimport data ke project apa. Karena kita belum membuat project sama sekali, maka kita pilih In a New Project.
Gambar 11 Import Files
27
Kemudian akan muncul Project Properties. Isi informasi tentang tanggal pembuatan proyek, nama proyek, tipe data (dalam hal ini Audio-Magnetotellurik), Station Legend, Company, Location, dan Contractor. Kemudian klik OK.
Gambar 12 Project Properties
Kemudian akan muncul kotak Import MT Data. Pilih folder sumber tempat menyimpan file yang berkestensi *.edi yang akan diolah. Blok semua dan klik Next
Gambar 13 Import MT Data
28
Kemudian akan muncul jendela warning. Pada jendela ini kita cukup klik Next
Gambar 14 Warning
Masih dalam jendela Import MT Data. Dalam jendela ini kita melakukan pengaturan terhadap datum dari edi files yang akan kita import. Datum dan spheroid yang kita gunakan adalah WGS84. Kemudian klik Next. Setelah masih pada jendela Import MT Data, pilih Plot Parameters > No Recalculation, Impedance > Principle Axis, Hz > User Defined. Kemudian klik Start.
29
Gambar 15 Import Files
Kemudian pada jendela baru akan muncul tulisan Import done! Dalam jendela ini akan muncul berapa titik yang terbaca dan yang ditambahkan. Kemudian klik finish.
Gambar 16 Import Files
Setelah itu tampilan pada WinGlink akan berubah. Pada layar Project akan terdapat project baru dengan nama sesuai dengan yang diisi pada Project Properties.
30
Gambar 17 Jendela Utama dengan Project
a. Maps Pada sisi sebelah kanan halaman bagian atas, terdapat ikon Maps (ditunjukan oleh kotak hitam). Untuk memulai pengolahan data project, klik Maps. Kemudian akan muncul jendela Open Map, ceklis Elevation untuk menapilkan data ketinggian. Kemudian klik Open.
31
Gambar 18 Open Map
Setelah itu akan muncul jendela baru yang menampilkan gambar lintasan beserta kontur. Pada bagian sebelah kanan atas jendela terdapat kotak Project Windows, ceklis kotak kecil yang ada di bagian bawah N dan S.
Gambar 19 Maps
32
Kemudian masuk ke menu Profiles > Add Profile Trace. Lalu tarik garis lurus dari titik ujung ke titik di ujung lainnya.
Gambar 20 Add Profile Trace
Kemudian akan muncul kotak yang memberi informasi posisi dari garis dan tempat kita menginput nama garis tersebut. Kemudian klik OK.
33
Gambar 21 Informasi Line
Tampilan lintasan akan menjadi seperti gambar di bawah ini.
Gambar 22 Lintasan satu
Langkah selanjutnya adalah menyeleksi titik-titik yang akan diolah. Klik tool Grup Selection, kemudian aktifkan semua titik yang akan diolah dengan men34
drag mouse ke arah seluruh titik. Jika titik tersebut telah aktif, maka titik tersebut akan berubah warna dari hitam menjadi merah.
Gambar 23 Grup Selection
Jika semua titik yang ingin diolah sudah merah, simpan hasil perubahan dengan klik File > Save As.
Gambar 24 Save as
35
Setelah semua selesai, keluar dari jendela Maps. b. Sounding Di bagian bawah Maps terdapat ikon Soundings. Pada soundings kita akan melakukan pengeditan terhadap kurva baik melalui shift maupun agar menghasilkan kurva yang lebih halus. Klik Soundings kemudian akan muncul jendela Soundings. Pada jendela ini kita akan menentukan stasiun apa yang akan dibuka, pilih Open Stations from Map > OK. Hal ini menunjukan bahwa kita akan mengedit titik-titik yang sudah kita pilih pada proses Maps sebelumnya.
Gambar 25 Soundings
Kemudian stasiun yang sudah diseleksi pada map akan ditampilkan seperti gambar.
36
Gambar 26 Group Selection
Dilakukan seleksi kembali untuk semua titk yang ingin diedit. Titik yang sudah diseleksi akan berubah warna dari hitam menjadi merah.
Gambar 27 Lintasan Aktif
Kemudian klik Open. Pada jendela sounding akan muncul kurva apparent resistivity maupun fase dari setiap titik yang sudah diseleksi.
37
Gambar 28 Kurva Terbuka
Maximize kurva dari titik yang ingin diedit. Untuk mengedit kurva klik menu Edit yang terdapat pada masing-masing kurva. Kemudian akan muncul tool yang ada di sebelah kanan kurva
Gambar 29 Smoothing
38
Klik tool Smooth. Kemudian akan muncul kotak baru yang berisi Smooth Options. Ada tiga jenis kurva smooth yang disediakan oleh program, untuk setiap kurva memiliki kelebihan dan kekurangannya masing-masing. Yang kita pilih adalah kurva yang modelnya paling mendekati trendline kurva yang menurut kita benar. Ada beberapa pilihan kurva smoothing, yaitu Sutarno Phase Consistet, D+, dan Numerical Factor. Setelah memilih Curve Smoothing, maka akan muncul dua kurva yang dapat kita jadikan acuan agar kurva yang kita peroleh lebih bagus dari sebelumnya. Dalam rangka mengikut bentuk kurva tersebut, maka titik-titik yang ada dapat kita edit dengan tool Shift, Mask, dan beberapa tool lainnya. Akan tetapi ada baiknya kita meminimalisir penggunaan shifting.
Gambar 30 Kurva SesudahSmoothing
Jika kurva sudah smooth, klik save > close. Pada layar utama Soundings klik menu 1D Model, kemudian kurva hasil editan tersebut akan ditampilkan dalam model satu dimensi. Dalam tahap ini kurva calculate akan kita atur agar megikuti trend dari kurva observe. Melalui model 1 dimensi kita dapat
39
mengetahui berapa banyak lapisan bawah permukaan. Setelah selesai klik Run. Lakukan hal yang sama dengan kurva dari titik lainnya.
Gambar 31 Model 1 Dimensi
c. 2D Inversion Pada jendela utama WinGlink, klik 2D Inversion. Kemudian akan muncul jendela baru, centang kotak kecil di sebelah kiri Use Topography. Kemudian klik OK.
40
Gambar 32 Profile and Model Selection
Kemudian akan muncul tampilan seperti di bawah ini.
Gambar 33 Sebelum Inversi
Untuk melakukan pengaturan parameter inversi, klik Inversion > Run Smooth Inversion
41
Gambar 34 Run Smooth Inversion
Kemudian akan muncul kotak kecil. Pada kotak kecil ini masukan jumlah iterasi yang diinginkan. Iterasi merupakan pengulangan perhitungan, banyaknya iterasi mempengaruhi besar kecilnya nilai rms. Dalam hal ini kita pilih 100.
Gambar 35 Max of Iteration
42
Proses inversi model 2D sedang berlangsung ditunjukan oleh gambar di bawah ini.
Gambar 36 Proses Inversi
Gambaran bawah permukaan hasil inversi ketika iterasi telah selesai ditunjukan oleh gambar di bawah dan nilai rms yang diperoleh adalah 9.863
Gambar 37 Inversi Selesai
43
Agar resolusi model bawah permukaan semakin tinggi, masuk ke menu Edit > Reset Mesh to Default > Fine.
Gambar 38 Reset Mesh to Default
Pada kotak new resistvity mesh value akan langsung tertulis 100.000, kemudian klik OK.
Gambar 39 New Resistvity Mesh Value
44
Hasilnya seperti gambar di bawah.
Gambar 40 Sebelum Inversi
Untuk melakukan inversi, klik Inversion > Run Smooth Inversion dengan banyak iterasi sama dengan 100. Semakin besar nilai mesh resistivity baru maka proses untuk inversi akan semakin lama.
Gambar 3.51 Sesudah Inversi
45
Dengan demikian proses inversi telah selesai. Dari model di atas didapatkan nilai rms sebesar 9.4005 lebih kecil jika dibandingkan dengan model yang pertama. Namun secara umum nilai rms yang demikian masih cukup tinggi dan perlu dilakukan revisi terhadap kurva apparent resistivity maupun fase.
46
BAB IV PEMBAHASAN 4.1. Akuisisi data Dalam pengambilan data ada beberapa hal penting untuk diperhatikan, yaitu: o Perlu dilakukan kalibrasi sensor magnetik maupun main unit. Konfigurasi sensor magnetik bertujuan untuk mendefinisikan sensor Hx, Hy, dan Hz. Konfigurasi kalibrasi ditunjukan oleh gambar berikut.
Gambar 4.1 Konfigurasi kalibrasi sensor magnet
Konfigurasi akuisisi data AMT maupun MT ditunjukan oleh gambar berikut.
47
Gambar 4.2 Konfigurasi Pengukuran MT/AMT
o Jika kondisi lapangan tidak memungkinkan, maka dapat saja dalam satu kuadran terdapat dua atau tiga sensor magnetik sekaligus. o Pada masing-masing lubang porouspot diberi air garam dengan tujuan menurunkan resistansi tanah. o Pada bagian bawah porouspot diberi bentonit agar bidang lengket antara bumi dan porouspot semakin baik. o Kabel apapun yang digunakan pada saat akuisis harus menyentuh tanah, karena kabel yang nyangkut di dahan pohon kecil misalnya akan mengakibatkan induksi. o Kabel tidak boleh tumpang tindih satu dengan yang lain karena akan mengakibatkan induksi. o Sensor magnetik Hz dibutuhkan dalam mendefinisikan Geoelectrical Strike. 4.2. Pengolahan Data dan Interpretasi Audio-magnetotellurik merupakan metode geofisika pasif yang memanfaatkan spektrum yang lebar dari variasi gelombang elektromagnetik bumi yang berasal dari alam yang diajdikan sebagai sumber induksi terhadap permukaan bumi. Variasi medan magnetik bumi ini memiliki rentang dari 10−5 − 104 Hz. Semakin kecil frekuensi 48
yang diukur maka semakin lama waktu yang dibutuhkan dan penetrasinya semakin dalam, demikian sebaliknya semakin besar frekuensi yang diukur maka semakin sedikit waktu yang dibutuhkan dan penetrasi yang didapatkan semakin dangkal. Metode audio-magnetotellurik mampu mengukur frekuensi medan elektromagnetik bumi pada frekuensi 104 − 0,1 𝐻𝑧 dengan penetrasi yang lebih dangkal dibandingkan dengan metode magnetotellurik. Data AMT yang diolah ini digunakan untuk identifikasi struktur bawah permukaan daerah penelitian. Dalam laporan ini digunakan data AMT daerah Cianjur, Jawa Barat, Indonesia. Lintasan ini diberi nama Line_1 total jumlah titik pengukuran adalah 20 titik yang masing-masing diberi nama CM01, CM02, CM03, CM04, CM05, CM06, CM07, CM08, CM09, CM10a, CM11, CM12, CM13, CM14, CM15, CM17, CM18, CM19, CM20, CM21. Dalam pengolahan data ini kita akan menggunakan beberapa software, yaitu SSMT2000, Mteditor68, dan WinGlink. a. SSMT2000 SSMT2000 merupakan software yang bekerja untuk melakukan transformasi data dari domain waktu ke domain frekuensi. Data hasil pengukuran di lapangan merupakan data yang masih dalam bentuk time series dalam fomat *.TBL. seperti kita ketahui bahwa dalam prinsip skin depth, didefinisikan sebagai kedalaman suatu medium homogen dengan resistivitas 𝜌 dimana amplitudo gelombang EM telah tereduksi menjadi 1/e dari amplitudonya di permukaan bumi. Berdasarkan konsep skin depth dan kedalaman penetrasi gelombang EM maka impedansi sebagai fungsi dari perioda (atau frekuensi) memberikan informasi mengenai resistivitas medium sebagai fungsi dari kedalaman. Dari pernyataan di atas kita bisa melihat hubungan yang langsung antara frekuensi (T=1/f) dengan kedalaman. Oleh karena itu perlu dilakukan transformasi domain waktu menjadi domain frekuensi. Selain itu pada SSMT2000 juga dilakukan robust processing yang bertujuan untuk menghapus outliers atau
49
pencilan luar, dimana outliers merupakan titik yang berada jauh dari trend yang disebabkan karena noise pada saat pengukuran. b. MTeditor68 MTeditor68 merupakan software yang digunakan untuk melakukan proses smoothing terhadap kurva apparent resistivity dan fase terhadap frekuensi. Hasil reduksi noise pada robust processing belumlah memberi kurva yang lembut, sehingga mengharuskan kita melakukan pengeditan secara manual. Pengeditan ini dilakukan melalui kurva partial apparent resistivity dan partial fase terhadap cross powerna. Bagian ini adalah bagian yang cukup memakan waktu lama dalam pengolahan data AMT. Secara umum, data AMT memiliki kualitas data yang lebih baik daripada MT karena frekuensi rendah pada MT akan sangat mudah mendapat gangguan luar dan kekuatan gelombang juga akan semakin menghilang. Pengeditan kurva melalui MTeditor merupakan hal yang wajar dan sah karena dikontrol oleh crosspower. Tantangan awal dalam MTeditor68 adalah untuk memperkirakan trendline dari kurva yang ingin diedit. Tantangan berikutnya adalah untuk melakukan pengeditan terhadap crosspower. Akan tetapi ketika sedang mengedit di cross power, tidak selamanya garis mean view mengikuti persebaran titik-titik tersebut. Adakalanya garis mean view akan menjauhi persebaran titik-titik tersebut, oleh karenya kita harus menghapus suatu titik pengontrol yang menyebabkan garis mean view menjauhi persebaran titik-titik tersebut.
50
(a)
(b) Gambar 4.3 Kurva sebelum diedit (a) Kurva Sesudah diedit (b)
Gambar di atas merupakan gambar sebelum dan sesudah dilakukan pengeditan pada crosspower. Kurva di atas merupakan kurva data AMT sehingga sebelum diedit kurvanya relatif sudah bagus. Semakin rendah frekuensi maka persebaran titik pada kurva apparent resistivity dan fase akan semakin acak dan akan semakin susah untuk dilakukan smoothing. Hal itu dikarenakan semakin rendah frekuensi maka semakin dalam penetrasi gelombang akibatnya energi gelombang elektromagnetik juga semakin hilang sehingga sangat mudah mendapat gangguan luar. Dari karakteristik kurva apparent resistivity dan fasa, dapat dilihat bahwa antara kedua kurva tersebut memiliki sifat saling berlawanan. Ketika kurva fasa naik maka kurva apparent resisitivity relatif turun. Ketika melakukan editing terhadap satu titik di kurva apparent resistivity
51
maka akan mempengaruhi titik yang sama pada kurva fasa, demikian sebaliknya. Sebagai salah satu parameter bagus tidaknya hasil smoothing pada crosspower, kita dapat menggunakan tool Resuting data > Coherency. Jika nilai koherensi mendekati satu maka semakin bagus data tersebut. Kurva koherensi dari kurva apparent resistivity dan fasa di atas setelah diedit ditunjukan oleh gambar di bawah.
Gambar 4.6 Kurva Koherensi
Pengolahan data daerah Cianjur menggunakan MTeditor dilakukan pada laptop masing-masing mahasiswa. Karena menggunakan software yang tidak
52
berlisensi maka export file hasil editing menjadi edi file dilakukan dengan Personal Computer di Lab Earth Geoteknologi LIPI. File yang sudah diedit disimpan dengan ekstensi *.MPK di dalam folder yang sama dengan file *.TBL titik tersebut agar bisa dibuka di komputer lain. Kemudian folder tersebut dicopy ke folder tempat penyimpanan file lintasan tersebut yang terdapat pada personal computer LIPI lalu dilakukan pengeditan direktori. Pengeditan direktori ini bertujuan agar file yang kita copy tersebut sesuai dengan direktori di personal computer LIPI.
Gambar 4.7 Direktori Sebelum diedit
Gambar 4.8 Direktori Sesudah diedit
Dari gambar di atas sebelum melakukan pengeditan direktori, file tersebut disimpan dalam partisi C. Sedangkan pada personal computer LIPI file tersebut berada pada
53
partisi D. Agar dapat terbaca di PC LIPI maka partisi penyimpanan file tersebut diedit di data D. Pengeditan ini dilakukan pada file berekstensi *.MPK. c. WinGlink WinGlink merupakan software yang digunakan untuk melakukan inversi terhadap data resistivitas bawah permukaan maupun fasa yang sudah mengalami proses smoothing. WinGlink merupakan software berlisensi dengan harga yang sangat mahal. Tool yang terdapat pada software ini memungkinkan kita untuk melakukan proses smothing dengan cara shift dan mask, inversi 1 Dimensi, inversi 2 Dimensi, inversi 3 Dimensi, bahkan editing sama seperti di Mteditor. Akan tetapi software WinGlink yang terdapat di Lab Earth LIPI tidak dilengkapi dengan tool inversi 3D dan editing yang sama seperti di MTeditor. a. Maps Merupakan jendela yang memungkinkan kita untuk melihat data lapangan sudah diplot sesuai koordinat masing-masing titik. Koordinat titik-titik tersebut sudah ikut tersimpan didalam file berekstensikan *.edi. b. Soundings Salah satu hal yang menarik dalam inversi menggunakan WinGlink adalah pada saat melakukan editing pada menu Soundings. Pada proses ini terdapat beberapa model kurva smoothing diantaranya Sutarno Phase Consistet, D+, dan Numerical Factor. Ketiga smooth curve tersebut memiliki perhitungan tersendiri sehingga akan memberi bentuk kurva yang saling berbeda satu dengan yang lain. Dalam hal ini kita dituntut untuk dapat memilih smooth curve yang kita anggap merepresentasikan trendline dari kurva apparent resistivity dan fasa dari data kita. Ketika sudah menentukan kurva yang tepat, maka lakukan pengeditan terhadap titik-titik yang berada jauh dari trendline. Pengeditan bisa menggunakan shift dan juga dengan mask. Shift bekerja dengan memindahkan titik pada kurva sedangkan mask bekerja dengan
54
mematikan titik pada kurva. Secara umum hasil pengeditan menggunakan shift menghasilkan kurva yang halus dan baik, akan tetapi baiknya kita memakai tool mask saja yang bertujuan untuk mematikan data. c. 2D Inversion Dalam proses inversi ada istilah iterasi. Iterasi merupakan pengulangan perhitungan pada inversi yang bertujuan untuk memperoleh model yang mendekati sebenarnya. Banyaknya iterasi akan mempengaruhi nilai rms hasil inverisnya. Agar hasil inversi memiliki resolusi tinggi, maka nilai mesh dapat kita naikkan dan kotak pada model 2D akan semakin kecil lagi. Semakin tinggi nilai mesh semakin lama proses inversinya dan rmsnya akan semakin kecil.
d. Interpretasi
Gambar 4.9 Model Resistivitas Bawah Permukaan
Keterangan :
= Garis Normal = Arah Pergerakan = Arah Gaya
55
Pengolahan data AMT daerah Cianjur dilakukan dengan tujuan untuk mengidentifikasi adanya kehadiran struktur sesar Cimandiri. Lintasan ini memiliki panjang sekitar 10 Km dengan arah Utara (kiri)-Selatan(kanan) . Berdasarkan hasil inversi di atas, dapat dilihat bahwa kedalaman penetrasi metode AMT ini mencapai hingga 5,5 Km. Persebaran nilai resistivitasnya bervariasi dari 4 sampai dengan 8192 ohm meter. Jika dianalisis berdasarkan persebaran nilai resistivitas batuan maka banyak kemungkinan yang dapat diprediksi. Berdasarkan hasil inversi di atas pada kedalaman hingga 1500 meter masih terlihat sistem perlapisan batuan, sedangkan pada kedalaman lebih dari 1500 meter sudah tidak terlihat sistem perlapisan batuan dan didominasi oleh suatu massa batuan yang sangat besar dengan resistivitas sangat tinggi. Kemungkinan hal ini berkaitan dengan kemampuan dari metode AMT yang penetrasinya lebih dangkal dibandingkan MT dan seismik. Secara berurutan dari atas ke bawah, pada ketinggian 1000 mdpl khususnya di sekitar stasiun CM21a (kanan atas) terlihat sebuah anomali berupa massa batuan dengan resistivitas sangat rendah dan paling rendah daripada batuan di sekitarnya dengan nilai 4 – 8 ohm meter dan ketebalan sekitar 1 Km. Kemungkinan batuan tersebut mengandung banyak air di dalamnya sehingga konduktivitasnya tinggi. Kemudian pada ketinggian sekitar 500 mdpl terdapat lapisan batuan yang memiliki resistivitas rendah sekitar 8-16 ohm meter dan ketebalan sekitar 500 meter. Karena berada dipermukaan kemungkinan batuan tersebut merupakan batuan hasil endapan atau lapukan yang mampu menyimpan air yang meresap dari permukaan tanah . Pada kedalaman inilah memiliki banyak kemungkinan cadangan air tanahnya. Kemudian lapisan yang di bawahnya terdiri dari beberapa lapisan batuan dengan tahanan jenis sedang sekitar ketebalan hingga 1 Km. Pada kedalaman sekitar 500 meter dan 2000 meter dari permukaan terdapat suatu ketidak menerusan secara lateral dari massa batuan yang sangat resistif (merah). Ada beberapa kemungkinan yang dapat menyebabkan ketidakmenerusan tersebut, kemungkinan pertama adalah 56
adanya struktur patahan/sesar yang sifatnya naik dengan arah gaya paling besar dari sebelah kanan atau arah selatan (dalam penampang 2D). Kemungkinan kedua adalah adanya intrusi batuan beku, akan tetapi hal ini sulit dijelaskan karena jenis batuan dengan resistivitas 250-1024 ohm meter (hijau-kuning) tersebar juga secara lateral di atas massa batuan dengan resistivitas hingga 8000 ohm meter (merah). Selain itu dari persebaran lateral lapisan batuan dengan resistivitas sekitar 100-1000 ohm meter (hijau-kuning) dapat dilihat suatu kenampakan berupa struktur lipatan yang menandakan bahwa adanya aktivitas tektonik di wilayah ini. Hal ini tentu mendukung keberadaan struktur sesar pada daerah ini.
57
BAB 5 PENUTUP 5.1. Kesimpulan Lintasan 1 daerah Cianjur memiliki panjang lintasan sekitar 10 Km. Hasil inversi 2 Dimensi data Audio-magnetotellurik mampu memberi informasi hingga pada kedalaman 5,5 Km. Lapisan batuan pada daerah ini memiliki nilai resistivitas yang semakin tinggi pada jarak yang semakin dalam dari permukaan. Pada lapisan dekat permukaan (sekitar 500 meter di bawah permukaan) diduga memiliki kandungan air yang banyak dengan nilai resistivitas sangat rendah sekitar 8-16 ohm meter. Kemudian dari persebaran secara lateral dari lapisan yang memiliki tahanan jenis100-1000 ohm meter (hijau-kuning) dapat dilihat terdapat struktur lipatan berupa antiklin dan siklin. Di kedalaman dari sekitar 500 meter hingga 1000 meter dapat dilihat suatu ketidakmenerusan lateral massa batuan dengan resistivitas yang sangat tinggi. Kemungkinan ketidakmenerusan tersebut merupakan indikasi adanya sesar berupa sesar naik. 5.2. Saran 1. Pemahaman teori tentang AMT yang lebih dalam akan memudahkan dalam menganalisis kesalahan dari data yang sedang diolah dan mengetahui cara mengatasinya. 2. Hal yang paling berharga dalam pengolahan data adalah tingkat keseringan mengolah data, tabah, dan bertukar pikiran. 3. Tingkat kepercayaan hasil inversi sangat bergantung pada proses smoothing di MTeditor bukan shifting pada WinGlink. 4. Menjadi tugas kita sebagai mahasiswa untuk memahami kajian geologi lebih mendalam sehingga ikut andil dalam melakukan interpretasi hasil inversi.
58
Daftar Pustaka Bahr, F. S. (2005). Practical Magnetotellurik. United Kingdom: Cambridge University Press. Hendra Grandis, e. a. (2005). Magnetotelluric resistivity imaging over the Kawengan oil field and Banyuasin . Proceedings of Joint Convention HAGI-IAGIPERHAPI, Surabaya. Lina Handayani, e. a. (2017). Audio-Magnetotelluric Modeling of Cimandiri Fault Zone at Cibeber, Cianjur. Indonesian Journal On Geoscience, 39-47. Rosana. (2012). Pemodelan Struktur Bawah Permukaan Sistem Minyak Bumi (Petroleum System) Daerah Cipluk dengan Metode Audio-magnetotellurik. Bandung: Jurusan Fisika Universitas Pendidikan Indonesia. Widarto, D. S. (2008). Metoda Magnetotellurik dalam Geofisika Eksplorasi. Jakarta: EP Technology Center, Direktorat Hulu PT. Pertamina (Persero). Widarto, D. S. (2008). WinGlink, An Integrated Software : A Brief Training. Jakarta: Upstream Directorate PT. Pertamina (Persero).
59
Lampiran CM01
CM02
60
CM03
CM04
61
CM05
CM06
62
CM07
CM08
63
CM09
CM10
64
CM11
CM12
65
CM13
CM14
66
CM15
CM17
67
CM18
CM19
68
CM20
CM21
69
Lintasan Line_1 Daerah Cianjur
70
