BUKU KOMPILASI GEOFISIKA

Geo Pfisika FKIP UNS

BUKU KOMPILASI

GEOFISIKA

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2013


KATA PENGANTAR

Buku kompilasi Geofisika ini merupakan gabungan dari banyak sumber dengan beberapa penyesuaian tanpa mengubah muatan materi. Terima kasih pada peserta pertama matakuliah pilihan Geofisika, mahasiswa Pendidikan Fisika angkatan 2009 kelas A, B, dan C diantaranya Marlinda Mega Dwi Prastuti (K2309047), Murti Febriyanti (K2309051), Fengky Adie Perdana (K2309025), Septi Ruswanti (K2309070), dan Farida Nurlaili (K2309021). Buku kompilasi Geofisika ini akan digunakan oleh peserta matakuliah pilihan Geofisika sebagai buku pendamping perkuliahan. Buku kompilasi ini bukan buku sumber tetapi menjadi buku panduan bagi peserta kuliah untuk memulai belajar. Isi dalam buku ini sangat mungkin untuk dikembangkan (tanda blok warna kuning). Siapa saja diperbolehkan memperbanyak buku ini untuk menyebarkan pengetahuan bukan untuk memperoleh keuntungan finansial. Sekiranya timbul kritik dan saran perbaikan, kirim via surel [email protected]. Terimakasih atas pemanfaatan buku ini, semoga membawa manfaat bagi pengembangan ilmu dan bagi kita semua. Amin.

Pengkompilasi Daru Wahyuningsih, S.Si., M.Pd

mailto:[email protected]


DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR DAFTAR ISI PENDAHULUAN KD 1: STRUKTUR LAPISAN BUMI

A. Kerak bumi (crush) B. Selimut bumi (mantle) C. Inti bumi (core)

KD 2: JENIS DAN SIFAT BATUAN (ROCK) DAN MINERAL KD 2.1. Jenis dan sifat batuan (rock)

A. Batuan beku (igneous rocks) B. Bantuan sedimen (sedimentary rocks) C. Batuan metamorf (metamorphic rocks)

KD 2.2. Jenis dan sifat mineral KD 3: BENTUK MUKA BUMI (LANDFORM) DAN PROSES PEMBENTUKAN MUKA BUMI KD 3.1. Bentuk muka bumi (landform)

A. Di Daratan

B. Di Lautan

KD 3.2. Proses pembentuk muka bumi A. Tenaga Endogen (endogenous) B. Tenaga Eksogen (exogenous)

KD 4: PENGERTIAN GEOFISIKA DAN METODE GEOFISIKA KD 4.1. Pengertian geofisika KD 4.2. Metode geofisika:

A. Seismologi (Seismology) B. Listrik (Electrical) C. Magnetik (Magnetism) D. Gravitasi (Gravity) E. Panas bumi (Thermal)


PENDAHULUAN

Geofisika adalah ilmu yang mempelajari tentang bumi dengan pendekatan teori-teori fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal. Bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi (udara), geofisika bumi padat dan oseanografi (laut). Beberapa contoh kajian dari geofisika bumi padat misalnya seismologi yang mempelajari gempa bumi, ilmu tentang gunung api (Gunung Berapi) atau volcanology, geodinamika yang mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon. Geofisika yang merupakan bagian dari ilmu kebumian sudah diperkenalkan kepada pelajar SMP dan SMU melalui mata pelajaran Fisika dan Geografi. Ilmu Geofisika sepertinya kurang diminati oleh para pelajar sekolah menengah. Hal ini dapat terlihat dari ketidaktahuan masyarakat dalam hal ini pelajar terhadap geofisika. Banyak pelajar yang tidak mengetahui apa itu geofisika. Hal ini dikarenakan oleh kurangnya ilmu geofisika diterapkan pada sekolah umum dan jarang terekspos ke media massa. Biasanya geofisika masuk ke dalam Jurusan Fisika di Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam (MIPA) dan Pendidikan Fisika di Fakultas Keguruan dan Ilmu Keguruan, karena memerlukan dasar-dasar ilmu fisika yang kuat, atau ada juga yang memasukkannya ke dalam bagian dari Geologi. Saat ini, baik geofisika maupun geologi hampir menjadi suatu kesatuan yang tak terpisahkan Ilmu bumi. Geophysicist (sebutan untuk para ahli geofisika) sangat dibutuhkannya dalam dunia pekerjaan khususnya bidang migas. Apalagi melihat persediaan minyak dunia yang semakin terbatas mengakibatkan geophysicist sangat dibutuhkan untuk mencari sumber minyak baru. Apalagi Indonesia termasuk negara penghasil minyak di dunia. Oleh karena itu sosialisasi mengenai ilmu geofisika kepada masyarakat luas khususnya para pelajar SMU atau SMP di Indonesia sangat diperlukan. Sehingga masyarakat luas khususnya para pelajar akan lebih mengetahui tentang geofisika dan hal-hal yang berkaitan dengan geofisika.


KOMPETENSI DASAR 1: STRUKTUR LAPISAN BUMI

A. KERAK BUMI (CRUSH) B. SELIMUT BUMI (MANTLE) C. INTI BUMI (CORE)


Bumi merupakan planet ketiga dari delapan planet dalam Tata Surya. Diperkirakan usianya mencapai 4,6 milyar tahun. Jarak antara Bumi dengan Matahari adalah 149.6 juta kilometer atau 1 AU (Astronomical Unit). Bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis mahluk hidup. Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Bumi mempunyai lapisan udara (atmosfer) dan medan magnet yang disebut (magnetosfer) yang melindung permukaan Bumi dari angin matahari, sinar ultraungu, dan radiasi dari luar angkasa Bentuk planet Bumi sangat mirip dengan bulatan gepeng (oblate spheroid), sebuah bulatan yang tertekan ceper pada orientasi kutub-kutub yang menyebabkan buncitan pada bagian katulistiwa. Buncitan ini terjadi karena rotasi bumi, menyebabkan ukuran diameter katulistiwa 43 km lebih besar dibandingkan diameter dari kutub ke kutub. Diameter rata-rata dari bulatan bumi adalah 12.742 km, atau kira-kira 40.000 km/π. Karena satuan meter pada awalnya didefinisikan sebagai 1/10.000.000 jarak antara katulistiwa ke kutub utara melalui kota Paris, Prancis. Topografi lokal sedikit bervariasi dari bentuk bulatan ideal yang mulus, meski pada skala global, variasi ini sangat kecil. Bumi memiliki toleransi sekitar satu dari 584, atau 0,17% dibanding bulatan sempurna (reference spheroid), yang lebih mulus jika dibandingkan dengan toleransi sebuah bola biliar, 0,22%. Lokal deviasi terbesar pada permukaan bumi adalah gunung Everest (8.848 m di atas permukaan laut) dan Palung Mariana (10.911 m di bawah permukaan laut). Karena buncitan katulistiwa, bagian bumi yang terletak paling jauh dari titik tengah bumi sebenarnya adalah gunung Chimborazo di Ekuador. . Titik tertinggi di permukaan bumi adalah gunung Everest setinggi 8.848 meter, dan titik terdalam adalah palung Mariana di samudra Pasifik dengan kedalaman 10.924 meter. Danau terdalam adalah Danau Baikal dengan kedalaman 1.637 meter, sedangkan danau terbesar adalah Laut Kaspia dengan luas 394.299 km2. Proses alam endogen/tenaga endogen adalah tenaga bumi yang berasal dari dalam bumi. Tenaga alam endogen bersifat membangun permukaan bumi ini. Tenaga alam eksogen berasal dari luar bumi dan bersifat merusak. Jadi kedua tenaga itulah yang membuat berbagai macam relief di muka bumi ini seperti yang kita tahu bahwa permukaan bumi yang kita huni ini terdiri atas berbagai bentukan seperti gunung, lembah, bukit, danau, sungai, dsb. Adanya bentukan-bentukan tersebut, menyebabkan permukaan bumi menjadi tidak rata. Bentukan-bentukan tersebut dikenal sebagai relief bumi.

Tabel 1.1. Kerak Oksida F. W. Clarke Senyawa Formula Komposisi

Silica SiO2 59,71%

Alumina Al2O3 15,41%

Kapur CaO 4,90%

Magnesia MgO 4,36%

sodium oxide Na2O 3,55%

iron(II) oxide FeO 3,52%

potasium oxide K2O 2,80%

besi(III) oxide Fe2O3 2,63%

Air H2O 1,52%

titanium dioxida TiO2 0,60%

phosphorus pentoxida P2O5 0,22%

Total 99,22%


Massa bumi kira-kira adalah 5,98×1024 kg. Kandungan utamanya adalah besi (32,1%), oksigen (30,1%), silikon (15,1%), magnesium (13,9%), sulfur (2,9%), nikel (1,8%), kalsium (1,5%), and aluminium (1,4%); dan 1,2% selebihnya terdiri dari berbagai unsur-unsur langka. Karena proses pemisahan massa, bagian inti bumi dipercaya memiliki kandungan utama besi (88,8%), dan sedikit nikel (5,8%), sulfur (4,5%), dan selebihnya kurang dari 1% unsur langka.

Gambar 1.1. Struktur Bumi

Gambar 1.2. Detail 2D Struktur Bumi


Gambar 1.3. Detail 3D struktur Bumi

Berdasarkan susunan kimia, bumi dapat dibagi menjadi empat bagian, yakni bagian padat (lithosfer) yang terdiri dari tanah dan batuan; bagian cair (hidrosfer) yang terdiri dari berbagai bentuk ekosistem perairan seperti laut, danau dan sungai; bagian udara (atmosfer) yang menyelimuti seluruh permukaan bumi serta bagian yang ditempati oleh berbagai jenis organisme (biosfer).

Keempat komponen tersebut berinteraksi secara aktif satu sama lain, misalnya dalam siklus biogeokimia dari berbagai unsure kimia yang ada di bumi, proses transfer panas dan perpindahan materi padat.

Berdasarkan sifat mekanik (sifat dari material), bumi dapat dibagi menjadi lapisan-lapisan sebagai berikut :

1. Litosfir 2. Astenosfir 3. Mesosfir 4. Inti Bumi bagian luar

Berdasarkan struktur, lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, secara singkat sebagai berikut : 1. Kerak bumi (crush) Kerak bumi (crush) merupakan kulit bumi bagian luar (permukaan Bumi). Tebal lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan batuan yang terdiri dari batu-batuan basa dan masam. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di

http://pr4s.files.wordpress.com/2007/09/struct2.jpg


bagian bawah kerak Bumi mencapai 1.100 oC. Lapisan kerak Bumi dan bagian di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer. Ahli geokimia F. W. Clarke memperhitungkan bahwa sekitar 47% kerak bumi terdiri dari oksigen. Batuan-batuan paling umum yang terdapat di kerak bumi hampir semuanya adalah oksida (oxides); klorin, sulfur, dan florin adalah kekecualian dan jumlahnya di dalam batuan biasanya kurang dari 1%. Oksida-oksida utama adalah silika, alumina, oksida besi, kapur, magnesia, potas dan soda. Fungsi utama silika adalah sebagai asam, yang membentuk silikat. Ini adalah sifat dasar dari berbagai mineral batuan beku yang paling umum. Berdasarkan perhitungan dari 1,672 analisa berbagai jenis batuan, Clarke menyimpulkan bahwa 99,22% batuan terdiri dari 11 oksida (lihat tabel kanan). Konstituen lainnya hanya terjadi dalam jumlah yang kecil. Kerak bumi lebih tipis di dasar laut yaitu sekitar 5 kilometer. Kerak bumi terbagi kepada beberapa bagian dan bergerak melalui pergerakan tektonik lempeng (teori Continental Drift) yang menghasilkan gempa bumi. 2. Selimut atau selubung (mantle) Selimut atau selubung (mantle) merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak Bumi. Tabal selimut Bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat. Suhu di bagian bawah selimut Bumi mencapai 3.000oC. 3. Inti bumi (core) Inti bumi (core) terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 2900 – 5200 km. Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai 2.200oC. Inti dalam merupakan pusat Bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar 2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4.500oC. Penjelasan ketiga lapisan bumi tersebut diatas adalah sebagai berikut:


A. LAPISAN KULIT BUMI (LITHOSFER) ATAU KERAK BUMI (CRUSH) Menurut etimologi, lithosfer berasal dari bahasa yunani yaitu lithos artinya batuan, dan sphera artinya lapisan lithosfer yaitu lapisan kerak bumi yang paling luar dan terdiri atas batuan dengan ketebalan rata-rata 1200 km. Yang di maksud dengan batuan di sini bukanlah benda yang keras saja berupa batu dalam kehidupan sehari hari, namun juga dalam bentuk tanah liat, abu gunung api, pasir, kerikil dan sebagainya. Tebal kulit bumi tidak merata, kulit bumi di bagian benua atau daratan lebih tebal dari di bawah samudra. Bumi tersusun atas beberapa lapisan yaitu: 1. Barisfer yaitu lapisan inti bumi yang merupakan bahan padat yang tersusun dari lapisan nife (niccolum=nikel dan ferum besi) jari jari barisfer +- 3.470 km. 2. Lapisan antara yaitu lapisan yang terdapat di atas nife tebal 1700 km. Lapisan ini disebut juga asthenosfer / mantel, merupakan bahan cair bersuhu tinggi dan berpijar. Berat jenisnya 5 gr/cm3 3. Lithosfer yaitu lapisan paling luar yang terletak di atas lapisan antara dengan ketebalan 1200km berat jenis rata-rata 2,8 gram/cm3 Litosfer disebut juga kulit bumi terdiri dua bagian yaitu: 1. Lapisan sial (silisium alumunium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun atas logam silisium dan alumunium, senyawanya dalam bentuk SiO2 dan AL 2 O3. Pada lapisan sial (silisium dan alumunium) ini antara lain terdapat batuan sedimen, granit andesit jenis-jenis batuan metamor, dan batuan lain yang terdapat di daratan benua. Lapisan sial dinamakan juga lapisan kerak bersifat padat dan batu bertebaran rata-rata 35km. Kerak bumi ini terbagi menjadi dua bagian yaitu: a. Kerak benua, merupakan benda padat yang terdiri dari batuan granitdi bagian atasnya dan batuan beku basalt di bagian bawahnya. Kerak ini yang merupakan benua. b. Kerak samudra, merupakan benda padat yang terdiri dari endapan di laut pada bagian atas, kemudian di bawahnya batuan batuan vulkanik dan yang paling bawah tersusun dari batuan beku gabro dan peridolit. Kerak ini menempati dasar samudra.

2. Lapisan sima (silisium magnesium) yaitu lapisan kulit bumi yang tersusun oleh logam logam silisium dan magnesium dalam bentuk senyawa Si O2 dan Mg O lapisan ini mempunyai berat jenis yang lebih besar dari pada lapisan sial karena mengandung besi dan magnesium yaitu mineral ferromagnesium dan batuan basalt. Lapisan merupakan bahan yang bersipat elastis dan mempunyai ketebalan rata rata 65 km. Perhatikan gambar 4. penampang bumi. Pada lithosfer terdapat tiga jenis batuan pembentuk lithosfer yaitu Batuan beku, Batuan sedimen, Batuan metamorf


B. LAPISAN SELUBUNG BUMI (MANTEL) Selubung bumi atau mantel bumi merupakan penyusun bagian dalam bumi yang terbesar. Berat jenis material penyusun selubung bumi rata-rata adalah 4,5. Komposisi kimia penyusun selubung bumi belum diketahui dengan pasti, tetapi diperkirakan mengandung unsur oksigen dan silikon dalam jumlah yang besar. Selain itu selubung bumi juga mengandung ion-ion unsur logam terutama magnesium dan besi. Komposisi umum dari selubung bumi adalh material yang bersifat ultramafik, seperti peridotit, dunit, dan batuan lain yang kaya olivin.

Selubung bumi dapat dibedakan menjadi 3 bagian, yaitu selubung bumi bagian atas, selubung bumi bagian tengah, dan selubung bumi bagian bawah. 1. Selubung bumi bagian atas (upper mantle) terletak pada zona 400 km diukur dari dasar kerak bumi. Bagian ini mempunyai ketebalan sekitar 400 km. Bagian ini disusun oleh suatu material yang kental, atau batuan yang hampir mencir. Keadaan ini dapat diketahui dari kecepatan gelombang sekunder dan primer yang rendah. 2. Selubung bumi bagian tengah atau sering disebut sebagai zona transisi atau peralihan, terletak mulai dari kedalaman 400 km sampai sekitar 700 km dari dasar kerak bumi. Jadi ketebalan bagian ini sekitar 300 km. Zona peralihan ini ditandai dengan peningkatan kecepatan rambat gelombang-gelombang seismik (gelombang S dan P) 3. Selubung bumi bagian bawah (lower mantle) terletak mulai kedalaman sekitar 700 km. Sampai kedalaman 2900 km (puncak inti bumi). Bagian ini disusun oleh material yang bersifat padat dan sangat panas dengan temperatur mencapai sekitar 3000oC. Hal ini dapat diketahui dari dapat merambatnya gelombang S melalui material penyusunnya. Sedangkan membesarnya kecepatan rambat gelombang seismik pada selubung bumi semakin ke bawah kemungkinan disebabkan oleh sebagian membesarnya tekanan pada bagian ini.

Gambar 1.4. Penampang Bumi

http://3.bp.blogspot.com/_qEheXUf3T0M/SZLbydWphdI/AAAAAAAAAMA/rbfn2wXHD7Y/s1600/gb0401.jpg


C. LAPISAN INTI BUMI (CORE) Inti bumi terletak mulai kedalaman sekitar 2900 km dari dasar kerak bumi sampai ke pusat bumi. Inti bumi dapat dipisahkan menjadi inti bumi bagian luar dan inti bumi bagian dalam. Batas antara selubung bumi dan inti bumi ditandai dengan penurunan kecepatan gelombang P secara drastis dan gelombang S yang tidak diteruskan. Keadaan ini disebabkan karena meningkatnya berat jenis material penyusun inti bumi dan perubahan sifat meterialnya dari yang bersifat padat menjadi bersifat cair. Meningkatnya berat jenis disebabkan karena perubahan dari material silikat yang menusun selubung bumi menjadi material campuran logam yang kaya akan besi (Fe) di inti bumi. Perubahan sifat material menjadi cairan disebabkan karena turunnya titik lebur material yang mengandung besi dubandingkan material yang kaya silikat. Itulah sebabnya material yang menyusun inti bumi bagian luar berupa cairan yang kaya logam Fe. Sebaliknya semakin bertambahnya tekanan ke bagian yang semakin dalam akan mengakibatkankan naiknya titik lebur material logsm. Hal ini menyebabkan material yang menyusun inti bumi bagian dalam merupakan material logam yang bersifat padat. Komposisi material penyusun inti bumi diketahui dengan perkiraan bahwa unsur besi merupakan unsur yang banyak dijumpai pada kerak batuan penyusun kerak bumi. Dengan meningkatnya berat jenis pada batuan yang makin dalam letaknya, maka kadar besi juga akan semakin meningkat, sehingga pada selubung bumi mempunyai kemungkinan mengadung kadar besi yang lebih besar daripada kerak bumi. Berat jenis inti bumi bagian luar yang disusun oleh material kaya besi yang cair sama dengan berat jenis berat jenis besi dalam keadaan cair. Karena inti bumi bagian dalam disusun oleh material kaya besi yang padat, maka batas antara inti bumi bagian luar dengan inti bumi bagian dalam mempunyai temperatur sama dengan titik lebur besi pada tekanan ditempat tersebut. Selain itu, komposisi penyusun inti bumi juga diketahui dengan mendasarkan pada komposisi meteorit yang dijumpai mengandung logam besi dan nikel sebanyak sekitar 7% sampai 8%. Sehingga diperkirakan material logam penyusun inti bumi adaalah unsur besi dan nikel.


PENGETAHUAN TAMBAHAN

A. Atmosfer Atmosfer adalah lapisan udara yang menyelimuti bumi secara menyeluruh dengan ketebalan lebih dari 650 km. Gerakan udara dalam atmosfer terjadi terutama karena adanya pengaruh pemanasan sinar matahari serta perputaran bumi. Perputaran bumi ini akan mengakibatkan bergeraknya masa udara, sehingga terjadilah perbedaan tekanan udara di berbagai tempat di dalam atmosfer yang dapat menimbulkan arus angin. Pada lapisan atmosfer terkandung berbagai macam gas. Berdasarkan volumenya, jenis gas yang paling banyak terkandung berturut-turut adalah nitrogen (N2) sebanyak 78,08%, oksigen (O2) sebanyak 20,95%, argon sebanyak 0,93%, serta karbon dioksida (CO2) sebanyak 0,03%. Berbagai jenis gas lainnya jufga terkandung dalam atmosfer, tetapi dalam konsentrasi yang jauh lebih rendah, misalnya neon (Ne), helium (He), kripton (Kr), hidrogen (H2), xenon (Xe), ozon (O3), metan dan uap air. Di antara gas-gas yang terkandung di dalam atmosfer tersebut, karbon dioksida dan uap air terkandung dalam konsentrasi yang bervariasi dari tempat ke tempat, serta dari waktu ke waktu untuk uap air. Keberadaan atmosfer yang menyelimuti seluruh permukaan bumi memiliki arti yang sangat penting bagi kelangsungan hidup berbagai organisme di muka bumi. Fungsi atmosfer antara lain : 1. Mengurangi radiasi matahari yang sampai ke permukaan bumi pada siang hari dan

hilangnya panas yang berlebihan pada malam hari. 2. Mendistribusikan air ke berbagai wilayah permukaan bumi 3. Menyediakan okisgen dan karbon dioksida. 4. Sebagai penahan meteor yang akan jatuh ke bumi.

Peran atmosfer dalam mengurangi radiasi matahari sangat penting. Apabila tidak ada lapian atmosfer, suhu permukaan bumi bila 100% radiasi matahari diterima oleh permukaan bumi akan sangat tinggi dan dikhawatirkan tidak ada organisme yang mampu bertaham hidup, termasuk manusia. Dalam mendistribusikan air antar wilayah di permukaan bumi, peran atmosfer ini terlihat dalam siklus hidrologi. Tanpa adanya atmosfer yang mampu menampung uap air, maka seluruh air di permukaan bumi hanya akan mengumpul pada tempat yang paling rendah. Sungai-sungai akan kering, seluruh air tanah akan merembes ke laut, sehingga air hanya akan mengumpul di samudera dan laut saja. Pendistribusian air oleh atmosfer ini memberikan peluang bagi semua mahluk hidup untuk tumbuh dan berkembang di seluruh permukaan bumi. Selain itu, atmosfer dapat menyediakan oksigen bagi mahluk hidup. Kebutuhan tumbuhan akan CO2 juga dapat diperoleh dari atmosfer.


Berdasarkan perbedaan suhu vertikal, atmosfer bumi dapat dibagi menjadi lima lapisan, yaitu : 1. Troposfer Lapisan ini merupakan lapisan yang paling bawah, berada antara permukaan bumi sampai pada ketinggian 8 km pada posisi kutub dan 18 – 19 km pada daerah ekuator. Pada lapisan ini suhu udara akan menurun dengan bertambahnya ketinggian. Setiap kenaikan 100 meter temperaturnya turun turun 0,5 oC. Lapisan ini dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim berlangsung pada lapisan troposfer.

Susunan kimia udara troposfer terdiri dari 78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon, 0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon. Di dalam lapisan ini berlangsung semua hal yang berhubungan dengan iklim. Walaupun troposfer hanya menempati sebagian kecil saja dari atmosfer dalam, akan tetapi, 90% dari semua masa atmosfer berkumpul pada lapisan ini. Di lapisan inilah terbentuknya awan, jatuhnya hujan, salju, hujan es dan lain-lain. Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang tingginya antara 0 – 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya antara 2 – 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 – 12 km. Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu : a. Lapisan Udara Dasar Tebal lapisan udara ini adalah 1 – 2 meter di atas permukaan bumi. Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya. Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro, yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam tanah. b. Lapisan Udara Bawah Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 – 2 km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga menentukan iklim. c. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar) Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan, yang tebalnya 2 – 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah. d. Lapisan Udara Tropopouse Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer terletak antara 8 – 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara - 46 o C sampai - 80o C pada musim panas dan antara - 57 o C sampai - 83 o C pada musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).


2. Stratosfer Merupakan bagian atmosfer yang berada di atas lapisan troposfer sampai pada ketinggian 50 – 60 km, atau lebih tepatnya lapisan ini terletak di antara lapisan troposfer dan ionosfer.

Pada lapisan stratosfer, suhu akan semakin meningkat dengan meningkatnya ketinggian. Suhu pada bagian atas stratosfer hampir sama dengan suhu pada permukaan bumi. Dengan demikian, profil suhu pada lapisan stratosfer ini merupakan kebalikan dari lapisan troposfer.

Ciri penting dari lapisan stratosfer adalah keberadaan lapisan ozon yang berguna untuk menyerap radiasi ultraviolet, sehingga sebagian besar tidak akan mencapai permukaan bumi.

Serapan radiasi matahari oleh ozon dan beberapa gas atmosfer lainnya menyebabkan suhu udara pada lapisan stratosfer meningkat. Lapisanstratosfer tidak mengandung uap air, sehingga lapisan ini hanya mengandung udara kering. Batas lapisan stratosfer disebut stratopouse. Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu : 1. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 – 35 km dpl, dengan suhu udara - 50o C sampai

-55o C. 2. Lapisan udara panas; terletak antara 35 – 50 km dpl, dengan suhu - 50o C sampai + 50o C. 3. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 – 80 km dpl, dengan suhu antara

+50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet, pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.

3. Mesosfer

Mesosfer terletak di atas stratosfer pada ketinggian 50 – 70 km. Suhu di lapisan ini akan menurun seiring dengan meningkatnya ketinggian. Suhunya mula-mula naik, tetapi kemudian turun dan mencapai -72 oC di ketinggian 75 km. Suhu terendah terukur pada ketinggian antara 80 – 100 km yang merupakan batas dengan lapisan atmosfer berikutnya, yakni lapisan mesosfer. Daerah transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu terendah - 110o C . 4. Lapisan Termosfer

Berada di atas mesopouse dengan ketinggian sekitar 75 km sampai pada ketinggian sekitar 650 km. Pada lapisan ini, gas-gas akan terionisasi, oleh karenanya lapisan ini sering juda disebut lapisan ionosfer. Molekul oksigen akan terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan meningkaknya ketinggian. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu: 1. Lapisan Udara E Terletak antara 80 – 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara KENNELY dan HEAVISIDE dan mempunyai sifat memantulkan gelombang radio. Suhu udara di sini berkisar - 70o C sampai +50o C .


2. Lapisan udara F Terletak antara 150 – 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara APPLETON. 3. Lapisan udara atom Pada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya lapisan ini antara 400 – 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C .

B. Hidrosfer Air adalah senyawa gabungan dua atom hidrogen dengan satu atom oksigen menjadi H2O. Sekitar 71% permukaan bumi merupakan wilayah perairan. Lapisan air yang menyelimuti permukaan bumi disebut hidrosfer. Energi matahari yang datang di permukaan bumi menyebabkan penguapan air ke bagian atmosfer. Kemudian di atmosfer uap air ini mengalami kondensasi dan selanjutnya akan jatuh sebagai hujan. Pemanasan oleh sinar matahari menyebabkan suhu air laut di darah tropis lebih panas dibandingkan suhu air laut yang terletak di belahan bumi lainnya. Akibatnya, timbul arus vertikal ke arah permukaan laut di daerah tropis serta arus ke arah dasar laut di daerah kutub. Adanya arus vertikal ini juga mengakibatkan perbedaan tekanan air laut antara daerah tropis dengan daerah kutub. Perbedaan ini bersamaan dengan perputaran bumi serta arus angin akan menimbulkan arus air di permukaan air laut yang membantu distribusi organisme-organisme di laut. Hidrosfer meliputi samudera, laut, sungai, danau, gletser, salju, air tanah, serta uap air di atmosfer. C. Biosfer Biosfer merupakan sistem kehidupan paling besar karena terdiri dari gabungan ekosistem yang ada di planet bumi. Sistem ini mencakup semua mahluk hidup yang berinteraksi dengan lingkungannya sebagai kesatuan utuh. Secara entimologi, biosfer berasal dari dua kata, yaitu bio yang berarti hidup dan sphere yang berarti lapisan. Dengan demikian dapat diartikan biosfer adalah lapisan tempat tinggal mahluk hidup. Termsuk semua bisofer adalah semua bagian permukaan bumi yang dapat dihuni oleh mahluk hidup. Pemahaman mengenai biosfer sangat penting untuk pengelolaan sumberdaya hayati, terutama karena perkembangan flora dan fauna yang semakin berkurang. Salah satu penyebabnya adalah terjadinya degradasi hutan akibat kebakaran ataupun pembukaan hutan untuk pemukiman. Organisme hidup tersusun oleh berbagai unsur yang berasal dari biosfer, baik air, mineral maupun komponen-komponen penyusun atmosfer. Secara fisik biosfre ini terbagi tiga, yaitu litosfer, hidrosfer dan atmosfer. Salah satu bentuk dari lingkungan hidrosfer adalah terbentuknya gambut. Gambut terletak di antara atosfre dan litosfer, pada lain pihak tumbuh juga dalam hidrosfer. Gambut


merupakan suatu bentuk organis sebagai asal mula pembentukan batu bara. Di dalamnya hidup beraneka ragam mikro-plankton yang amat cepat pertumbuhannya, sedangkan umur jasad-jasad tersebut sangat pendek dan ketika mati akan terendap dalam rawa. Lapisan gambut mengandung semua macam garam makanan tanaman yang terlarut dalam air tanah. Gambut dibagi menjadi beberapa daerah, yaitu : a. Gambut ombrogin, sebagai gambut pantai, terdapat di dataran tanah Sumatera,

Kalimantan dan Irian. b. Gambut topogin, terdapat pada tanah dataran Jawa (Pangandaran) dan Sumatera serta

di tanah pegunungan Jawa dan Sulawesi.


DAFTAR PUSTAKA Heddy, Suwasono., Sutiman B. Soemitro dan Sardjono Soekartomo. 1986. Pengantar

Ekologi. CV. Rajawali. Jakarta. Lakitan, Benyamin. 1993. Dasar-Dasar Klimatologi. Fakultas Pertanian Universitas

Sriwijaya. Palembang. Pamungkas, Putra. 2006. Lithosfer. (www.wordpress.com, diakses 27 September 2007). Soemarwoto, Otto. 1992. Indonesia Dalam Kancah Isu Lingkungan Global. PT. Gramedia

Pustaka Utama. Jakarta. http://blog.unnes.ac.id/daniquee/2011/11/01/materi-ipa/ http://cafebelajar.com/planet-bumi-komposisi-struktur-lapisan-bumi.html http://madhienyutnyut.blogspot.com/2012/01/makalah-struktur-lapisan-muka-bumi.html http://novhentia.multiply.com/journal/item/1/Struktur_Lapisan_Bumi_Kita?&show_intersti

tial=1&u=%2Fjournal%2Fitem http://susunanbumi.blogspot.com/ http://www.sisilain.net/2011/03/struktur-dan-lapisan-bumi.html http://www.g-excess.com/4965/pengertian-bumi-beserta-struktur-lapisan-bumi/ http://www.zephyr39.co.cc/2009/03/struktur-lapisan-kulit-bumi-lithosfer.html www.wikipedia.com

http://www.wordpress.com/

http://blog.unnes.ac.id/daniquee/2011/11/01/materi-ipa/

http://cafebelajar.com/planet-bumi-komposisi-struktur-lapisan-bumi.html

http://madhienyutnyut.blogspot.com/2012/01/makalah-struktur-lapisan-muka-bumi.html

http://novhentia.multiply.com/journal/item/1/Struktur_Lapisan_Bumi_Kita?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem

http://novhentia.multiply.com/journal/item/1/Struktur_Lapisan_Bumi_Kita?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem

http://susunanbumi.blogspot.com/

http://www.sisilain.net/2011/03/struktur-dan-lapisan-bumi.html

http://www.g-excess.com/4965/pengertian-bumi-beserta-struktur-lapisan-bumi/

http://www.zephyr39.co.cc/2009/03/struktur-lapisan-kulit-bumi-lithosfer.html

http://www.wikipedia.com/


KOMPETENSI DASAR 2: JENIS DAN SIFAT BATUAN (ROCK) DAN MINERAL

KOMPETENSI DASAR 2.1: JENIS DAN SIFAT BATUAN (ROCK) KOMPETENSI DASAR 2.2: JENIS DAN SIFAT MINERAL


KOMPETENSI DASAR 2.1: JENIS DAN SIFAT BATUAN (ROCK) Batuan adalah agregat padat dari mineral, atau kumpulan yang terbentuk secara alami yang tersusun oleh butiran mineral, gelas, material, organik yang terubah, dan terkombinasi semua komponen tersebut.

Berdasarkan pembentukannya batuan dibedakan menjadi tiga yaitu batuan beku, sedimen, dan metamorf. Batuan beku adalah batuan yang terbentuk dari kristalisasi asi (pembekuan) magma. Batuan sedimen terbentuk dibawah kondisi permukaan dan terdiri dari kumpulan (1) presipitasi kimia dan biokimia, (2) fragmen atau butiran batuan, mineral dan fosil, (3) kombinasi material-material tersebut. Batuan metamorf adalah batuan yang asalnya adalah batuan beku , sedimen, atau metamorf yang berubah secara mineralogy, tekstur atau keduanya tanpa mengalami peleburan yang diakibatkan oleh panas, tekanan, atau cairan kimia aktif. Panas dan tekanan disini berbeda dengan kondisi di permukaan. Ketiga jenis batuan ini memiliki hubungan genesis satu sama lain berupa siklus yang disebut sebagai siklus batuan.

Gambar 2.1 siklus batuan

Semua batuan yang ada di permukaan bumi akan mengalami pelapukan. Penyebab pelapukan tersebut ada 3 macam: 1. Pelapukan secara fisika: perubahan suhu dari panas ke dingin akan membuat batuan

mengalami perubahan. Hujan pun juga dapat membuat rekahan-rekahan yang ada di batuan menjadi berkembang sehingga prosesproses fisika tersebut dapat membuat batuan pecah menjadi bagian yang lebih kecil lagi.

2. Pelapukan secara kimia: beberapa jenis larutan kimia dapat bereaksi dengan batuan seperti contohnya larutan HCl akan bereaksi dengan batu gamping. Bahkan air pun


dapat bereaksi melarutan beberapa jenis batuan. Salah satu contoh yang nyata adalah “hujan asam” yang sangat mempengaruhi terjadinya pelapukan secara kimia.

3. Pelapukan secara biologi: Selain pelapukan yang terjadi akibat proses fisikan dan kimia, salah satu pelapukan yang dapat terjadi adalah pelapukan secara biologi. Salah satu contohnya adalah pelapukan yang disebabkan oleh gangguan dari akar tanaman yang cukup besar. Akar-akar tanaman yang besar ini mampu membuat rekahan-rekahan di batuan dan akhirnya dapat memecah batuan menjadi bagian yang lebih kecil lagi.

Setelah batuan mengalami pelapukan, batuan-batuan tersebut akan pecah menjadi bagian yang lebih kecil lagi sehingga mudah untuk berpindah tempat. Berpindahnya tempat dari partikel-partikel kecil ini disebut erosi. Proses erosi ini dapat terjadi melalui beberapa cara: 1. Akibat grafitasi: akibat adanya grafitasi bumi maka pecahan batuan yang ada bisa

langsung jatuh ke permukaan tanah atau menggelinding melalui tebing sampai akhirnya terkumpul di permukaan tanah.

2. Akibat air: air yang melewati pecahan-pecahan kecil batuan yang ada dapat mengangkut pecahan tersebut dari satu tempat ke tempat yang lain. Salah satu contoh yang dapat diamati dengan jelas adalah peranan sungai dalam mengangkut pecahan-pecahan batuan yang kecil ini.

3. Akibat angin: selain air, angin pun dapat mengangkut pecahan-pecahan batuan yang kecil ukurannya seperti halnya yang saat ini terjadi di daerah gurun.

4. Akibat glasier: sungai es atau yang sering disebut glasier seperti yang ada di Alaska sekarang juga mampu memindahkan pecahan-pecahan batuan yang ada.

Pecahan-pecahan batuan yang terbawa akibat erosi tidak dapat terbawa selamanya. Seperti halnya sungai akan bertemu laut, angin akan berkurang tiupannya, dan juga glasier akan meleleh. Akibat semua ini, maka pecahan batuan yang terbawa akan terendapkan. Proses ini yang sering disebut proses pengendapan. Selama proses pengendapan, pecahan batuan akan diendapkan secara berlapis dimana pecahan yang berat akan diendapkan terlebih dahulu baru kemudian diikuti pecahan yang lebih ringan dan seterusnya. Proses pengendapan ini akan membentuk perlapisan pada batuan yang sering kita lihat di batuan sedimen saat ini. Pada saat perlapisan di batuan sedimen ini terbentuk, tekanan yang ada di perlapisan yang paling bawah akan bertambah akibat pertambahan beban di atasnya. Akibat pertambahan tekanan ini, air yang ada dalam lapisan-lapisan batuan akan tertekan sehingga keluar dari lapisan batuan yang ada. Proses ini sering disebut kompaksi. Pada saat yang bersamaan pula, partikel-partikel yang ada dalam lapisan mulai bersatu. Adanya semen seperti lempung, silika, atau kalsit diantara partikel-partikel yang ada membuat partikel tersebut menyatu membentuk batuan yang lebih keras. Proses ini sering disebut sementasi. Setelah proses kompaksi dan sementasi terjadi pada pecahan batuan yang ada, perlapisan sedimen yang ada sebelumnya berganti menjadi batuan sedimen yang berlapis-lapis. Batuan sedimen seperti batu pasir, batu lempung, dan batu gamping dapat dibedakan dari batuan lainnya melalui adanya perlapisan, butiran-butiran sedimen yang menjadi satu akibat adanya semen, dan juga adanya fosil yang ikut terendapkan saat pecahan batuan dan fosil mengalami proses erosi, kompaksi dan akhirnya tersementasikan bersama-sama. Pada kerak bumi yang cukup dalam, tekanan dan suhu yang ada sangatlah tinggi. Kondisi tekanan dan suhu yang sangat tinggi seperti ini dapat mengubah mineral yang


dalam batuan. Proses ini sering disebut proses metamorfisme. Semua batuan yang ada dapat mengalami proses metamorfisme. Semua batuan yang ada dapat mengalami proses metamorfisme. Tingkat proses metamorfisme yang terjadi tergantung dari: 1. Apakah batuan yang ada terkena efek tekanan dan atau suhu yang tinggi. 2. Apakah batuan tersebut mengalami perubahan bentuk. 3. Berapa lama batuan yang ada terkena tekanan dan suhu yang tinggi. Dengan bertambahnya dalam suatu batuan dalam bumi, kemungkinan batuan yang ada melebur kembali menjadi magma sangatlah besar. Ini karena tekanan dan suhu yang sangat tinggi pada kedalaman yang sangat dalam. Akibat densitas dari magma yang terbentuk lebih kecil dari batuan sekitarnya, maka magma tersebut akan mencoba kembali ke permukaan menembus kerak bumi yang ada. Magma juga terbentuk di bawah kerak bumi yaitu di mantle bumi. Magma ini juga akan berusaha menerobos kerak bumi untuk kemudian berkumpul dengan magma yang sudah terbentuk sebelumnya dan selanjutnya berusaha menerobos kerak bumi untuk membentuk batuan beku baik itu plutonik ataupun vulkanik. Kadang-kadang magma mampu menerobos sampai ke permukaan bumi melalui rekahan atau patahan yang ada di bumi. Pada saat magma mampu menembus permukaan bumi, maka kadang terbentuk ledakan atau sering disebut volcanic eruption. Proses ini sering disebut proses ekstrusif. Batuan yang terbentuk dari magma yang keluar ke permukaan disebut batuan beku ekstrusif. Basalt dan pumice (batu apung) adalah salah satu contoh batuan ekstrusif. Jenis batuan yang terbentuk akibat proses ini tergantung dari komposisi magma yang ada. Umumnya batuan beku ekstrusif memperlihatkan ciri-ciri berikut: 1. Butirannya sangatlah kecil. Ini disebabkan magma yang keluar ke permukaan bumi mengalami proses pendinginan yang sangat cepat sehingga mineralmineral yang ada sebagai penyusun batuan tidak mempunyai banyak waktu untuk dapat berkembang. 2. Umumnya memperlihatkan adanya rongga-rongga yang terbentuk akibat gas yang terkandung dalam batuan atau yang sering disebut “gas bubble”.Batuan yang meleleh akibat tekanan dan suhu yang sangat tinggi sering membentuk magma chamber dalam kerak bumi. Magma ini bercampur dengan magma yang terbentuk dari mantle. Karena letak magma chamber yang relatif dalam dan tidak mengalami proses ekstrusif, maka magma yang ada mengalami proses pendinginan yang relatif lambat dan membentuk kristal-kristal mineral yang akhirnya membentuk batuan beku intrusif. Batuan beku intrusif dapat tersingkap di permukaan membentuk pluton. Salah satu jenis pluton terbesar yang tersingkap dengan jelas adalah batholit seperti yang ada di Sierra Nevada-USA yang merupakan batholit granit yang sangat besar. Gabbro juga salah satu contoh batuan intrusif. Jenis batuan yang terbentuk akibat proses ini tergantung dari komposisi magma yang ada. Umumnya batuan beku intrusif memperlihatkan cirri-ciri berikut: 1. Butirannya cukup besar. Ini disebabkan magma yang keluar ke permukaan bumi mengalami proses pendinginan yang sangat lambat sehingga mineralmineral yang ada sebagai penyusun batuan mempunyai banyak waktu untuk dapat berkembang.


2. Biasanya mineral-mineral pembentuk batuan beku intrusif memperlihatkan angular interlocking. Proses-proses inilah semua yang terjadi dimasa lampau, sekarang, dan yang akan datang. Terjadinya proses-proses ini menjaga keseimbangan batuan yang ada di bumi. Adapun lebih jelasnya dari jenis-jenis dari batuan adalah sebagai berikut : A. Batuan Beku (Igneus Rock) 1. Pengertian batuan beku

Batuan beku atau batuan igneus (dari Bahasa Latin: ignis, “api”) adalah jenis batuan yang terbentuk dari magma yang mendingin dan mengeras, dengan atau tanpa proses kristalisasi, baik di bawah permukaan sebagai batuan intrusif (plutonik) maupun di atas permukaan sebagai batuan ekstrusif (vulkanik). Magma ini dapat berasal dari batuan setengah cair ataupun batuan yang sudah ada, baik di mantel ataupun kerak bumi. Umumnya, proses pelelehan terjadi oleh salah satu dari proses-proses berikut: kenaikan temperatur, penurunan tekanan, atau perubahan komposisi. Lebih dari 700 tipe batuan beku telah berhasil dideskripsikan, sebagian besar terbentuk di bawah permukaan kerak bumi.

2. Struktur batuan beku

Berdasarkan tempat pembekuannya batuan beku dibedakan menjadi batuan beku extrusive dan intrusive. Hal ini pada nantinya akan menyebabkan perbedaan pada tekstur masing masing batuan tersebut. Kenampakan dari batuan beku yang tersingkap merupakan hal pertama yang harus kita perhatikan. Kenampakan inilah yang disebut sebagai struktur batuan beku a. Struktur batuan beku ekstrusif

Batuan beku ekstrusif adalah batuan beku yang proses pembekuannya berlangsung dipermukaan bumi. Batuan beku ekstrusif ini yaitu lava yang memiliki berbagia struktur yang memberI petunjuk mengenai proses yang terjadi pada saat pembekuan lava tersebut. Struktur ini diantaranya: 1) Masif, yaitu struktur yang memperlihatkan suatu masa batuan yang terlihat seragam. 2) Sheeting joint, yaitu struktur batuan beku yang terlihat sebagai lapisan 3) Columnar joint, yaitu struktur yang memperlihatkan batuan terpisah poligonal seperti

batang pensil. 4) Pillow lava, yaitu struktur yang menyerupai bantal yang bergumpal-gumpal. Hal ini

diakibatkan proses pembekuan terjadi pada lingkungan air. 5) Vesikular, yaitu struktur yang memperlihatkan lubanglubang pada batuan beku. Lubang

ini terbentuk akibat pelepasan gas pada saat pembekuan. 6) Amigdaloidal, yaitu struktur vesikular yang kemudian terisi oleh mineral lain seperti

kalsit, kuarsa atau zeolit 7) Struktur aliran, yaitu struktur yang memperlihatkan adanya kesejajaran mineral pada

arah tertentu akibat aliran.

struktur batuan vesikuler struktur lava bantal struktur Sheeting joint

Gambar 2.2 contoh struktur batuan beku ekstrusif


b. Struktur Batuan Beku Intrusif Batuan beku intrusif adalah batuan beku yang proses pembekuannya berlangsung dibawah permukaan bumi. Berdasarkan kedudukannya terhadap perlapisan batuan yang diterobosnya struktur tubuh batuan beku intrusive terbagi menjadi dua yaitu konkordan dan diskordan.

1) Konkordan Tubuh batuan beku intrusif yang sejajar dengan perlapisan disekitarnya, jenis jenis dari tubuh batuan ini yaitu :

a) Sill, tubuh batuan yang berupa lembaran dan sejajar dengan perlapisan batuan disekitarnya.

b) Laccolith, tubuh batuan beku yang berbentuk kubah (dome), dimana perlapisan batuan yang asalnya datar menjadi melengkung akibat penerobosan tubuh batuan ini, sedangkan bagian dasarnya tetap datar. Diameter laccolih berkisar dari 2 sampai 4 mil dengan kedalaman ribuan meter.

c) Lopolith, bentuk tubuh batuan yang merupakan kebalikan dari laccolith, yaitu bentuk tubuh batuan yang cembung ke bawah. Lopolith memiliki diameter yang lebih besar dari laccolith, yaitu puluhan sampai ratusan kilometer dengan kedalaman ribuan meter.

d) Paccolith, tubuh batuan beku yang menempati sinklin atau antiklin yang telah terbentuk sebelumnya. Ketebalan paccolith berkisar antara ratusan sampai ribuan kilometer

Laccolith Lopolith

Gambar 2.3 Struktur batuan beku konkordan

2) Diskordan Tubuh batuan beku intrusif yang memotong perlapisan batuan disekitarnya. Jenis-jenis tubuh batuan ini yaitu: a) Dike, yaitu tubuh batuan yang memotong perlapisan disekitarnya dan memiliki

bentuk tabular atau memanjang. Ketebalannya dari beberapa sentimeter sampai puluhan kilometer dengan panjang ratusan meter.

b) Batolith, yaitu tubuh batuan yang memiliki ukuran yang sangat besar yaitu > 100 km2 dan membeku pada kedalaman yang besar.

c) Stock, yaitu tubuh batuan yang mirip dengan Batolith tetapi ukurannya lebih kecil

Gambar 2.4 Struktur batuan beku diskordan


3. Tekstur Batuan Beku Magma merupakan larutan yang kompleks. Karena terjadi penurunan temperatur, perubahan tekanan dan perubahan dalam komposisi, larutan magma ini mengalami kristalisasi. Perbedaan kombinasi hal-hal tersebut pada saat pembekuan magma mengakibatkan terbentuknya batuan yang memilki tekstur yang berbeda. Ketika batuan beku membeku pada keadaan temperatur dan tekanan yang tinggi di bawah permukaan dengan waktu pembekuan cukup lama maka mineral-mineral penyusunya memiliki waktu untuk membentuk sistem kristal tertentu dengan ukuran mineral yang relatif besar. Sedangkan pada kondisi pembekuan dengan temperatur dan tekanan permukaan yang rendah, mineral-mineral penyusun batuan beku tidak sempat membentuk sistem kristal tertentu, sehingga terbentuklah gelas (obsidian) yang tidak memiliki sistem kristal, dan mineral yang terbentuk biasanya berukuran relatif kecil.

Gambar 2.4 Obsidian Berdasarkan hal di atas tekstur batuan beku dapat dibedakan berdasarkan : a. Tingkat kristalisasi

1) Holokristalin, yaitu batuan beku yang hamper seluruhnya disusun oleh kristal 2) Hipokristalin, yaitu batuan beku yang tersusun oleh kristal dan gelas 3) Holohyalin, yaitu batuan beku yang hamper seluruhnya tersusun oleh gelas

b. Ukuran butir 1) Phaneritic, yaitu batuan beku yang hampir seluruhmya tersusun oleh mineral-

mineral yang berukuran kasar. 2) Aphanitic, yaitu batuan beku yang hampir seluruhnya tersusun oleh mineral

berukuran halus. c. Bentuk kristal

Ketika pembekuan magma, mineral-mineral yang terbentuk pertama kali biasanya berbentuk sempurna sedangkan yang terbentuk terakhir biasanya mengisi ruang yang ada sehingga bentuknya tidak sempurna. Bentuk mineral yang terlihat melalui pengamatan mikroskop yaitu:

1) Euhedral, yaitu bentuk kristal yang sempurna 2) Subhedral, yaitu bentuk kristal yang kurang sempurna 3) Anhedral, yaitu bentuk kristal yang tidak sempurna.

d. Berdasarkan kombinasi bentuk kristalnya 1) Unidiomorf (Automorf), yaitu sebagian besar kristalnya dibatasi oleh bidang kristal

atau bentuk kristal euhedral (sempurna) 2) Hypidiomorf (Hypautomorf), yaitu sebagian besar kristalnya berbentuk euhedral dan

subhedral. 3) Allotriomorf (Xenomorf), sebagian besar penyusunnya merupakan kristal yang

berbentuk anhedral.


e. Berdasarkan keseragaman antar butirnya 1) Equigranular, yaitu ukuran butir penyusun batuannya hampir sama 2) Inequigranular, yaitu ukuran butir penyusun batuannya tidak sama

4. Klasifikasi Batuan Beku

Batuan beku diklasifikasikan berdasarkan tempat terbentuknya, warna, kimia, tekstur, dan mineraloginya. a. Berdasarkan tempat terbentuknya batuan beku dibedakan atas :

a) Batuan beku Plutonik, yaitu batuan beku yang terbentuk jauh di perut bumi. b) Batuan beku Hypabisal, yaitu batuan beku yang terbentu tidak jauh dari permukaan

bumi c) Batuan beku vulkanik, yaitu batuan beku yang terbentuk di permukaan bumi

b. Berdasarkan warnanya, mineral pembentuk batuan beku ada dua yaitu mineral mafic (gelap) seperti olivin, piroksen, amphibol dan biotit, dan mineral felsic (terang) seperti Feldspar, muskovit, kuarsa dan feldspatoid. a) Leucocratic rock, kandungan mineral mafic < 30% b) Mesocratic rock, kandungan mineral mafic 30% – 60% c) Melanocratic rock, kandungan mineral mafic 60% – 90% d) Hypermalanic rock, kandungan mineral mafic > 90%

c. Berdasarkan kandungan kimianya yaitu kandungan SiO2-nya batuan beku diklasifikasikan menjadi empat yaitu:

a) Batuan beku asam (acid), kandungan SiO2 > 65%, contohnya Granit, Ryolit. b) Batuan beku menengah (intermediat), kandungan SiO2 65% – 52%. Contohnya

Diorit, Andesit c) Batuan beku basa (basic), kandungan SiO2 52% – 45%, contohnya Gabbro, Basalt d) Batuan beku ultra basa (ultra basic), kandungan SiO2 < 30%

d. Berdasarkan mineralogy Mineralogy dan tekstur biasanya menjadi suatu dasar yang tidak terpisahkan dalam pengklasifikasian batuan beku. Berdasarkan mineraloginya (Streickeisen) batuan beku terbagi menjadi 2 yaitu:

Kelas A dengan mineral mafic <90 % Kelas B dengan mineral mafic >90 %

5. Mineral Batuan Beku

Mineral-mineral yang umum dijumpai pada batuan beku, yaitu plagioclase feldspar, K-feldspar, quartz, muscovite mica, biotite mica, amphibole, olivine, dan calcite. Mineral mineral tersebut mudah dikenali, baik secara makroskopis maupun mikroskopis berdasarkan dari sifat sifat fisik mineral masing-masing. a) Olivine Olivine adalah kelompok mineral silikat yang tersusun dari unsur besi (Fe) dan magnesium (Mg). Mineral olivine berwarna hijau, dengan kilap gelas, terbentuk pada temperatur yang tinggi. Mineral ini umumnya dijumpai pada batuan basalt dan ultramafic. Batuan yang keseluruhan mineralnya terdiri dari mineral olivine dikenal dengan batuan Dunite. b) Amphibole/Hornblende Amphibole adalah kelompok mineral silikat yang berbentuk prismatik atau kristal yang menyerupai jarum. Mineral amphibole umumnya mengandung besi (Fe), Magnesium (Mg), Kalsium (Ca), dan Alumunium (Al), Silika (Si), dan Oksigen (O). Hornblende tampak pada


foto yang berwarna hijau tua kehitaman. Mineral ini banyak dijumpai pada berbagai jenis batuan beku dan batuan metamorf. c) Biotite Semua mineral mika berbentuk pipih, bentuk Kristal berlembar menyerupai buku dan merupakan bidang belahan (cleavage) dari mineral biotite. Mineral biotite umumnya berwarna gelap, hitam atau coklat sedangkan muscovite berwarna terang, abu-abu terang. Mineral mika mempunyai kekerasan yang lunak dan bisa digores dengan kuku. d) Plagioclase feldspar Mineral Plagioclase adalah anggota dari kelompok mineral feldspar. Mineral ini mengandung unsur Calsium atau Natrium. Kristal feldspar berbentuk prismatik, umumnya berwarna putih hingga abu-abu, kilap gelas. Plagioklas yang mengandung Natrium dikenal dengan mineral Albite, sedangkan yang mengandung Ca disebut An-orthite. Potassium feldspar (Orthoclase). Potassium feldspar adalah anggota dari mineral feldspar. Seperti halnya plagioclase feldspar, potassium feldspars adalah mineral silicate yang mengandung unsur Kalium dan bentuk kristalnya prismatik, umumnya berwarna merah daging hingga putih. e) Mica Mica adalah kelompok mineral silicate minerals dengan komposisi yang bervariasi, dari potassium (K), magnesium(Mg), iron (Fe), aluminum (Al) , silicon (Si) dan air (H2O). f) Quartz Quartz adalah satu dari mineral yang umum yang banyak dijumpai pada kerak bumi. Mineral ini tersusun dari Silika dioksida (SiO2), berwarna putih, kilap kaca dan belahan (cleavage) tidak teratur (uneven) concoidal. g) Calcite Mineral Calcite tersusun dari calcium carbonate (CaCO3). Umumnya berwarna putih transparan dan mudah digores dengan pisau. Kebanyakan dari binatang laut terbuat dari calcite atau mineral yang berhubungan dengan ‘lime’ dari batugamping.

6. Contoh Batuan Beku

Tabel 2.1 Contoh batuan beku

Granit (granite)

Warna Terang, Abu-abu, Putih, Pink

Tekstur Faneritik, berbutir sedang-kasar, ukuran Kristal > 2cm

Mineral Utama K-felspar 2/3 bagian, kuarsa (SiO2) > 10%

Mineral Tambahan Homblenda, biotit, piroksen, muskovit, Na-amfibol, turmalin, sodalit

Tempat Tajur (stocks), lakoloit, batolit

Kegunaan Bahan Bangunan, Monumen, Prasasti, Tegel

Keterangan Batuan beku plutonik, bersifat asam

Gabro (gabbro)

Warna Abu-abu, gelap, hijau tua-hitam

Tekstur Ekriganular, beragam dari aneretik hingga polifirik

Mineral Utama Felspar plagiklas 2/3 bagian, K-Feldspar < 10% Ca-plagioklas, kuarsa (SiO2) < 10%

Mineral Tambahan Olivin, Augit Biotit, Piroksen

Tempat Tajur, lakolit, Batolit, Piroksen


Kegunaan Konstruksi Bangunan Arsitektur

Keterangan Sering mengandung bijih besi (ilmenit, magnetit)

Peridodit (peridotite) / piroksenit

Warna Hijau, hitam

Tekstur Faneritik, Ekriganular

Mineral Utama K-Felspar < 10%, kuarsa (SiO2) < 10%, Felspatoid < 10%

Mineral Tambahan Hormblenda, biotit, piroksen

Tempat Tajur (snock), retas (sill, dike)

Kegunaan Material pelengkap dalam bangunan

Keterangan Kimberlit adalah periodit dengan komposisi piroksen dan olivine, merupakan batuan induk dimana dapat ditemukan intan.

Andesit (andesit)

Warna Abu - abu

Tekstur Afiatik

Mineral Utama K-felspar < 10%, kuarsa < 10%

Mineral Tambahan Homblenda, biotit, piroksin, Na-amfibol, felspatoid

Basal (basal)

Warna Abu – abu gelap, hitam

Tekstur Afanatik

Mineral Utama K-Felspar < 10%, kuarsa < 10%, Felspatoid < 10%

Mineral Tambahan Homblenda, biolit, piroksen, Na-amfibol, olivine, uralit

Tempat Teras

Obsidian

Warna Hitam, hijau

Tekstur Gelas (amorf)

Mineral Utama Felspar 63%, Kuarsa 35%

Ketarangan Pada permukaan sering ditemukan “pecahan lokan” (conchhoidal frekture), bulatan memancar (spherical body) warna putih berukuran kecil

Batu apung (pumice)

Warna Putih, abu-abu, kuning, coklat

Tekstur Gelas, memiliki rongga di permikaan (vesicular glass)

Keterangan Komposisi mineral sama dengan obsidian, digunakan sebagai alat poles dan alat gosok (abrasive)

Saran website: http://rocks.blanchard.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/Igneous.htm http://www.fi.edu/fellows/fellow1/oct98/create/igneous.htm

http://rocks.blanchard.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/Igneous.htm

http://www.fi.edu/fellows/fellow1/oct98/create/igneous.htm


B. Batuan Sedimen (Sedimentary Rock) 1. Pengertian Sedimen

Sedimen merupakan bahan atau partikel yang terdapat di permukaan bumi (di daratan ataupun lautan), yang telah mengalami proses pengangkutan (transportasi) dari satu tempat (kawasan) ke tempat lainnya. Air dan angin merupakan agen pengangkut yang utama. Sedimen ini apabila mengeras (membatu) akan menjadi batuan sedimen. Faktor-faktor yang mengontrol terbentuknya sedimen adalah iklim, topografi, vegetasi dan juga susunan yang ada dari batuan. Sedangkan faktor yang mengontrol pengangkutan sedimen adalah air, angin, dan juga gaya gravitasi. Sedimen dapat terangkut baik oleh air, angin, dan bahkan salju/gletser. Mekanisme pengangkutan sedimen oleh air dan angin sangatlah berbeda. Pertama, karena berat jenis angin relatif lebih kecil dari air maka angin sangat susah mengangkut sedimen yang ukurannya sangat besar. Besar maksimum dari ukuran sedimen yang mampu terangkut oleh angin umumnya sebesar ukuran pasir. Kedua, karena sistem yang ada pada angin bukanlah sistem yang terbatasi (confined) seperti layaknya channel atau sungai maka sedimen cenderung tersebar di daerah yang sangat luas bahkan sampai menuju atmosfer. Sedimen-sedimen yang ada terangkut sampai di suatu tempat yang disebut cekungan. Di tempat tersebut sedimen sangat besar kemungkinan terendapkan karena daerah tersebut relatif lebih rendah dari daerah sekitarnya dan karena bentuknya yang cekung ditambah akibat gaya grafitasi dari sedimen tersebut maka susah sekali sedimen tersebut akan bergerak melewati cekungan tersebut. Dengan semakin banyaknya sedimen yang diendapkan, maka cekungan akan mengalami penurunan dan membuat cekungan tersebut semakin dalam sehingga semakin banyak sedimen yang terendapkan. Penurunan cekungan sendiri banyak disebabkan oleh penambahan berat dari sedimen yang ada dan kadang dipengaruhi juga struktur yang terjadi di sekitar cekungan seperti adanya patahan. Sedimen dapat diangkut dengan tiga cara, yaitu : a. Suspension: ini umumnya terjadi pada sedimensedimen yang sangat kecil ukurannya (seperti lempung) sehingga mampu diangkut oleh aliran air atau angin yang ada. b. Bed load: ini terjadi pada sedimen yang relatif lebih besar (seperti pasir, kerikil, kerakal, bongkah) sehingga gaya yang ada pada aliran yang bergerak dapat berfungsi memindahkan pertikel-partikel yang besar di dasar. Pergerakan dari butiran pasir dimulai pada saat kekuatan gaya aliran melebihi kekuatan inertia butiran pasir tersebut pada saat diam. Gerakangerakan sedimen tersebut bisa menggelundung, menggeser, atau bahkan bisa mendorong sedimen yang satu dengan lainnya. c. Saltation yang dalam bahasa latin artinya meloncat umumnya terjadi pada sedimen berukuran pasir dimana aliran fluida yang ada mampu menghisap dan mengangkut sedimen pasir sampai akhirnya karena gaya grafitasi yang ada mampu mengembalikan sedimen pasir tersebut ke dasar. Pada saat kekuatan untuk mengangkut sedimen tidak cukup besar dalam membawa sedimen-sedimen yang ada maka sedimen tersebut akan jatuh atau mungkin tertahan akibat gaya gravitasi yang ada. Setelah itu proses sedimentasi dapat berlangsung sehingga mampu mengubah sedimensedimen tersebut menjadi suatu batuan sedimen. Material yang menyusun batuan sedimen adalah lumpur, pasir, kelikir, kerakal, dan sebagainya. Sedimen ini akan menjadi batuan sedimen apabila mengalami proses pengerasan. Sedimen akan menjadi batuan sedimen melalui proses pengerasan atau pembatuan (lithifikasi) yang melibatkan proses


pemadatan (compaction), sementasi (cementation) dan diagenesa dan lithifikasi. Ciri-ciri batuan sedimen adalah: (1). Berlapis (stratification), (2) Mengandung fosil, (3) Memiliki struktur sedimen, dan (4). Tersusun dari fragmen butiran hasil transportasi. Secara umumnya, sedimen atau batuan sedimen terbentuk dengan dua cara, yaitu: a. Batuan sedimen yang terbentuk dalam cekungan pengendapan atau dengan kata lain tidak mengalami proses pengangkutan. Sedimen ini dikenal sebagai sedimen autochthonous. Yang termasuk dalam kelompok batuan autochhonous antara lain adalah batuan evaporit (halit) dan batu gamping. b. Batuan sedimen yang mengalami proses transportasi, atau dengan kata lain, sedimen yang berasal dari luar cekungan yang ditransport dan diendapkan di dalam cekungan. Sedimen ini dikenal dengan sedimen allochthonous. Yang termasuk dalam kelompok sedimen ini adalah Batupasir, Konglomerat, Breksi, Batuan Epiklastik. Selain kedua jenis batuan tersebut diatas, batuan sedimen dapat dikelompokkan pada beberapa jenis, berdasarkan cara dan proses pembentukkannya, yaitu : a. Terrigenous (detrital atau klastik). Batuan sedimen klastik merupakan batuan yang berasal dari suatu tempat yang kemudian tertransportasi dan diendapkan pada suatu cekungan. Contoh: a). Konglomerat atau Breksi; b). Batupasir; c). Batulanau; d). Lempung b. Sedimen kimiawi/biokimia (Chemical/biochemical). Batuan sedimen kimiawi / biokimia adalah batuan hasil pengendapan dari proses kimiawi suatu larutan, atau organisme bercangkang atau yang mengandung mineral silika atau fosfat. Batuan yang termasuk dalam kumpulan ini adalah: a). Evaporit; b). Batuan sedimen karbonat (batugamping dan dolomit); c). Batuan sedimen bersilika (rijang); d). Endapan organik (batubara) c. Batuan volkanoklastik (Volcanoclastic rocks). Batuan volkanoklastik yang berasal daripada aktivitas gunungapi. Debu dari aktivitas gunungapi ini akan terendapkan seperti sedimen yang lain. Adapun kelompok batuan volkanoklastik adalah: Batupasir tufa dan Aglomerat.

2. Secara garis besar, genesa batuan sedimen dapat dibagi menjadi dua, yaitu : Batuan

Sedimen Klastik dan Batuan Sedimen Non-klastik.

Batuan sedimen klastik Batuan yang terbentuk dari hasil rombakan batuan yang sudah ada (batuan beku, metamorf, atau sedimen) yang kemudian diangkut oleh media (air, angin, gletser) dan diendapkan disuatu cekungan. Proses pengendapan sedimen terjadi terus menerus sesuai dengan berjalannya waktu sehingga endapan sedimen semakin lama semakin bertambah tebal. Beban sedimen yang semakin tebal mengakibatkan endapan sedimen mengalami kompaksi. Sedimen yang terkompaksi kemudian mengalami proses diagenesa, sementasi dan akhirnya mengalami lithifikasi (pembatuan) menjadi batuan sedimen. Batuan sedimen Non-klastik Batuan sedimen yang genesanya (pembentukannya) dapat berasal dari proses kimiawi, atau sedimen yang berasal dari sisa-sisa organisme yang telah mati. a. Batuan Sedimen Non-Klastik

Batuan sedimen non-klastik adalah batuan sedimen yang terbentuk dari proses kimiawi, seperti batu halit yang berasal dari hasil evaporasi dan batuan rijang sebagai proses kimiawi. Batuan sedimen non-klastik dapat juga terbentuk sebagai hasil proses organik, seperti


batugamping terumbu yang berasal dari organisme yang telah mati atau batubara yang berasal dari sisa tumbuhan yang terubah. Batuan ini terbentuk sebagai proses kimiawi, yaitu material kimiawi yang larut dalam air (terutamanya air laut). Material ini terendapkan karena proses kimiawi seperti proses penguapan membentuk kristal garam, atau dengan bantuan proses biologi (seperti membesarnya cangkang oleh organisme yang mengambil bahan kimia yang ada dalam air). Dalam keadaan tertentu, proses yang terlibat sangat kompleks, dan sukar untuk dibedakan antara bahan yang terbentuk hasil proses kimia, atau proses biologi (yang juga melibatkan proses kimia secara tak langsung). Jadi lebih sesuai dari kedua-dua jenis sedimen ini dimasukan dalam satu kelas yang sama, yaitu sedimen endapan kimiawi / biokimia. Yang termasuk dalam kelompok ini adalah sedimen evaporit (evaporites), karbonat (carbonates), batugamping dan dolomite (limestones and dolostone), serta batuan bersilika (siliceous rocks), rijang (chert). 1) Batuan Sedimen Evaporit Batuan evaporit atau sedimen evaporit terbentuk sebagai hasil proses penguapan (evaporation) air laut. Proses penguapan air laut menjadi uap mengakibatkan tertinggalnya bahan kimia yang pada akhirnya akan menghablur apabila hampir semua kandungan air manjadi uap. Proses pembentukan garam dilakukan dengan cara ini. Proses penguapan ini memerlukan sinar matahari yang cukup lama. a) Batuan garam (Rock salt) yang berupa halite (NaCl).

b) Batuan gipsum (Rock gypsum) yang berupa gypsum (CaSO4.2H20)

c) Travertine yang terdiri dari calcium carbonate (CaCO3), merupakan batuan karbonat.

Batuan travertin umumnya terbentuk dalam gua batugamping dan juga di kawasan air

panas (hot springs).

2) Batuan Sedimen Karbonat Batuan sedimen karbonat terbentuk dari hasil proses kimiawi, dan juga proses biokimia. Kelompok batuan karbonat antara lain adalah batugamping dan dolomit. Mineral utama pembentuk batuan karbonat adalah: Kalsit (Calcite) (CaCO3) dan Dolomit (Dolomite) (CaMg(CO3)2) Nama-nama batuan karbonat: a. Mikrit (Micrite) (microcrystalline limestone), berbutir sangat halus, mempunyai warna

kelabu cerah hingga gelap, tersusun dari lumpur karbonat (lime mud) yang juga dikenali

sebagai calcilutite.

b. Batugamping oolitik (Oolitic limestone) batugamping yang komponen utamanya terdiri

dari bahan atau allokem oolit yang berbentuk bulat

c. Batugamping berfosil (Fossiliferous limestone) merupakan batuan karbonat hasil dari

proses biokimia. Fosil yang terdiri dari bahan / mineral kalsit atau dolomit merupakan

bahan utama yang membentuk batuan ini.

d. Kokina (Coquina) cangkang fosil yang tersimen

e. Chalk terdiri dari kumpulan organisme planktonic seperti coccolithophores; fizzes readily

in acid


f. Batugamping kristalin (Crystalline limestone)

g. Travertine terbentuk dalam gua batugamping dan di daerah air panas hasil dari proses

kimia

h. Batugamping intraklastik (intraclastic limestone), pelleted limestone

3) Batuan Silika Batuan sedimen silika tersusun dari mineral silika (SiO2). Batuan ini terhasil dari proses kimiawi dan atau biokimia, dan berasal dari kumpulan organisme yang berkomposisi silika seperti diatomae, radiolaria dan sponges. Kadangkadang batuan karbonat dapat menjadi batuan bersilika apabila terjadi reaksi kimia, dimana mineral silica mengganti kalsium karbonat. Kelompok batuan silica adalah: a. Diatomite, terlihat seperti kapur (chalk), tetapi tidak bereaksi dengan asam. Berasal dari

organism planktonic yang dikenal dengan diatoms (Diatomaceous Earth).

b. Rijang (Chert), merupakan batuan yang sangat keras dan tahan terhadap proses lelehan,

masif atau berlapis, terdiri dari mineral kuarsa mikrokristalin, berwarna cerah hingga

gelap. Rijang dapat terbentuk dari hasil proses biologi (kelompok organisme bersilika,

atau dapat juga dari proses diagenesis batuan karbonat.

4) Batuan Organik. Endapan organik terdiri daripada kumpulan material organik yang akhirnya mengeras menjadi batu. Contoh yang paling baik adalah batubara. Serpihan daun dan batang tumbuhan yang tebal dalam suatu cekungan (biasanya dikaitkan dengan lingkungan daratan), apabila mengalami tekanan yang tinggi akan termampatkan, dan akhirnya berubah menjadi bahan hidrokarbon batubara. b. Batuan Sedimen Klastik 1) Ciri Batuan Sedimen Pada umumnya batuan sedimen dapat dikenali dengan mudah dilapangan dengan adanya perlapisan. Perlapisan pada batuan sedimen disebabkan oleh (1) perbedaan besar butir, seperti misalnya antara batupasir dan batulempung; (2) Perbedaan warna batuan, antara batupasir yang berwarna abu-abu terang dengan batulempung yang berwarna abu-abu kehitaman. Disamping itu, struktur sedimen juga menjadi penciri dari batuan sedimen, seperti struktur silang siur atau struktur gelembur gelombang. Ciri lainnya adalah sifat klastik, yaitu yang tersusun dari fragmen-fragmen lepas hasil pelapukan batuan yang kemudian tersemenkan menjadi batuan sedimen klastik. Disamping itu kandungan fosil juga menjadi penciri dari batuan sedimen, mengingat fosil terbentuk sebagai akibat dari organisme yang terperangkap ketika batuan tersebut diendapkan. 2) Tekstur Batuan Sedimen Klastik Pada hakekatnya tekstur adalah hubungan antar butir / mineral yang terdapat di dalam batuan. Sebagaimana diketahui bahwa tekstur yang terdapat dalam batuan sedimen terdiri dari fragmen batuan / mineral dan matrik (masa dasar). Adapun yang termasuk dalam tekstur pada batuan sedimen klastik terdiri dari : Besar Butir, Bentuk Butir, Kemas (Fabric), Pemilahan (Sorting), Sementasi, Porositas (kesarangan), dan Permeabilitas (Kelulusan).Besar


Butir adalah ukuran butir dari material penyusun batuan sedimen diukur berdasarkan klasifikasi Wentword.

Tabel 2.2. Besar butir klasifikasi Wentword

Ukuran (mm) Nama Butir (Fragmen)

Nama Batuan (Membundar)

Nama Batuan (Menyudut)

> 256 Bongkah Bonkah Konglomerat Bongkah Breksi

64 – 256 Berangkal Berangkal Konglomerat Berangkat Breksi

4 – 64 Kerakal Kerakal Konglomerat Kerakal Breksi

2 – 4 Butiran Butiran Konglomerat Butiran Breksi

1 – 2 Pasir sangat kasar Batu pasir sangat kasar -

½ - 1 Pasir kasar Batu pasir kasar -

¼ - ½ Pasir Sedang Batu pasir Sedang -

1/8 – ¼ Pasir halus Batu pasir halus -

1/16 – 1/8 Pasir sangat halus Batu pasir sangat halus -

1/256 – 1/16 Lanau Batu Lanau -

< 256 Lempeng Batu lempeng -

d. Pengelompokan Batuan Sedimen Louis V. Pirsson dalam “Rock and Rock Minerals” (1957) mengemukakan bahwa berdasarkan besar butir, batuan sedimen dapat dibagi menjadi 3 kelompok :

1) Rudit (rudites), berukuran butir lebih dari 2 mm. Contoh : konglomerat, braksi 2) Arenit (arenites), berukuran butir antara 1/16 – 2 mm. Contoh : Batu pasir, arkosa,

nutir pasir wake (greywacke) 3) Lutit (Lutiles, latin : lutum = lumpur), berbutir halus berukuran kurang dari 1/16 mm.

Contoh : Batu Lempeng, Batu Lanau, Mudstones, Argilit. e. Struktur Sedimen

1) Struktur sedimen yang terbentuk sebelum proses pembatuan (lithifikasi) Struktur sedimen yang terbentuk sebelum proses pembatuan dapat terjadi di bagian atas lapisan, sebelum lapisan atau endapan yang lebih muda atau endapan baru di endapkan. Struktur sedimen ini merupakan hasil kikisan, scour marks, flutes, grooves, tool marking dan sebagainya. Struktur-struktur ini sangat penting untuk menentukan arah aliran atau arah sedimentasi. 2) Struktur sedimen yang terbentuk pada proses sedimentasi. Struktur yang terbentuk semasa proses pengendapan, antara lain adalah perlapisan mendatar (flat bedding), perlapisan silang-siur (cross bedding), laminasi sejajar (parallel lamination), dan laminasi ripple mark. 3) Struktur yang terbentuk setelah proses pengendapan. Struktur ini terbentuk selepas sedimen terendap. Ini termasuk struktur beban, pseudonodules dimana sebagian lapisan pasir jatuh dan masuk kedalam lapisan lumpur di bawahnya, laminasi konvolut (convolute lamination) dan sebagainya. Hasil dari pergerakan mendatar sedimen yang membentuk lipatan juga termasuk dalam struktur selepas endapan.


Gambar 2.5 Pelapisan dalam batuan sedimen

f. Ciri-ciri fisik yang umum dalam Batuan Sedimen adalah sebagai berikut :

1) Berlapis, Batuan Sedimensering membentuk lapisan antara satu satuan batuan dengan batuan lainnya yang dipidahkan oleh bidang perlapisan, dimana dalam kondisi normal lapisan yang di bawah menunjukkan umur yang lebih tua.

2) Tekstur, Ukuran Butir, bentuk, dan susunan fragmen pembentuk batuan sedimen dinamakan tekstur, yang secara umum terbagi menjadi klasik dan non klasik (kristalin). Contoh : konglomerat bertekstur kasar. Batu pasir, batu lanau, dan batu lempung, mempunyai tekstur yang halus.

3) Gelembur Gelombang (Ripple Marks), terjadi sebagai akibat gerakan arus pada permukaan lapisan batuan di dasar sungai atau di pantai.

4) Warna, Lapisan batua Sedimen sering memperlihatkan warna yang berlaianan antara tiap lapisan yang berbeda sebagai unsure kimia dalam laipsan batuan tersebut. Hematit (Fe2O3) memberikan warna merah, limonit menyebabkan warna kuning, dan mangan menimbulkan warna ungu gelap hitam.

5) Konkresi, Lapisan dalam bentuk bulat atau pipih pada serpih, batu gamping, dan batu pasir yang relatiflebih keras dibandingkan dengan massa batuan yang melingkupinya. Bentukan ini Nampak setelah bagian luar batuan tersebut terkelupas akibat pelapukan atau erosi. Panjang atau garis tengah bentukan tersebut beragam dari beberapa cm hingga puluhan cm.

6) Geoda (geode), Kongkresi batuan berbentuk bulat berlubang, dan di dalamnya terdapat deretan Kristal.

7) Fosil, Sis Organisme yang mati dan terendapkan bersama-sama dengan batuan membentuk batuan sedimen berfosil.

8) Rekah kerut (mud crack), biasa ditemukan pada dasar (lapisan batuan lingkungan pengendapan) danau, empang, dan sungai yang mengering.

9) Bentuk butir pada sedimen klastik dibagi menjadi: Rounded (Membundar), Sub-rounded (Membundar tanggung), Sub-angular (Menyudut tanggung), dan angular (Menyudut).

10) Kemas (Fabric) adalah hubungan antara masa dasar dengan fragmen batuan / mineralnya. Kemas pada batuan sedimen ada 2, yaitu : Kemas Terbuka, yaitu hubungan antara masa dasar dan fragmen butiran yang kontras sehingga terlihat fragmen butiran mengambang diatas masa dasar batuan. Kemas tertutup, yaitu hubungan antar fragmen butiran yang relatif seragam, sehingga menyebabkan masa dasar tidak terlihat).

11) Pemilahan (Sorting) adalah keseragaman ukuran butir dari fragmen penyusun batuan. 12) Sementasi (Cement) adalah bahan pengikat antar butir dari fragmen penyusun batuan.

Macam dari bahan semen pada batuan sedimen klastik adalah : karbonat, silika, dan oksida besi.


13) Porositas (Kesarangan) adalah ruang yang terdapat diantara fragmen butiran yang ada pada batuan. Jenis porositas pada batuan sedimen adalah Porositas Baik, Porositas Sedang, Porositas Buruk.

14) Permeabilitas (Kelulusan) adalah sifat yang dimiliki oleh batuan untuk dapat meloloskan air. Jenis permeabilitas pada batuan sedimen adalah permeabilitas baik, permeabilitas sedang, permeabilitas buruk.

g. Contoh Batuan Sedimen

Tabel 2.3. Contoh batuan sedimen

Batu Pasir (sandstone)

warna Putih, kuning, abu-abu, coklat kemerahan

Tekstur Berbutir halus-sedang

Komposisi Kuarsa, feldspar kalsit, mika, glaukonit, oksida besi (magnetit, ilmenit), zircon, monasit, rutil

Kegunaan Penggosok, bahan bangunan

Keterangan Batu pasir umumnya bersifat poros dan lulus air (permeable). Apabila komposisi butiran terdiri dari glaukonit disebut batu pasir hijau (green sanddtone). Batu pasir yang butirannya agak kasar, tidak seragam, bahkan terdapat partikel menyudut, tersemen oleh lempung atau serpih disebut batu pasir wake (graywake)

Serpih (shale)

Warna Abu-abu, hitam, coklat

Tekstur Berbutir halus, berlapis tipis

Fisik Mudah pecah pada bidang perlapisan

Mineral utama

Felspar 63 %, kuarsa 35%

Keterangan Serpih yang banyak mengandung pasir disebut arenaceous shale, apabila banyak mengandung lempung dinamakan argillaceous shale, banyak mengandung kapur (CaCO3) dinamakan serpih gampingan/karbonat, banyak mengandung karbon dinamakan carbonaceous shale, oil shale (serpih minyak)

Konglomerat (conglomerate)

Warna Abu-abu, putih, kuning

Keterangan Fragmen pembentuk batuan terdiri dari material membundar berukuran 2 256 mm, di mana material tersebut merupakan fragmen batuan lain yang tertransportasi, terendapkan, dan tersemenkan menjadi


lapisan/endapan

Breksi (breccias)

Warna Hitam, abu-abu

Keterangan Proses pembentukan breksi sama dengan konglomerat, dibedakan dari fragmen pembentuk batuan yang menyudut.

Sandstone rocks are sedimentary rocks made from small grains of the minerals quartz and feldspar. They often form in layers as seen in this picture. They are often used as building stones.

Limestone rocks are sedimentary rocks that are made from the mineral calcite which came from the beds of evaporated seas and lakes and from sea animal shells. This rock is used in concrete and is an excellent building stone for humid regions.

Shale rock is a type of sedimentary rock formed from clay that is compacted together by pressure. They are used to make bricks and other material that is fired in a kiln.

Gypsum rocks are sedimentary rocks made up of sulfate mineral and formed as the result of evaporating sea water in massive prehistoric basins. It is very soft and is used to make Plaster of Paris, casts, molds, and wallboards.

Saran website: http://rocks.blanchard.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/Sedimentary.htm http://www.fi.edu/fellows/fellow1/oct98/create/sediment.htm

http://rocks.blanchard.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/Sedimentary.htm

http://www.fi.edu/fellows/fellow1/oct98/create/sediment.htm


C. Batuan Malihan (Batuan Metamorf) 1. Pengertian Batu Metamorf Batuan metamorf adalah batuan yang terbentuk sebagaiakibat dari proses metamorfosa pada batuan yang sudah ada karena perubahan temperature (T), tekanan (P), atau Temperatur (T) dan Tekanan (P) secara bersamaan. Batuan Malihan / ubahan (metamorphic, Yunani : meta = berubah, morphe = bentuk) berasal dari batuan beku atau batuan sedimen yang termalihkan (terubah) di dalam bumi sebagai akibat tekanan dan temperature yang sangat tinggi yang mengakibatkan perubahan sifat fisik dan kimia dari batuan asal. Contoh: marmer (malihan dari batuan gamping), kuarsit (malihan batu pasir kuarsa), genes (malihan dari granit).

2. Pengklasifikasian Batu Metamorf Berdasarkan Derajat Metamorfosa Derajat metamorfosa adalah suatu tingkatan metamorfosa yang didasarkan atas temperatur (T) atau tekanan (P) atau keduanya T dan P. Batuan metamorf diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) kelas atas dasar derajat metamorfosanya, yaitu: a. Batuan metamorfosa derajat rendah; b. Batuan metamorfosa derjat menengah, dan c. Batuan metamorf derajat tinggi

3. Pengelompokan Batu Metamorf Pengelompokan Batuan Metamorf adalah sebagai berikut : a. Batuan Malihan kontak/termal Terbentuk sebagai akibat adanya terobosan (intrusi magma, panas yang ditimbulkan saat terjadi penerobosan mengakibatkan batuan di sekelilingnya berubah menjadi batuan malihan. Zona ssentuh antara intrusi magma dengan batuan di sekitarnya disebut daerah pemanggangan (baked zone). Contoh : marmer, Kuarsit, Hornfel, Epdorit. b. Batuan Malihan dinamik atau kinetic Pembentukan batuan malihan sebagai akibat adanya gaya tekanan yang kuat yang menyebabkan terjadinya serta terubah satu lapisan batuan. Arena pembentukan batuan malihan ini meliputi cakupan daerah yang sangat luas maka disebut juga malihan regional.

4. Penamaan Batuan Metamorf Penamaan batuan metamorf didasarkan atas tekstur, struktur dan komposisi mineral yang menyusun batuan tersebut. a. Tekstur batuan metamorf terdiri dari: Bentuk butir granoblatik (terdiri dari mineral-mineral granular), lepidoblastik (terdiri dari mineral-mineral pipih), dan nematoblastik (terdiri dari mineral-mineral orthorombik), sedangkan teksturnya adalah foliasi, dan non foliasi. 1) Folasi, mendaun (foliated)

Susunan mineral pembentuk batuan memperhatikan bentuk yang sejajar dan teratur. Contoh ; Genes, sekis, Sabak (Slate), filit. 2) Non foliasi, membutir

Bentukan dan susunan mineral pembentuk batuan memperlihatkan bentuk membutir atau pejal (Massive). Contoh : Marmer, kuarsit, Antrasit, Grasit.


b. Struktur batuan metamorf dapat terdiri dari struktur schistose (struktur batuan metamorf yang memperlihatkan perselingan orientasi mineral pipih dan mineral granular / nematoblastik), gneistose (struktur batuan metamorf yang memperlihatkan hubungan dari orientasi mineral pipih dan mineral nematoblastik/granular yang saling berpotongan/tidak menerus), hornfelsic (struktur batuan metamorf yang hanya tidak memperlihatkan foliasi).

5. Contoh Batuan Asal Dari Perubahan Batu Metamorf

Tbel 2.4. Contoh batuan asal dari perubahan batu metamorf

Batuan Asal Batuan Alihan / Metamorf

Batuan Sedimen

Batu Pasir Kuarsa Kuarsit

Serpih Sabak, filit, sekis

Batu Gamping Marmer

Batubara batumina Antasit, Grafit

Batuan Beku

Granit Genes

Berbutir Halus mengandung mika, biotit, atau klorit

Sekis mika, Sekis biotit, Sekis Klorit

6. Contoh Batuan Metamorf

Tabel 2.5. Contoh batuan metamorf

Sekis (schist)

Warna Abu-abu

Tekstur Berlapis, mendam, berbutir sedang-halus

Keterangan Penamaan batuan juga didasarkan kepada kandungan mineral yang dominan. Contoh: sekis mika, sekis klorit

Genes (gneiss)

Warna Abu-abu

Tekstur Berbutir kasar

Keterangan Memperlihatkan bentuk memita yang dibentuk oleh mineral yang dikandungnya seperti klorit, biotit, mika

Batu Sabak (slate)

warna Abu-abu, hitam, hijau, merah

Tekstur Berbutir sangat halus

Keterangan Batu sabak yang dibentuk pipih sering digunakan untuk papan tulis (sabak), batu sabak digunakan juga untuk trotoar, atap

Marmer (marble)

warna Putih, kuning

Tekstur Berbutir halus – sedang

Keterangan Ubahan dari batugamping atau dolomit

Kegunaan Untuk dinding, lantai, mebel


Filit (phyllite)

warna Abu-abu

Tekstur Ukuran butir lebih halus dari sekis

Keterangan Ubahan dari serpih

Kegunaan Untuk dinding, lantai, mebel

Saran website: http://rocks.blanchard.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/Metamorphic.htm http://www.fi.edu/fellows/fellow1/oct98/create/metamorph.htm

http://rocks.blanchard.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/Metamorphic.htm

http://www.fi.edu/fellows/fellow1/oct98/create/metamorph.htm


KOMPETENSI DASAR 2.2: JENIS DAN SIFAT MINERAL Saran website: http://rocks.blanchard.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/index.html

DAFTAR PUSTAKA http://www.scribd.com/doc/63430369/Geologi-Umum-4arale http://www.scribd.com/doc/85142025/PERTEMUAN-3-SIKLUS-BATUAN

http://rocks.blanchard.s3-website-us-east-1.amazonaws.com/index.html

http://www.scribd.com/doc/63430369/Geologi-Umum-4arale

http://www.scribd.com/doc/85142025/PERTEMUAN-3-SIKLUS-BATUAN


KOMPETENSI DASAR 3 BENTUK MUKA BUMI (LANDFORM)

DAN PROSES PEMBENTUKAN MUKA BUMI

KOMPETENSI DASAR 3.1: BENTUK MUKA BUMI (LANDFORM) A. DI DARATAN

B. DI LAUTAN

KOMPETENSI DASAR 3.2: PROSES PEMBENTUKAN MUKA BUMI A. TENAGA ENDOGEN

B. TENAGA EKSOGEN


KOMPETENSI DASAR 3.1: BENTUK MUKA BUMI (LANDFORM) Bumi, antara satu tempat dengan tempat yang lain tidaklah sama bentuk kenampakan alamnya. Pada umumnya bumi terdiri atas daratan dan lautan, dimana luas lautan lebih besar daripada daratan. Wilayah daratan dengan lautan masing-masing memiliki keanekaragaman bentuk yang berbeda-beda. Sebagai contoh, di daratan saja memiliki banyak sekali kenampakan alam (ada gurun, pegunungan, gunung, sungai, hutan, dan masih banyak lagi). Kenampakan bentuk muka bumi baik di daratan maupun di lautan dari waktu ke waktu akan mengalami perubahan bentuk, hal ini dikarenakan adanya tenaga yang berasal dari dalam bumi (endogen) maupun luar bumi (eksogen) yang menyertainya. Lalu apa sebenarnya yang dimaksud dengan bentuk muka bumi itu? Pertanyaan ini mungkin akan memiliki banyak sekali jawaban dikarenakan banyak sekali cara yang bisa digunakan untuk mendefinisikan bentuk muka bumi. Mendefinisikan bentuk muka bumi akan lebih mudah apabila kita kenampakan bentuk muka bumi yang ada dilihat langsung. Sebagai contoh bentuk muka bumi sebagai kenampakan alam (permukaan bumi) yang dilihat secara cara langsung oleh mata manusia. Untuk mempelajari bentuk muka bumi, maka geomorfologi adalah ilmu yang tepat dalam mengkaji berbagai kenampakan bentuk muka bumi. Geomorfologi berasal dari kata geomorf yang berarti bentuk lahan dan logos yang berarti ilmu. Jadi geomorfologi adalah ilmu atau uraian mengenai bentuk muka bumi. Cooke (1974) mengatakan bahwa geomorfologi adalah studi bentuk lahan dan proses-proses yang mempengaruhi pembentukannya dan menyelidiki hubungan antara bentuk dan proses dalam tatanan keruangannya. Sedangkan menurut Verstappen (1983) geomorfologi merupakan ilmu pengetahuan alam tentang bentuk lahan pembentuk muka bumi, baik diatas maupun dibawah permukaan air laut dan menekankan pada asal mula dan perkembangan di masa mendatang serta konteksnya dengan lingkungan. Berdasarkan pengertian-pengertian diatas dapat disimpulkan bahwa geomorfologi mempelajari bentuk lahan muka bumi.

Topografi lokal sedikit bervariasi dari bentuk bulatan ideal yang mulus, meski pada skala global, variasi ini sangat kecil. Bumi memiliki toleransi sekitar satu dari 584 atau 0,17% dibanding bulatan sempurna (reference spheroid), yang lebih mulus jika dibandingkan dengan toleransi sebuah bola biliar, 0,22%. Lokal deviasi terbesar pada permukaan Bumi adalah gunung Everest (8.848 m di atas permukaan laut) dan Palung Mariana (10.911 m di bawah permukaan laut). Karena buncitan khatulistiwa, bagian Bumi yang terletak paling jauh dari titik tengah Bumi sebenarnya adalah gunung Chimborazo di Ekuador. Banyak fenomena alam yang terjadi dipermukaan Bumi yang berhubungan dengan pergerakan permukaan Bumi. Fenomena tersebut antara lain gempa bumi, tanah longsor, dan penurunan permukaan tanah. Dengan fenomena di atas menunjukkan adanya dinamika yang terjadi di permukaan bumi. Dinamika itu sendiri terjadi karena adanya aktivitas tenaga endogen dan tenaga eksogen dari waktu ke waktu. Permukaan bumi sendiri mengalami perubahan bentuk karena terjadinya deformasi lapisan batuan penyusun kulit bumi. Beberapa ahli mengemukakan teori terhadap adanya gerakan lapisan kulit bumi antara lain :

http://id.wikipedia.org/wiki/Topografi

http://id.wikipedia.org/wiki/Palung_Mariana

http://id.wikipedia.org/wiki/Gunung_Chimborazo

http://id.wikipedia.org/wiki/Ekuador


1. Teori kontraksi Teori ini di kemukakan oleh James Dana di AS tahun 1847 Dan Elie De Baumant di eropa tahun 1852. Mereka berpendapat bahwa kerak bumi mengalami pengerutan karena terjadinya pendinginan di bagian dalam bumi akibat konduksi panas. Pengerutan-pengerutan itu menyebabkan bumi menjadi tidak rata. 2. Teori laurasia-gondwana Teori ini di kemukakan oleh Eduard Zuess dalam bukunya The Face of The Earth (1884) dan Frank B.Taylor (1910). Mereka mengemukakan bahwa pada mulanya terdapat dua benua di kedua kutub bumi. Benua-benua tersebut di beri nama laurasia(laurentia) dan gondwana. Kedua benua tersebut kemudian bergerak secara perlahan ke arah ekuator sehingga terpecah-pecah membentuk benua-benua seperti sekarang. 3. Teori apungan benua Di kemukakan oleh Alfred Lothr Wegener pada tahun (1912) dalam bukunya the origin of The Continent’s and Ocean’s. Wegener mengemukakan teori perkembangan bentuk permukaan bumi berhubungan dengan pergeseran benua. Menurutnya, di permukaan bumi pada awalnya hanya terdapat sebuah benua besar yang di namakan pangea, serta sebuah samudera yang di namakan phantalasa. Benua tersebut kemudia bergeser secara perlahan ke arah ekuator dan barat mencapai posisi seperti sekarang. Teori apungan benua ini di perkuat dengan adanya kesamaan garis pantai antara Amerika Selatan dan Afrika, serta kesamaan lapisan batuan dan fosil-fosil pada lapisan di kedua daerah tersebut. 4. Teori konveksi Teori ini mengemukakan bahwa twrjadi aliran konveksi ke arah vertikal di dalam lapisan astenosfer yang agak kental.aliran tersebut berpengaruh sampai ke kerak bumi yang ada di atasnya. Aliran konveksi yang merambat ke dalam kerak bumi menjadi lunak. Gerak aliran dari dalam mengakibatkan permukaan bumi menjadi tidak rata. 5. Teori pergeseran dasar laut Robert Diesz, seorang ahli geologi dasar laut Amerika Serikat mengembangkan teori konveksi yang di kemukaan Hess (aliran konveksi yang sampai ke permukaan bumi di Mid Oceanic Ridge atau punggung tengah laut. Di puncak Mid Oceanic Ridgie tersebut lava mengalir terus dari dalam kemudian tersebar ke dalam ke kedua sisinya dan membeku membentuk kerak bumi baru). 6. Teori lempeng tektonik Di kemukakan oleh ahli geofisika inggris, MC Kenzie dan Robert Parker. Kedua ahli itu menyampaikan teori yang menyempurnakan teori-teori sebelumya, seperti pergeseran benua, pergeseran dasar laut dan teori konveksi. Kerak bumi dan litosfeter yang mengapung di atas lapisan astenosfer di anggap saling berhubungan. Aliran konveksi yang keluar dari punggung laut menyebar ke kedua sisinya, sedangkan di bagian lain akan masuk kembali ke lapisan dalam dan bercampur dengan materi di lapisan itu. Daerah tempat masuknya materi itu merupakan patahan (transform fault) yang ditandai dengan adanya palung laut dan pulau vulkanis. Pada daerah transform fault itu aktivitas gempa bumi banyak terjadi akibat pergeseran kerak bumi yang terjadi terus-menerus sehingga lempeng kerak bumi terpecah-pecah. Karena lempeng-lempeng itu berada di atas lapisan yang cair, panas, dan plastis (astenosfer) maka lempeng-lempeng menjadi dapat bergerak secara tidak beraturan. Di dalam gerakannya kadang-kadang ada dua lempeng yang saling menjauh di sepanjang patahan, ada juga lempeng-lempeng yang saling bertabrakan sehingga menimbulkan gempa yang dahsyat, lempeng itu disebut lempeng tektonik.


A. DI DARATAN Bentuk muka bumi di wilayah daratan berada di permukaan bumi yang tidak tertutupi air.

Keterangan: 1. Dataran tinggi 2. Jurang 3. Ngarai 4. Lembah 5. Sungai 6. Danau 7. Dataran rendah 8. Pegunungan 9. bukit

Gambar 3.1 Bentuk muka bumi wilayah daratan

Macam-macam bentuk muka bumi di daratan: 1. Dataran rendah

Dataran rendah merupakan tanah yang keadaannya relatif datar dan luas, suatu bentang alam tanpa banyak memiliki perbedaan ketinggian antara satu tempat dengan tempat yang lain. Dataran ini mempunyai ketinggian mencapai 200 m di atas permukaan air laut. Tanah ini biasanya ditemukan di sekitar pantai, tetapi ada juga yang terletak di pedalaman. Dataran rendah terjadi akibat proses sedimentasi. Di Indonesia dataran rendah umumnya hasil sedimentasi sungai. Dataran rendah ini disebut dataran aluvial. Dataran aluvial biasanya berhadapan dengan pantai landai laut dangkal. Dataran ini biasanya tanahnya subur, sehingga penduduknya lebih padat bila dibandingkan dengan daerah pegunungan. Dataran rendah mempunyai tekanan udara lebih tinggi sedangkan pegunungan, tekanan udaranya lebih rendah. perpindahan udara terjadi dari tekanan udara yg tinggi ke rendah. Di Indonesia banyak dijumpai dataran rendah, misalnya pantai timur Sumatera, pantai utara Jawa Barat, pantai selatan Kalimantan, dataran aluvial di Sumatra Bagian Timur, Irian Jaya bagian barat, dan lain-lain.

2. Dataran tinggi

Dataran tinggi merupakan dataran yang luas yang letaknya di daerah tinggi atau pegunungan. Dataran tinggi terbentuk sebagai akibat hasil erosi dan sedimentasi. Dataran ini juga dinamakan plato (plateau), contoh dataran tinggi Dekkan, dataran tinggi Gayo, dataran tinggi Dieng, dataran tinggi Malang, atau dataran tinggi Alas. Dataran tinggi bisa juga terjadi oleh bekas kaldera luas, yang tertimbun material dari lereng gunung sekitarnya. Misalnya dataran tinggi Dieng (Jawa Tengah) yang diduga oleh proses tersebut.

Gambar 3.2. Dataran tinggi Gayo


3. Gunung Gunung merupakan bentuk muka bumi yang berbentuk kerucut atau kubah berdiri sendiri. Pada beberapa gunung ditemukan juga yang bersambung dengan gunung lainnya, namun bentuk terpisahnya masih jelas. Sebuah gunung biasanya terbentuk dari gerakan tektonik lempeng, gerakan orogenik atau gerakan epeirogenik. Umumnya gunung merupakan gunung berapi, contoh gunung bromo, gunung semeru, dan gunung merapi.

Gambar 3.3. Gunung Bromo

4. Pegunungan Bentuk muka bumi ini berbeda dengan gunung, tetapi juga memiliki persamaan yakni letaknya sama-sama tinggi. Perbedaannya adalah pegunungan merupakan suatu jalur memanjang yang berhubungan antara puncak yang satu dengan puncak yang lainnya. Pegunungan adalah kumpulan dari gunung-gunung yang membentuk permukaan bumi seolah-olah bergelombang dengan lembah dan lekukan di antara gunung-gunung tersebut.Pegunungan biasanya relatif luas. Pegunungan dapat dibedakan menjadi pegunungan tua dan muda. Pegunungan tua merupakan pegunungan yang relatif rendah dengan puncaknya yang relatif tumpul dan lerengnya landai (contoh pegunungan skandinavia dan australia timur), sedangkan pegunungan muda pada umumnya tinggi dengan puncaknya yang runcing dan lerengnya relatif curam. Contoh dua deretan pegunungan di Indonesia, yaitu :

a. Sirkum Pasifik, yang melalui Sulawesi, Maluku, Papua dan Halmahera. b. Sirkum Mediterania yang melalui Sumatera, Jawa, Bali, Lombok, Sumbawa, Flores,

Solor, Alor, Weter, Damar, Nila, Seua, Manuk, Kepulauan Banda dan berakhir di Pulau Ambon. Contoh dari pegunungan di Indonesia adalah pegunungan bukit barisan.

Gambar 3.4. Pegunungan Bukit Barisan

5. Dataran pantai

Dataran pantai adalah dataran yang terletak di antara daratan dan lautan. Dataran pantai merupakan sebuah bentuk geografis yang terdiri dari pasir, dan terdapat di daerah pesisir laut. Daerah pantai letaknya ditepi laut dimana sejauh air pasang masih

http://id.wikipedia.org/wiki/Tektonik_lempeng

http://id.wikipedia.org/wiki/Tektonik_lempeng

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gerakan_orogenik&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Gerakan_epeirogenik&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Pasir

http://id.wikipedia.org/wiki/Laut


bisa mencapai daratan. Daerah pantai menjadi batas antara daratan dan perairan laut. Panjang garis pantai ini diukur mengeliling seluruh pantai yang merupakan daerah teritorial suatu negara.

Gambar 3.5. Contoh Dataran pantai

6. Lembah

Lembah adalah daerah rendah yang panjang dan sempit, serta dialiri oleh sebuah sungai. Lembah adalah wilayang bentang alam yang dikelilingi oleh pegunungan atau perbukitan yang luasnya dari beberapa kilometer persegi sampai mencapai ribuan kilometer persegi. Lembah dapat terbentuk dari beberapa proses geologis. Lembah gletser yang umumnya berbentuk-U terbentuk puluhan ribu tahun yang lalu akibat erosi gletser. Selain berbentuk-U, lembah juga dapat berbentuk-V. Beberapa lembah yang terkenal antara lain Ngarai Sianok (Sumatera Barat, Indonesia), Grand Canyon (Amerika Serikat), Death Valley (Amerika Serikat), dan Lembah Indus (Pakistan).

Ngarai Sianok (Sumatera Barat) Grand Canyon (Amerika Serikat) Gambar 3.6. Contoh lembah (ngarai)

7. Bukit

Bukit adalah bagian muka bumi yang lebih tinggi dari pada daerah sekitarnya namun dengan ketinggian relatif rendah dibandingkan dengan gunung, dan ketinggian 200-300 meter diatas permukaan air laut.

Gambar 3.7 Contoh bukit

http://id.wikipedia.org/wiki/Gletser

http://id.wikipedia.org/wiki/Ngarai_Sianok

http://id.wikipedia.org/wiki/Grand_Canyon

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Death_Valley&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Death_Valley&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Lembah_Indus&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Gunung


8. Depresi Depresi adalah daerah yang mengalami penurunan (pemerosotan) sehingga permukaannya lebih rendah dari pada permukaan air laut. Bentuk depresi yang memanjang disebut slenk, sedangkan yang membulat disebut basin. Misalnya, Depresi Jawa Tengah dan Lembah Semangka.

Gambar 3.8. Contoh basin

9. Rawa Rawa adalah dataran rendah yang selalu basah (bersifat jenuh dengan air) karena selalu digenangi oleh air. Rawa merupakan genangan air di daratan sebagai akibat letaknya yang lebih rendah dari daerah sekitarnya. Hal ini menyebabkan airnya tidak dapat mengalir keluar dan akan terakumulasi di tempat tersebut dan tanah di dasar rawa akan jenuh air. Rawa dapat dibedakan dengan danau jika dilihat pada hal-hal berikut ini:

- Rawa selalu dipenuhi dengan tumbuhan, sedangkan danau tidak. - Air rawa banyak mengandung bahan organis, sedangkan air danau banyak

mengandung bahan anorganis.

Gambar 3.9 Rawa Pening (Semarang)

10. Peneplain

Peneplain adalah puncak gunung yang baru terbentuk dan merupakan hasil pengerjaan tenaga eksogen, terutama hasil erosi/ pengikisan.

Gambar 3.10. Peneplain


B. DI LAUTAN

Bentuk muka bumi di wilayah lautan merupakan daerah yang tergenang oleh air laut dan letaknya di dasar laut.

Ga,bar 3.11. Morfologi dasar laut

Gambar 3.12. Relief dasar laut

1. Palung laut (trough) Palung laut merupakan daerah ingresi di laut yang bentuknya memanjang. Palung laut adalah dasar laut yang dalam, yang diakibatkan oleh menyusupnya lempeng samudera ke bawah lempeng benua. Jadi lokasinya berada di daerah-daerah tumbukan lempeng benua dan samudera, seperti di barat pulau sumatra dan selatan pulau jawa. Palung yang terdalam di bumi adalah palung Mariana, barat laut Samudra Pasifik, tepatnya berada di Kedalaman Challenger yang memiliki kedalaman 10.923 meter. Contoh lainnya adalah palung Sunda (7450 meter).

Palung menentukan salah satu batas-batas alam yang paling penting pada permukaan padat bumi: satu antara dua lithosphericplates. Ada tiga jenis batas lempeng litosfer: divergen

http://id.wikipedia.org/wiki/Bumi

http://id.wikipedia.org/wiki/Palung_Mariana

http://id.wikipedia.org/wiki/Samudra_Pasifik

http://id.wikipedia.org/wiki/Kedalaman_Challenger


(dimana kerak litosfer dan kelautan dibuat di pegunungan di tengah laut), konvergen (dimana satu lempeng litosfer bawah sink lain dan kembali ke mantel), dan melintang (di mana dua lempeng litosfer masa lalu geser satu sama lain). 2. Lubuk laut (basin) Lubuk laut terjadi akibat tenaga tektonik merupakan laut ingresi dan bentuknya bulat. Basin terjadi akibat pemerosotan dasar laut. Proses pembentukan lubuk laut sama dengan palung laut, hanya berbeda pada bentuknya saja, yaitu bentuknya yang membulat dan kedalamannya juga lebih dari 5.000 meter. Misalnya, Lubuk Laut Sulu dan Lubuk Laut Banda. 3. Gunung laut Gunung laut adalah gunung yang kakinya ada di dasar laut dan puncaknya menjulang ke atas permukaan air laut. Umumnya ditemukan terbentuk dari proses pembentukan gunung berapi dan muncul pada kedalaman mulai dari 1000-4000 meter dari kedalaman dasar laut. Setidaknya terdapat sebanyak 30.000 gunung laut yang tersebar di seluruh dunia. Contoh gunung krakatau di Indonesia dan Maona Loa di Hawaii.

Gambar 3.13. Gunung Krakatau

4. Punggung laut Punggung laut merupakan satuan atau deretan bukit di dalam laut. Punggung laut adalah dasar lautan yang dangkal, memanjang, dan sempit yang dikanan kirinya merupakan laut dalam. Punggung laut atau punggung bukit lautan, adalah bentukan di dasar laut yang mirip tanggul raksasa. Panjangnya bisa ribuan kilometer. Punggung laut yang berlereng curam disebut ridge, sedangkan yang berlereng landai disebut rise. Contoh punggung laut Sibolga.

5. Ambang laut Ambang laut adalah punggung laut yang memisahkan dua bagian laut atau dua laut dalam. Ambang laut atau Drempel adalah pembatas pada dasar laut yang memisahkan dua laut dalam atau dasar laut yang mencuat dan memisahkan perairan yang satu dengan perairan lain. Bentuk ambang laut bagai bukit di antara dua laut dalam. Ambang laut yang terkenal di Indonesia, contohnya Ambang Laut Sulu, Ambang Laut Sulawesi, dan Ambang Laut Gibraltar.

Secara umum dasar laut terdiri atas empat bagian. Pembagian ini dimulai dari bagian daratan menuju ke tengah laut, adalah sebagai berikut: 1. Landasan Benua (Continental Shelf) Landasan benua adalah dasar laut yang berbatasan dengan benua. Di dasar laut ini sering ditemukan juga lembah yang menyerupai sungai. Lembah beberapa sungai yang terdapat di Continental Shelf ini merupakan bukti bahwa dulunya continental shelf meupakan bagian daratan yang kemudian tenggelam.


2. Lereng Benua (Continental Slope) Lereng benua biasanya terdapat di pinggir continental shelf. Daerah continental slope bisa mencapai kedalaman 1500 m dengan sudut kemiringan biasanya tidak lebih dari 5 derajat. 3. Deep Sea Plain Deep sea plain meliputi dua pertiga seluruh dasar laut dan terletak pada kedalaman lebih dari 1.500 m, biasanya relief di daerah ini bervariasi, mulai dari yang rata sampai pada puncak vulkanik yang menyembul di atas permukaan laut sebagai pulau yang terisolasi. 4. The Deeps The deeps merupakan kebalikan dari deep sea plain. Hanya sebagian kecil dasar lautan sebagai the deeps. The deeps permukaan laut adalah dasar laut dengan ciri adanya palung laut (trog) dan mencapai kedalaman yang besar, misalnya di Samudera Pasifik mencapai kedalaman 75.000 m.


KOMPETENSI DASAR 3.2: PROSES PEMBENTUKAN MUKA BUMI Perubahan bentuk permukaan bumi disebabkan oleh bekerjanya gaya–gaya tenaga alam, yaitu tenaga geologi. Sehingga di setiap waktu, seiring berkembangnya zaman, bentuk muka bumi mengalami tahapan-tahapan perubahan yang membuat muka bumi tidak memiliki bentuk yang tetap. Keragaman bentuk permukaan bumi disebabkan oleh dua kekuatan yaitu tenaga endogen dan tenaga eksogen kedua tenaga ini menghasilkan rupa muka bumi yang beraneka ragam baik di daratan maupun dasar laut. Proses alam endogen/ tenaga endogen adalah tenaga Bumi yang berasal dari dalam Bumi. Tenaga alam endogen bersifat membangun permukaan Bumi ini. Tenaga alam eksogen berasal dari luar Bumi dan bersifat merusak. Jadi kedua tenaga itulah yang membuat berbagai macam relief di muka Bumi ini seperti yang kita tahu bahwa permukaan Bumi yang kita huni ini terdiri atas berbagai bentukan seperti gunung, lembah, bukit, danau, sungai, dsb. Adanya bentukan-bentukan tersebut, menyebabkan permukaan Bumi menjadi tidak rata. Bentukan-bentukan tersebut dikenal sebagai relief Bumi. Permukaan bumi selalu dan akan selalu mengalami perubahan sebagai akibat gomorfologi. Proses ini dapat berupa proses endogen (dari dalam bumi), proses eksogen ( dari luar bumi), maupun ekstraterestrial (angkasa, contoh meteor jatuh). Antara proses endogen dan eksogen saling berhubungan dimana apabila proses endogen terjadi (misal gunung meletus) maka proses eksogen akan menyertainya. Berikut ini akan dijelaskan lebih detail mengenai proses-proses yang bertugas mengubah bentuk muka bumi. Ketiga proses tersebut adalah sebagai berikut:

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Endogen&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_endogen


A. TENAGA ENDOGEN Merupakan tenaga dari dalam bumi yang membentuk konfigurasi permukaan bumi. Tenaga endogen ini sifatnya membentuk permukaan bumi menjadi tidak rata. Tenaga Endogen sering menekan di sekitar lapisan-lapisan batuan pembentuk kulit bumi (litosfer). Mungkin saja di suatu daerah dulunya permukaan bumi rata (datar) tetapi akibat tenaga endogen ini berubah menjadi gunung, bukit atau pegunungan. Tenaga endogen adalah tenaga pengubah muka bumi yang berasal dari dalam bumi.

Tenaga endogen ada yang mempunyai sifat membangun dan ada yang mempunyai sifat merusak, tetapi secara umum tenaga endogen bersifat membangun. Tenaga endogen bersumber dari magma yang bersifat membangun ( konstruktif ). Tenaga endogen merupakan kekuatan yang mendorong terjadinya pergerakan kerak bumi, pergerakan ini disebut diastropisme. Kerak bumi terdiri atas dua macam yakni kerak benua dan kerak samudera. Kerak benua anatara lain Kerak benua Eropa dan Asia ata disebut Eurasia, Kerak Benua Afrika, Kerak Benua Amerika Utara dan Kerak Benua Amerika Selatan. Kerak Samudera antara lain Kerak Samudera Hindia, Samudera Pasifik dan Samudera Atlantik.

Gambar 3.14. Pembagian lempeng pada permukaan bumi

Hasil dari pergeseran kerak bumi akan menjadikan permukaan bumi menjadi cembung seperti adanya pegunungan berapi dan menjadikan permukaan bumi cekung seperti adanya laut dan danau. Pada bagian lain permukaan bumi turun menjadikan adanya lembah atau jurang. Tenaga ini dapat berupa tektonisme (diastropisme), vulkanisme, dan gempa (seisme). Gejala tenaga endogen : 1. Tekanan ke atas dari magma, gerak lempeng, dan energi yang terkumpul akan mampu

menekan lapisan kulit bumi sehingga terjadi perubahan letak atau pergeseran kulit bumi. Akibatnya, kulit bumi bisa melengkung (disebut lipatan) atau patah (disebut patahan). Gejala ini disebut tektonisme/ tektogenetik.

http://id.wikipedia.org/wiki/Gunung

http://id.wikipedia.org/wiki/Bukit

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/pembagian-lempeng.jpg


2. Magma akan menerobos lempeng benua di atasnya melalui celah atau retakan atau patahan dan terbentuklah gunung api. Gejala ini disebut vulkanisme.

3. Bila tumpukan energi di daerah penujaman demikian besar, energi tersebut akan mampu menggoyang atau menggetarkan lempeng benua dan lempeng samudera di sekitarnya. Goyangan atau getaran ini disebut gempa bumi. Gejala ini disebut seisme.

Penjelasan lebih lanjut tentang gejala tenaga endogen tersebut adalah sebagai berikut: 1. Tektonisme (diastropisme)

Proses tektonisme/ diastropisme adalah proses struktural yang mengakibatkan terjadinya lipatan dan patahan tanpa dipengaruhi magma tapi tenaga dari dalam bumi. Kalau tenaga endogen yang menekan litosfer arahnya mendatar dan bertumpukan yang mengakibatkan permukaan bumi melipat menyebabkan terbentuknya puncak dan lembah disebut lipatan. Bentuk permukaan bumi dari hasil proses ini ada dua, yaitu : puncak lipatan (antiklin) dan lembah lipatan (sinklin). Proses diastropisme juga dapat menyebabkan struktur lapisan-lapisan batuan retak-retak dan patah. Lapisan batuan yang mengalami proses patahan ada yang mengalami pemerosotan yang membentuk lembah patahan dan ada yang terangkat membentuk puncak patahan. Lembah patahan disebut slenk atau graben sedangkan puncak patahan dinamakan horst. Terdiri atas tenaga epirogenesa dan tenaga orogenesa. Tenaga epirogenesa merupakan proses pengangkatan (negatif) atau penurunan (positif) letak bumi dalam wilayah luas dengan kecepatan relatif lambat. Contoh akibat dari tenaga epirogenesa positif adalah turunnya pulau-pulau di Indonesia Timur, dan akibat dari tenaga epirogenesa negatif adalah pengangkatan benua Asia. Sedangkan tenaga orogenesa merupakan pengangkatan pada daerah relatif sempit dalam waktu relatif singkat. Contoh dari tenaga ini adalah terbentuknya pegunungan lipatan di zone utara jawa timur (pegunungan kendeng). Tenaga ini biasa disebut sebagai tenaga pembentuk pegunungan. Beberapa gejala-gejala tektonisme diantaranya berupa pelengkungan (warping), lipatan (folding), retakan (jointing), dan patahan (faulting). Plutonisme atau intrusi magma adalah pergerakan magma yang tidak sampai keluar ke permukaan bumi. Namun, pergerakan magma juga ada yang sampai keluar ke permukaan bumi yang disebut vulkanisme atau ekstrusi magma. Tektonisme adalah perubahan letak atau kedudukan lapisan kulit bumi secara horizontal maupun vertikal. a. Berdasarkan kecepatan gerak dan luas daerah, tektonisme dibedakan atas epirogenesa dan orogenesa 1) Epirogenesa Epirogenesa adalah gerakan pada lapisan kulit bumi secara horizontal maupun vertikal akibat pengangkatan dan penurunan permukaan bumi yang terjadi sangat lambat serta meliputi wilayah yang sangat luas. Epirogenesa dibagi menjadi dua yaitu a) Epirogenesa positif, yaitu gerak turunnya permukaan bumi sehingga laut seolah-olah

mengalami kenaikan


Gambar 3.15. Epirogenesa positif terjadi di pantai Skandinavia dan pantai Timor

b) Epirogenesa negatif yaitu gerak naiknya permukaan bumi sehingga laut seolah-olah

mengalami penurunan.

Gambar 3.16. Epirogenesa negatif terjadi di Teluk Hudson

2) Orogenesa Orogenesa adalah gerakan pada lapisan kulit bumi secara horizontal maupun vertikal akibat pengangkatan dan penurunan permukaan bumi yang terjadi sangat cepat dan meliputi wilayah yang sempit seperti pembentukan deretan sirkum pasifik.

b. Proses Tektonisme Berdasarkan Bentuknya 1) Lipatan Terjadi akibat tanaga endogen yang mendatar dan bersifat liat (plastis) sehingga permukaan bumi mengalami pengerutan. Bagian yang terlipat diatas disebut punggung lipatan (antiklinal) dan yang terlipat ke bawah disebut lembah lipatan (sinklinal). Daerah ladang minyak bumi di Indonesia umumnya terletak pada daerah geosinklinal yang oleh J.H.F Umgrove disebut idiogeosinklinal. Adakalanya sebuah daerah lipatan terjadi dari beberapa antiklinal dan sinklinal. Deretan semacam itu masing- masing disebut antiklinorium dan sinklinorium. Jenis-jenis lipatan a) Lipatan tegak (symmetrical folds), terjadi karena pengaruh tenaga horizontal sama atau

tenaga radial sama dengan tenaga tangensial. b) Lipatan miring (asymmetrical fold), terjadi karena arah tenaga horizontal tidak sama. c) Lipatan menutup (recumbent folds), terjadi karena tenaga tengensial saja yang bekerja. d) Lipatan rebah (overtuned folds), terjadi karena arah tenaga horizontal dari satu arah. e) Sesar sungkup (overthrust), terjadi karena adanya pergerakan pada sepanjang kerak bumi

Gambar 3.17. Bentuk berbagai jenis lipatan

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/epirogenesa-positif.jpeg

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/epirogenesa-negatif.gif

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/bentuk-berbagai-jenis-lipatan.jpg


2) Patahan Terjadi karena tenada endogen yang relatif cepat, baik secara vertikal maupun horizontal. Patahan adalah gejala retaknya kulit bumi yang tidak plastis akibat pengaruh tenaga horizontal dan tenaga vertikal. Daerah retakan seringkali mempunyai bagian-bagian yang terangkat atau tenggelam. Jadi, selalu mengalami perubahan dari keadaan semula, kadang bergeser dengan arah mendatar, bahkan mungkin setelah terjadi retakan, bagian-bagiannya tetap berada di tempatnya. Ada beberapa jenis patahan yaitu : a) Tanah naik ( horst ) yaitu daratan yang terletak lebih tinggi dari daerah sekelilingnya.

Horst terjadi akibat gerak tektogenesa horizontal memusat, yaitu tekanan dari dua arah tau lebih yang menimbulkan kerak bumi terdorong naik.

Gambar 3.18. Tanah naik

b) Tanah turun ( graben atau slenk ) yaitu kenampakan daratan yang letaknya lebih rendah

dari daerah di sekelilingnya. Graben terjadi karena tarikan dari dua arah yang mengakibatkan kerak bumi turun.

Gambar 3.19. Tanah turun

c) Sesar yaitu patahan yang diakibatkan oleh gerak horizontal yang tidak frontal dan hanya

sebagian saja yang bergetar.

Gambar 3.20. Sesar

Destral terjadi jika seseorang berdiri potongan yang berada di depan seseorang tersebut bergeser ke kanan. Sinistral, jika seseorang berdiri di potongan sesar yang satu dan potongan di depan seseorang tersebut bergeser ke arah kiri.

Gambar 3.21. Destral dan sinistral


d) Blok mountain yaitu kumpulan pegunungan yang terdiri atas beberapa patahan. Blok mountain terjadi akibat tenaga endogen yang berbentuk retakan-retakan di suatu daerah.

Gambar 3.22. Patahan blok mountain

Akibat dari patahan dan lipatan dapat membentuk keragam muka bumi antara lain: Pegunungan, Dataran tinggi, Plato atau plateau, Depresi, Palung laut, Lubuk laut, Punggung laut, Ambang laut, dan Shelf. 2. Vulkanisme

Vulkanisme adalah proses keluarnya magma ke permukaan bumi, baik melalui pipa kepundan maupun celah-celah batuan. Konfigurasi permukaan bumi yang dihasilkan oleh proses ini berupa bentuk lahan asal vulkanik. Gejala vulkanisme berhubungan dengan aktivtas keluarnya magma di gunung api. Proses keluarnya magma ke permukaan bumi disebut erupsi gunung api. Proses vulkanisme terjadi karena adanya magma yang keluar dari zona tumbukan antar lempeng. Apabila gunung berapi meletus, magma yang terkandung di dalam kamar magmar di bawah gunung berapi meletus keluar sebagai lahar atau lava. Selain daripada aliran lava, kehancuran oleh gunung berapi disebabkan melalui berbagai cara seperti berikut: 1. Aliran lava. 2. Letusan gunung berapi. 3. Aliran lumpur. 4. Abu.

5. Kebakaran hutan. 6. Gas beracun. 7. Gelombang tsunami. 8. Gempa bumi.

Istilah-istilah dalam vulkanisme : 1. Vulkanologi adalah ilmu kebumian yang mempelajari gunung api. 2. Magma adalah bahan silikat cair pijar yang terdiri atas bahan padat, cair, dan gas yang

terdapat di lapisan litosfer bumi. Suhu normal magma bersikar 900oC-1200oC. 3. Erupsi adalah proses keluarnya magma dari lapisan litosfer sampai ke permukan bumi.

Erupsi sebuah gunung api dapat berupa lelehan (efusif) melalui retakan pada lapisan-lapisan batu. Dan ledakan semburan (eksplosif) melalui kepundan atau corong gunung api.

4. Intrusi magma adalah proses penerobosan magma melalui retakan-retakan lapisan batuan, tetapi tidak sampai ke permukaan bumi. Apabila intrusi magma membeku maka akan terbentuk batuan intrusiva.

5. Lava adalah magma yang keluar sampai ke permukaan bumi. 6. Lahar adalah lava yang telah bercampur dengan bahan-bahan di permukaan bumi.

http://id.wikipedia.org/wiki/Magma

http://id.wikipedia.org/wiki/Lahar

http://id.wikipedia.org/wiki/Abu_vulkanik

http://id.wikipedia.org/wiki/Tsunami

http://id.wikipedia.org/wiki/Gempa_bumi

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/patahan-blok-mountain.jpg


7. Eflata/ bahan piroklastik adalah bahan-bahan yang lepas dari gunungapi ketika terjadi letusan eksplosif.

8. Kawah adalah lubang pada tubuh gunung api sebagai tempat keluarnya magma. Kawah yang cukup besar disebut kaldera. Bila kaldera terisi air yang cukup banyak mak akan terbentuk danau kawah atau danau vulkanik. Kawah dan kaldera yang di Indonesia, antara lain Kawah Takubanperahu (Jawa Barat), Kawah Gunung Tengger (Jawa Tengah), dan Kaldera Gunung Batur (Bali).

Pergerakan magma dibedakan sebagai berikut : 1. Intrusi magma adalah aktivitas magma di dalam lapisan litosfera, memotong atau menyisip litosfer dan tidak mencapai permukaan bumi. Intrusi magma dapat dibedakan menjadi empat, yaitu: a. Intrusi datar (sill atau lempeng intrusi) yaitu magma menyusup diantara dua lapisan

batuan, mendatar dan pararel dengan lapisan batuan tersebut. b. Lakolit yaitu magma yang menerobos di antara lapisan bumi paling atas. Bentuknya

seperti lensa cembung atau kue serabi. c. Batolit adalah batuan beku yang terbentuk dalam kapur magma karena penurunan

suhunya yang sangat lambat. d. Gang (korok) yaitu batuan hasil intrusi magma yang menyusup dan membeku di sela sela

lipatan (korok). e. Apofisa adalah gang yang relatif kecil dan merupakan cabang gang. f. Diatrema adalah lubang (pipa) diantara dapur magma dan kepundan gunung berapi

bentuknya seperti silinder memanjang .

Gambar 3.23. Intrusi magma

2. Ekstrusi magma adalah magma yang keluar melalui sebuah saluran magma dan membentuk gunung-gunung , dari ektrusi magma ini akan melahirkan gunung api. Hal ini terjadi bila tekanan gas cukup kuat dan ada retakan pada kulit bumi . Ekstrusi magma dapat di bedakan menjadi: a. Erupsi linier, yaitu magma keluar melalui retakan pada kulit bumi,berbentuk kerucut

gunung api. b. Erupsi sentral, yaitu magma yang keluar melalui sebuah lubang permukaan bumi dan

membentuk gunung yang letaknya tersendiri.


c. Erupsi areal, yaitu magma yang meleleh pada permukaan bumi karena letak magma yang sangat dekat dengan permukaan bumi, sehingga terbentuk kawah gunung berapi yang sangat luas.

Erupsi linier Erupsi sentral Erupsi areal Gambar 3.24. Ekstrusi magma (Bagan erupsi)

Gejala vulkanik dapat dibedakan menjadi : 1. Pravulkanik Pravulkanik adalah tanda-tanda atau gejala di suatu daerah akan terjadi letusan gunung api. Tanda-tanda akan terjadinya letusan gunung api adalah : a. Kenaikan suhu udara di sekitar gunung api drastis (dari suhu rendah tiba-tiba naik jadi

panas). b. Banyak tumbuhan kering dan hewan turun dari gunung. c. Meningkatnya bau belerang yang menyengat. 2. Pascavulkanik (postvulcanic) Pascavulkanik adalah gejala dimana gunungapi menampakan aktifitas atau sedang dalam fase istirahat. Gejalanya antara lain : a. Ditemukannya mata air panas, yang bisa dijadikan obat kulit, seperti mata air di Banten

(Jawa Tangah) dan di Ciatar (Jawa Barat) . b. Adanya semburan air panas (geyser) yang keluar dari rekahan batuan seperti di Cisolok

Sukabumi (Jawa Barat). c. Ditemukanya gas gunung api berupa Uap air (fumarola), Gas belerang (sulfatar), Gas

karbondioksida (mofet). Hasil dari proses vulkanisme antara lain : 1. Gunung Gunung sebagai salah satu pembentuk permukaan bumi adalah bagian permukaan bumi yang bumi yang berbentuk kerucut yang berdiri sendiri dan terdiri atas satu puncak tertinggi yang dibatasi oleh lereng. Gunung terbentuk oleh adanya gerakan magma atau ekstruksi magma dalam bumi dari kantung magma sampai ke lapisan bumi. Ekstruksi magma tersebut melahirkan gunung api. Jenis dari gunung api antara lain: a. Gunung api perisai: gunung api perisai berbentuk seperti perisai (shields) terbentuk oleh letusan yang sangat cair (efusief), yaitu berupa lelehan lava yang sangat luas dan landai. Ciri gunung api perisai adalah lerengnya sangat landai bahkan hampir datar, Contohnya gunung Mauna Loa dan gunung Mauna Kea di Hawai.

Gambar 3.25. Gunung api perisai

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/gunung-api-perisai1.jpg


b. Gunung api Maar: gunung api maar terbentuk dari letusan berupa ledakan (eksplosif) yang dahsyat yang terjadi sekali, dengan mengeluarkan bahan-bahan berupa eflata. Gunung maar biasanya punya dapur magma yang dangkal dan magma yang terdiri dari bahan-bahan padat dan gas yang padat. Contoh gunung maar adalah gunung Lamongan (Jawa Timur), gunung Pinakate (Meksiko), gunung Monte Muovo (Italia), gunung api Starto (Kerucut).

Gambar 3.26. Gunung api corong (Maar)

c. Gunung api Starto: gunung api starto terbentuk akibat letusan yang berulang-ulang dan berseling-seling antara bahan padat dan lelahan lava. Sebagian besar gunung di Indonesia adalah gunung starto seperti gunung Semeru, gunung Merapi, gunung Agung, gunung Kerinci.

Gambar 3.27. Gunung api strato

2. Sumber air panas ( air thermal ) dan air mineral Jenis air ini banyak dimanfaatkan sebagai sumber air mineral yang dikonsumsi dalam bentuk kemasan. Mata air yang terkenal adalah mata air panas Baturaden di Purwokerto.

Gambar 3.28. Mata air panas Baturaden, Purwokerto

3. Sumber gas ( ekskalasi ) Sumber gas dapat keluar dalam bentuk sebagai berikut Sulfatar atau sumber gas belerang, Fumarol atau sumber gas uap air, Mofet atau sumber gas asam arang.

Gambar 3.29 Contoh sumber gas

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/gunung-api-berbentuk-corong-maar1.jpg

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/gunung-api-strato1.jpg


4. Mata air geyser Merupakan mata air tanah yang memancar sewaktu-waktu dalam celah batuan atau bekas kantong magma akibat dorongan gas dari dalam.

Gambar 2.30. Contoh mata air geyser


B. TENAGA EKSOGEN Proses eksogen berlangsung pada permukaan bumi dan tenaganya berasal dari luar kulit bumi. Tenaga yang bekerja meliputi semua medium alami yang mampu mengikis dan mengangkut material di permukaan bumi. Tenaga ini dapat berupa pelapukan (baik pelapukan fisik, mekanis, organik, maupun campuran), gerakan massa batuan, longsor, dan erosi. Tenaga yang menggerakkan dapat berupa air mengalir, air tanah, gelombang, dan arus tsunami, angin dan gletser. Berdasarkan proses yang bekerja pada permukaan bumi dikenal proses fluvial, marin, eolian, glasial, pelapukan dan gerakan massa batuan. Akibat bekerjanya proses tersebut terjadilah proses gradasi yang terdiri atas degradasi dan agradasi. Proses degradasi cenderung menyebabkan penurunan permukaan bumi, sedangkan agradasi menyebabkan penaikan permukaan bumi. Pada proses degradasi tercakup proses pelapukan, gerak massa batuan dan erosi. Berlangsungnya proses eksogen tersebut dipengaruhi oleh faktor geologi (jenis batuan, struktur geologi, sikap perlapisan), iklim, topografi, vegetasi, dan tanah. Tenaga eksogen dapat merubah bentuk permukaan bumi menjadi berlubang, berbukit dan bentuk lainnya.

Gambar 3.30. Rusaknya badan jalan karena erosi oleh gelombang air laut akibat adanya

tenaga eksogen 1. Pelapukan Pelapukan atau weathering (weather) merupakan perusakan batuan pada kulit bumi karena pengaruh cuaca (suhu, curah hujan, kelembaban, atau angin). Karena itu pelapukan adalah penghancuran batuan dari bentuk gumpalan menjadi butiran yang lebih kecil bahkan menjadi hancur atau larut dalam air. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi pelapukan, yakni: a. Iklim, terutama temperatur dan curah hujan. b. Vegetasi sebagai penutup dari sinar matahari secara langsung, sehingga akan

memperlambat pelapukan mekanis. Vegetasi sebagai pemasok asam organik dan karbondioksida ( CO2) kedalam tanah sehingga akan mempercepat pelapukan kimia.

c. Topografi, berkaitan arah kemiringan tempat yang menghadap sinar matahari secara langsung akan mempercepat pelapukan.

d. Jenis batuan. Proses pelapukan dapat dikatakan sebagai proses penghancuran massa batuan melalui media penghancuran, berupa: a. Sinar matahari b. Air

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/peristiwa-abrasi-laut-71.jpg


c. Gletser d. Reaksi kimiawi e. Kegiatan makhluk hidup (organisme)

Pelapukan dibagi menjadi 3 (tiga), yakni: pelapukan mekanis, pelapukan kimiawi, dan pelapukan organik. a. Pelapukan mekanis merupakan penghancuran batuan secara fisik tanpa mengalami perubahan kimiawi. Penghancuran batuan ini bisa disebabkan oleh akibat pemuaian, pembekuan air, perubahan suhu tiba-tiba, atau perbedaan suhu yang sangat besar antara siang dan malam. Proses pelapukan ini sangat dipengaruhi kondisi alam. Pelapukan fisik terjadi secara alami tanpa adanya campur tangan manusia

Gambar 3.31 Proses pelapukan batuan oleh alam merupakan contoh dari pelapukan fisik

b. Pelapukan kimiawi merupakan pelapukan yang ditimbulkan oleh reaksi kimia terhadap massa batuan. Air, oksigen dan gas asam arang mudah bereaksi dengan mineral, sehingga membentuk mineral baru yang menyebabkan batuan cepat pecah. Faktor-faktor yang mempengaruhi intensitas pelapukan kimiawi yakni sama seperti faktor-faktor yang mempengaruhi pelapukan pada umumnya. Jenis-jenis pelapukan kimiawi yakni: proses oksidasi dan proses hidrolisis. Misal batuan kapur yang terkena air. Batuan kapur atau gamping dengan rumus kimia CaCO3 bila bercampur dengan air hujan ( H2O ) yang mengandung CO2 , maka akan menjadi larut. Itulah contoh pelapukan kimiawi. Terjadinya stalaktit dan stalagmit pada gua juga akibat dari pelapukan kimiawi

Gambar 3.32 Stalaktit dan stalagmit terbentuk akibat pelapukan kimiawi

c. Pelapukan organik dihasilkan oleh aktifitas makhluk hidup, seperti pelapukan oleh akar tanaman (lumut dan paku-pakuan) dan aktivitas hewan (cacing tanah dan serangga). Manusia juga merupakan salah satu faktor yang dapat memicu terjadinya pelapukan.

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/pelapukan-fisik.jpg

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/pelapukan-fisik.jpg

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/pelapukan-kimiawi1.jpg


2. Gerakan massa batuan (mass wasting atau mass movement) Gerakan massa batuan juga disebut dengan perpindahan tanah atau batuan yang ada dilereng oleh pengaruh gaya berat (gravitasi) atau kejenuhan air. Mass wasting biasa terjadi pada lereng yang labil, yaitu lereng yang gaya menarik (shear strees)nya > gaya menahan (shear strenght). Untuk lereng yang stabil, shear strenght > shear strees sehingga tidak terjadi gerakan massa batuan. Faktor-faktor yang mempengaruhi mass wasting (gerakan massa batuan), yakni: a. Kemiringan lereng, dimana semakin besar kemiringannya maka peluang terjadi gerakan

massa batuan akan semakin besar dikarenakan gaya berat semakin besar pula. b. Relief lokal, terutama yang mempunyai kemiringan lereng cukup besar misalnya kubah,

perbukitan mempunyai peluang yang besar untuk terjadi mass wasting. c. Ketebalan hancuran batuan diatas batuan dasar, makin tebal maka peluang untuk

terjadinya mass wasting dikarenakan permukaan yang labil makin besar pula. d. Iklim. e. Gempa bumi. f. Vegetasi. g. Tambahan material di bagian atas lereng.

Berikut ini penjelasan mengenai klasifikasi mass wasting: a. Gerakan lambat (slow flowage).

1) Rayapan tanah (soil creep) yaitu gerakan massa tanah atau batuan secara lambat. 2) Talus creep adalah rayapan puing-puing hasil pelapukan yang tertimbun di suatu

lereng. Terjadi karena pengaruh gravitasi, yang tertimbun di suatu lereng. Terjadi karena pengaruh gravitasi, yang dibantu oleh air sebagai pendorong.

3) Rock creep yaitu gerakan massa batuan secara lambat menuruni lereng disebabkan karena gravitasi.

b. Gerakan cepat (rapid flowage). Gerakan ini dikontrol oleh kejenuhan air pada massa batuan.

1) Earth flow adalah aliran massa batuan yang jenuh air menuruni lereng . 2) Mud flow yakni aliran hancuran batuan halus yang bercampur dengan air melalui

lembah-lembah (saluran), terjadi di daerah beriklim kering. 3) Gugur puing, yaitu puing-puing batuan yang meluncur di dalam saluran sempit,

menuruni lereng curam c. Gerakan sangat cepat (very rapid flowage). Gerakan ini dipengaruhi oleh gravitasi. d. Longsor lahan ( landslide )

Gerakan tersebut dapat dibagi menjadi : 1) Luncur yaitu gerakan penggelinciran dari satu atau beberapa unit puing batuan. 2) Longsor puing yaitu peluncuran puing batuan yang tidak terpadatkan dan

berlangsung cepat. 3) Jatuh puing yaitu puing batuan yang jatuh hampir bebas dari suatu permukaan yang

vertical atau menggantung. 4) Longsor batu yaitu massa batuan yang secara individu meluncur menuruni

permukaan lapisan. 5) Jatuh batu yaitu blok-blok batuan yang jatuh secara bebas dari lereng curam.


Gambar 3.33 Contoh tanah longsor

e. Amblesan ( subsidensi ), yaitu pergeseran tempat ke arah bawah tanpa permukaan

bebas dan tidak menimbulkan pergeseran horizontal. Terjadi karena perpindahan material secara pelan di daerah massa yang ambles.

Cara untuk mencegah gerakan mass wasting adalah sebagai berikut: a. Menanami lereng dengan vegetasi. b. Membuat teras-teras pada lereng. c. Bangunan di dekat lereng dibuatkan beton penahan.

3. Erosi dan transportasi Erosi adalah suatu bagian dari proses geomorfologi, yaitu proses pelepasan dan terangkatnya material bumi oleh tenaga geomorfologis. Menurut Arsyad (1989), erosi adalah pindahnya atau terangkutnya tanah atau bagian-bagian tanah daru suatu tempat ke tempat lain oleh media alami. Media dapat berupa aliran sungai, angin, gerakan massa tanah, dan lain-lain. Erosi sering juga disebut dengan pengikisan, baik berupa air, angin atau gletser. Adapun faktor-faktor yang menjadi penyebab terjadinya erosi, faktor tersebut adalah sifat hujan, kemiringan lerang dari jaringan aliran air, tanaman penutup tanah, dan kemampuan tanah utnuk menahan dispersi dan untuk menghisap kemudian merembeskan air ke lapisan yang lebih dalam. Morgan (1980) menyebutkan bahwa erosi merupakan interaksi antara faktor iklim, topografi, tanah, vegetasi, dan aktivitas manusia yang dinyatakan dengan persamaan sebagai berikut:

E = f (c.t.v.s.h) Dimana,

E = erosi c = iklim t = topografi v = vegetasi

f = fungsi s = tanah h = manusia.

Erosi terjadi karena beberapa sebab berikut : 1. Tenaga air Proses pengkikisan oleh air yang mengalir terjadi dalam empat tingkatan yang berbeda sesuai dengan kerusakan tanah atau batuan yang terkena erosi. Bentuk dari erosi yang diakibatkan oleh air: a . Erosi percikan ( splash erosion ) yakni proses percikan partikel-partikel tanah halus yang disebabkan oleh pukulan tetes air hujan terhadap tanah dalam keadaan basah.

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/tanahlongsorcringelcom.jpg


b. Erosi lembar yaitu proses pengkikisan lapisan tanah paling atas sehingga kesuburannya berkurang. Pengkikisan lembar ditandai oleh:

1) warna air yang mengalir berwarna coklat 2) warna air yang terkikis menjadi lebih pucat 3) kesuburan tanah berkurang

c. Erosi alur adalah lanjutan dari erosi lembar. Ciri khas erosi alur adalah adanya alur-alur pada tanah sebsgai tempat mengalirnya air. d. Aliran erosi parit ( gully erosion ), proses terbentuknya sama seperti erosi alur, akan tetapi tenaga erosinya berupa aliran limpasan, dan alur-alur yang terbentuk sudah sedemikian dalam sehingga sudah tidak dapt dihilangkan dengan pengolahan tanah secara biasa. e. Erosi lembah ( valley erosion ) yakni erosi yang terjadi karena pengangkutan/pemindahan lapisan tanah yang hampir merata di tanah permukaan oleh tenaga aliran perluapan. Kekuatan jatuh tetes-tetes hujan dan aliran perluapan merupakan penyebab utama erosi lembah. f . Aliran erosi ngarai ( canyon erosion ) Bentuk sisa dari erosi yang diakibatkan oleh air dan gelombang berupa jereng-jereng pegunungan, bukit-bukit, dasar pantai yang datar dan tanjung dengan ujung yang curam. Sedangkan hasil endapan berupa delta, kipas-kipas aluvial, dataran banjir, gosong pasir (bars ) dan dasar laut yang dangkal. 4. Tenaga angin

Bentuk erosi dari angin berupa lubang-lubang hasil tiupan angin ( blow holes ). Bentuk sisa dari erosi angin berupa batu jamur ( pedestal rocks ) dan bentuk endapannya berupa bukit-bukit pasir ( sand dunes ) dan endapan lebih halus dari pasir ( loess ).

Gambar 3.34 Bentuk erosi dari angin berupa blow holes

Gambar 3.35 Erosi oleh angin

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/quobba_blowholes_med.jpg


5. Tenaga gletser Es yang meluncur di lereng pegunungan dapat menyebabkan erosi yang disebut erosi gletser. Bentuk dari erosi gletser antara lain ledok berundak ( cirques ) dan palung glasial. Bentuk sisa dari erosi ini adalah puncak bukit yang mirip tanduk ( matterhorn peaks ) serta jereng-jereng yang kasar dan tajam. Sedangklan hasil endapan dari erosi ini adalah morena, drumlin dan esker.

Gambar 3.36 Hasil dari erosi gletser

6. Tenaga Organisme atau makhluk hidup Organisme tenaga penggerak erosi yaitu binatang dan manusia. Erosi oleh organisme berupa liang-liang galian binatang. Bentuk endapan dari erosi organisme berupa karang koral dan sarang binatang.

Gambar 3.37 Koral hasil endapan erosi yang disebabkan oleh makhluk hidup

7. Erosi oleh sungai Proses erosi sungai dapat menentukan tingkat usia sungai. a. Stadium muda (young stream) Sungai dikatakan dalam stadium muda apabila terjadi ketidakseimbangan antara proses erosi dan sedimentasi, di mana erosi jauh lebih besar dibandingkan dengan sedimentasi. Tanda-tandanya adalah: 1) proses erosi sangat aktif, baik erosi ke bawah maupun erosi ke samping 2) lembahnya mempunyai lereng yang terjal (berbentuk huruf V) 3) banyak dijumpai air terjun (waterfall) 4) pengikisan vertikal lebih kuat dibandingkan dengan pengikisan horizontal b. Stadium dewasa (mature stream) Sungai dikatakan dalam stadium dewasa apabila sudah terdapat keseimbangan antara proses erosi dan sedimentasi. Tanda-tandanya adalah: 1) kecepatan alirannya berkurang 2) lerengnya tidak tidak terlalu tajam (berbentuk huruf U) 3) erosi ke bawah sudah tidak begitu kuat

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/hasil-erosi-gletser.jpg

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/koral.jpg


c. Stadium tua (old stream) Sungai dikatakan dalam stadium tua apabila pada bagian hilirnya terjadi pengendapan yang sangat besar, sedangkan di bagian hulunya hanya terjadi sedikit sekali atau sama sekali sudah tidak ada erosi. Tanda-tandanya adalah: 1) proses erosi sangat kecil, sedangkan proses sedimentasi sangat besar 2) terdapatnya dataran banjir (flood plain), yaitu daerah di kiri dan kanan sungai apabila

sungai mengalami banjir akan tergenang dan terdapat endapan-endapan material, sewaktu air telah surut endapan material tersebut tertinggal

3) dijumpai adanya meander 8. Erosi oleh air laut (abrasi) a. Desakan yang kuat dari gelombang yang memecah pantai mempunyai pengaruh langsung pada pantai dan secara tidak langsung menekan air yang terjebak di dalam retakan batuan dan batuan itu mengalami retakan lebih besar lagi ketika air kembali ke laut. b. Pecahan-pecahan batuan di dalam air menggelinding pada dasar tebing pantai yang akhirnya melahirkan proses korasi. Proses ini bisa terjadi di pantai-pantai yang terdiri atas batuan yang mudah larut, misalnya batu kapur. Akibat erosi dari pelarutan kalsium karbonat oleh air menyebabkan batuan menjadi melemah dan akhirnya hancur. c. Tebing pantai (Cliff) Tebing pantai adalah pantai dengan batuan keras yang terjal de ngan pegunungan yang curam. Perjaan erosi laut terjadi pada zona yang relatif sempit dan datar sehingga tebing pantai tidak stabil dan runtuh. Jika muka tebing pantai yang mundur tertinggal oleh dasar yang telah dierosi maka disebut wave cut platform. Pada tempat ini material hasil erosi diendapkan. d. gua (Cave), arch, stack, dan stump Pengerjaan erosi laut mencapai batuan yang lembut di sepanjang dasar tebing pantai, seperti pada garis patahan atau sejenisnya karena erosi ini mungkin terjadi bentuk yang disebut gua. Jika gua ini terbentuk pada kedua sisi erosi yang berkelanjutan akan terus menerobos dan kedua gua itu bersatu sehingga terjadilah arch. Arch ini terus menerus terkena erosi, yang tertinggal hanya tiang-tiang batu yang berdiri jauh dari tebing pantai, ini yang disebut stack. Erosi pada dasar stack terus berlangsung sehingga stack itu runtuh dan terdapat di bawah permukaan air laut dan ini yang disebut stump. e. Pantai fyord adalah pantai yang berlekuk- lekuk jauh menjorok ke arah daratan (seperti teluk yang sempit), tebingnya sangat curam, lembahnya berbentuk huruf V dan biasanya dasar lautnya dalam, tetapi ambangnya dangkal. f.

Gambar 3.38 Erosi akibat gelombang air laut

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/erosi-laut.jpg


9. Sedimentasi Batuan hasil pelapukan secara berangsur diangkut ke tempat lain oleh tenaga air, angin, dan gletser. Air mengalir di permukaan tanah atau sungai membawa batuan halus baik terapung, melayang atau digeser di dasar sungai menuju tempat yang lebih rendah. Hembusan angin juga bisa mengangkat debu, pasir, bahkan bahan material yang lebih besar. Makin kuat hembusan itu, makin besar pula daya angkutnya. Di padang pasir misalnya, timbunan pasir yang luas dapat dihembuskan angin dan berpindah ke tempat lain. Sedangkan gletser, walaupun lambat gerakannya, tetapi memiliki daya angkut besar. Sedimentasi adalah peristiwa pengendapan material batuan yang telah diangkut oleh tenaga air atau angin tadi. Pada saat pengikisan terjadi, air membawa batuan mengalir ke sungai, danau, dan akhirnya sampai di laut. Pada saat kekuatan pengangkutannya berkurang atau habis, batuan diendapkan di daerah aliran air tadi. Karena itu pengendapan ini bisa terjadi di sungai, danau, dan di laut. Pengendapan yang terjadi di sungai disebut sedimen fluvial. Hasil pengendapan ini biasanya berupa batu giling, batu geser, pasir, kerikil, dan lumpur yang menutupi dasar sungai. Di danau juga bisa terjadi endapan batuan. Hasil endapan ini biasanya dalam bentuk delta, lapisan batu kerikil, pasir, dan lumpur. Proses pengendapan di danau ini disebut sedimen limnis. Sedimentasi atau pengendapan yang dilakukan secara terus menerus dalam jangka waktu lama dapat mengubah permukaan bumi menjadi dataran yang lebih tinggi. Pengikisan oleh tenaga air atau mungkin angin di daerah pegunungan mengakibatkan adanya pengendapan di daerah yang agak rendah, sehingga lama kelamaan berubah menjadi dataran tinggi. Misalnya Dataran Tinggi Dieng, Dataran Tinggi Gayo. Proses sedimentasi oleh sungai: a. Floodplain merupakan endapan atau dataran banjir. Menurut tempatnya dapat dibedakan menjadi channel bar, delta bar, meander bar, dan tanggul alam.

1) Channel bar adalah endapan yang terdapat di tengah lembah sungai. 2) Delta bar adalah endapan di muara anak sungai pada sungai induk. 3) Meander bar adalah endapan yang terdapat di tikungan dari meander. 4) Tanggul alam adalah punggungan rendah di tepi sungai yang terbentuk akibat

banjir. b. Delta merupakan endapan yang terdapat di muara sungai dan memiliki bentuk seperti delta atau segitiga.

10. Proses denudasi

Denudasi adalah proses pengelupasan batuan induk yang telah mengalami proses pelapukan atau akibat pengaruh air sungai, panas matahari, angin, hujan, embun beku dan es yang bergerak ke laut. Pada umumnya denudasi terdapat pada lereng- lereng pegunungan yang dipengaruhi oleh gaya berat dan erosi sehingga bagian terluar terangkat dan daerah tersebut akan mengalami ketandusan karena tidak mempunyai lapisan tanah lagi. Pada daerah kapur terjadi pelapukan kimiawi (bukan organis), daerah kapur berup a daerah pegunungan dengan perbedaan suhu antara siang dan malam tidak terlalu besar. Iklim hujan tropis iklim hujan tropis terjadi banyak hujan akibatnya tingkat erosi tinggi.


Karena tingkat erosi yang tinggi mengakibatkan perubahan bintang alam yang ditunjukkan oleh adanya : a. bukit sisa b. lahan kritis c. dataran fluvial

3. Dampak tenaga ednogen dan eksogen bagi kehidupan manusia

a. Dampak positif tenaga endogen bagi kehidupan manusia

Kegiatan pembentukan muka bumi karena tenaga endogen memiliki dampak positif berikut: 1) Sebuah gunung yang meletus akan mengeluarkan magma yang menjadi lava. Lava ini

bila membeku selama beberapa tahun akan menjadi lahan pertanian yang subur. 2) Gejala diatropisme seperti patahan dapat menghasilkan bentuk muka bumi yang unik

dan indah, sehingga dapat dijadikan objek wisata, contohnya Ngarai Sihanok di Sumatera Barat.

3) Magma yang dikeluarkan oleh gunung berapi memuntahkan bahan tambang dan bahan mineral yang terdapat di dalam bumi, akibatnya wilayah sekitar gunung berapi menghasilkan berbagai jenis bahan tambang dan batuan yang bernilai ekonomis.

4) Sebagai kawasan tangkapan air hujan ( catchment area ) yang banyak menerima curah hujan dan mampu menyimpan serta mengeluarkan pada musim kemarau berupa air tanah.

5) Sumber bahan tambang dan sumber daya mineral seperti batu, pasir, emas, perak, biji besi dan aluminium.

6) Pusat tenaga listrik yaitu melalui pembangkit listrik tenaga uap (panas bumi).

Gambar 3.39 PLTU Paiton

7) Tempat habitat berbagai jenis flora dan fauna. 8) Tempat pariwisata dan laboratorium alam

Gambar 3.40 Laboratorium geologi karang sambung

http://ips-terpadu-gunegan.blogspot.com/2011/09/dampak-positif-dan-negatif-tenaga.html

http://ips-terpadu-gunegan.blogspot.com/2011/09/gejala-diatropisme-vulkanisme-dan.html

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/pltu-paiton.jpg

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/laboratorium-geologi-karang-sambung.jpg


b. Dampak negatif tenaga endogen bagi kehidupan manusia

Kegiatan pembentukan muka bumi karena tenaga endogen memiliki dampak negatif berikut: 1) Letusan gunung akan mengeluarkan lava dan menyemburkan awan panas, debu

akibatnya akan merusak wilayah yang ada di sekitarnya seperti: hutan, lahan pertanian dan pemukiman penduduk.

2) Gempa bumi yang sumber gempanya berada di dekat permukaan tanah mengakibatkan rusaknya berbagai bagunan, bila sumber gempanya berada di dasar laut akan menyebabkan tsunami yang dapat merusak kehidupan di sekitar pantai.

3) Gempa bumi yang terjadi di sekitar pegunungan salju dapat menimbulkan longsoran salju yang sangat merusak.

4) Tenaga endogen menghasilkan lereng-lereng yang curam sehingga tingkat erosi dan

longsor lahan tinggi.

c. Dampak Positif Tenaga Eksogen

Pembentukan muka bumi karena tenaga eksogen memiliki dampak positif berikut ini: 1) Aktivitas pelapukan dapat menghasilkan bentuk muka bumi yang unik dan indah,

sehingga dapat dijadikan objek wisata, contohnya : Grand Canyon (Amerika Serikat), Ayers Rock (Australia).

2) Proses Sedimentasi menghasilkan daratan yang subur. contoh: Sungai Chao Phraya melalui dataran rendah alluvial di Bagian Tengah Thailand.

3) Memunculkan habitat. Tenaga eksogen seperti panas matahari sangat dibutuhkan seluruh makhluk hidup.

4) Tanpa panas matahari makhluk hidup tidak dapat bertahan hidup. 5) Memperluas daratan. 6) Memunculkan barang-barang tambang di permukaan bumi

d. Dampak Negatif Tenaga Eksogen

Kegiatan pembentukan muka bumi karena tenaga eksogen memiliki dampak negatif berikut: 1) Erosi yang terjadi secara besar-besaran dapat menyebabkan hilangnya kesuburan

tanah.

Gambar 3.41 Contoh erosi besar-besaran

2) Erosi pada daerah pantai menyebabkan berkurangnya luas lahan pantai. 3) Angin kencang atau badai dapat merusak rumah. 4) Hujan deras dapat menimbulkan banjir dan tanah longsor di daerah perbukitan. 5) Panas matahari yang berlebihan dapat menyebabkan kebakaran hutan. 6) Abrasi ( pengikisan air laut ) di daerah pantai, menyebabkan bangunan menjadi rusak

karena hantaman ombak terus-menerus

http://ips-terpadu-gunegan.blogspot.com/2011/09/gempa-bumi.html

http://ips-terpadu-gunegan.blogspot.com/2011/09/gempa-bumi.html

http://ips-terpadu-gunegan.blogspot.com/2011/09/sedimentasi.html

http://pesonageografi.com/wp-content/uploads/2011/06/erosi-tanah1.jpg


e. Upaya penanggulangan dampak negatif tenaga endogen dan eksogen

Upaya penanggulangan yang perlu dilakukan untuk mencegah terjadinya kerusakan yang ditimbulkan oleh pembentukkan muka bumi akibat tenaga endogen dan eksogen :

1) Merancang dan membuat bagunan tahan gempa 2) Membuat tanggul-tanggul pemecah ombak untuk mencegah abrasi 3) Membangun stasiun pengamatan gunung berapi yang berfungsi untuk memantau

aktifitas gunung berapi dan mengumumkan tingkat bahaya yang ditimbulkannya kepada masyarakat di sekitarnya agar dapat mengurangi korban jiwa.

4) Melakukan kegiatan reboisasi untuk menjaga kesuburan tanah dan kelestarian ekosistem


DAFTAR PUSTAKA

Cazenave, Anny (1995). Ahrens, Thomas J.. ed (PDF). Global earth physics a handbook of physical constants. Washington, DC: American Geophysical Union.

Lutgens, F. dan Tarbuck, Edward. 1192. Essentials of Geology. New York: Macmillan Publishing Company.

Morgan, J. W.; Anders, E. (1980). Chemical composition of Earth, Venus, and Mercury. Resosudarmo, Sudjiran. 1958. Ilmu Bumi Alam. Bandung. Sutanto. 1979. Dasar-dasar Interpretasi Citra. Yogyakarta: Fakultas Geografi UGM. http://edukasi-pelajar.blogspot.com/2010/12/faktor-penyebab-perubahan-bentuk-

muka.html http://herugio1.blogspot.com/2010/01/bentuk-muka-bumi-definisi-bumi-yang.html http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2191727-tenaga-endogen-dan-tenaga-

eksogen/ http://id.wikipedia.org/wiki/Bumi http://id.wikipedia.org/wiki/Gempa http://id.wikipedia.org/wiki/Tektonisme http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_eksogen http://informasi-penelitian.blogspot.com/2010/11/bentuk-bentuk-muka-bumi-di-

indonesia.html http://ips-terpadu-gunegan.blogspot.com/2011/09/tenaga-penyebab-bentuk-permukaan-

bumi.html http://socialeone.blogspot.com/2011/04/bentuk-muka-bumi-akibat-diatropisme-dan.html http://www.crayonpedia.org/mw/BAB.8_BENTUK_PERMUKAAN_BUMI http://serbasejarah.blogspot.com/2011/05/tenaga-endogen-dan-tenaga-eksogen.html

http://www.agu.org/reference/gephys/5_cazenave.pdf

http://www.agu.org/reference/gephys/5_cazenave.pdf

http://www.pubmedcentral.nih.gov/articlerender.fcgi?artid=350422

http://edukasi-pelajar.blogspot.com/2010/12/faktor-penyebab-perubahan-bentuk-muka.html

http://edukasi-pelajar.blogspot.com/2010/12/faktor-penyebab-perubahan-bentuk-muka.html

http://herugio1.blogspot.com/2010/01/bentuk-muka-bumi-definisi-bumi-yang.html

http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2191727-tenaga-endogen-dan-tenaga-eksogen/

http://id.shvoong.com/exact-sciences/physics/2191727-tenaga-endogen-dan-tenaga-eksogen/


http://id.wikipedia.org/wiki/Gempa

http://id.wikipedia.org/wiki/Tektonisme

http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_eksogen

http://informasi-penelitian.blogspot.com/2010/11/bentuk-bentuk-muka-bumi-di-indonesia.html

http://informasi-penelitian.blogspot.com/2010/11/bentuk-bentuk-muka-bumi-di-indonesia.html

http://ips-terpadu-gunegan.blogspot.com/2011/09/tenaga-penyebab-bentuk-permukaan-bumi.html

http://ips-terpadu-gunegan.blogspot.com/2011/09/tenaga-penyebab-bentuk-permukaan-bumi.html

http://socialeone.blogspot.com/2011/04/bentuk-muka-bumi-akibat-diatropisme-dan.html

http://www.crayonpedia.org/mw/BAB.8_BENTUK_PERMUKAAN_BUMI

http://serbasejarah.blogspot.com/2011/05/tenaga-endogen-dan-tenaga-eksogen.html


KOMPETENSI DASAR 4: PENGERTIAN GEOFISIKA DAN METODA GEOFISIKA

KOMPETENSI DASAR 4.1: PENGERTIAN GEOFISIKA KOMPETENSI DASAR 4.2: METODE GEOFISIKA:

A. SEISMIK (SEISMIC) B. GEOLISTRIK (GEOELECTRICAL) C. GRAVITASI (GRAVITY) D. PANAS BUMI (GEOTHERMAL) E. MAGNETIK (MAGNETISM)


KOMPETENSI DASAR 4.1: PENGERTIAN GEOFISIKA Beberapa pengertian geofisika antara lain: 1. Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmosferis dan fisika ionosfer. Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di bawah permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal. 2. Menurut (Reynolds, 1997) geofisika diartikan sebagai penerapan ilmu fisika untuk meneliti bumi, bulan dan planet. 3. Geofisika adalah bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika di dalamnya termasuk juga meteorologi, elektrisitas atmoferis dan fisika ionosfer. (Wikipedia.com) Dari ketiga referensi di atas dapat disimpulkan pengertian geofisika adalah bagian dari ilmu yang mempelajari bumi, bulan dan planet di alam semesta dengan menggunakan penerapan prinsip-prinsip fisika untuk menyelidiki parameter-parameter fisika yang ada di dalam bumi, bulan dan planet. Meskipun begitu dalam aplikasi praktisnya, geofisika umumnya diartikan sebagai hanya diterapkan untuk bumi. Untuk menghindari kerancuan tersebut terdapat beberapa istilah dalam penerapan ilmu geofisika, misalnya penerapan ilmu fisika untuk mempelajari interior bumi dari permukaan bumi sampai inti bumi yang dikenal sebagai Solid Earth Geophysics yang kemudian terbagi lagi menjadi dua bidang utama, yaitu : 1. Bidang pertama yaitu Global Geophysics yang dikenal juga sebagai Pure Geophysics, yaitu pembelajaran seluruh bagian atau satu bagian penting dari planet. 2. Bidang kedua adalah Applied Geophysics yang lebih memusatkan perhatian pada masalah kerak bumi dan near surface untuk kepentingan yang bersifat rekayasa (engineering) dan ekonomis. Beberapa contoh kajian dari geofisika bumi misalnya seismologi yang mempelajari gempa bumi. Melalui ilmu seismologi ini dapat dipelajari lapisan - lapisan pembentuk bumi, mulai dari kerak bumi, mantel, sampai dengan inti bumi (core). Selain itu ilmu ini dapat juga digunakan untuk mendeteksi jebakan minyak bumi (hidrokarbon). Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (misalnya penentuan pondasi bangunan). Saat ini, baik geofisika maupun geologi hampir menjadi suatu kesatuan yang tak terpisahkan dari Ilmu bumi. Bidang kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi (udara), geofisika bumi padat, dan oseanografi (laut). Beberapa contoh kajian dari geofisika bumi padat misalnya seismologi yang mempelajari gempabumi, ilmu tentang gunungapi (volcanology), geodinamika yang mempelajari dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon.

http://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_bumi


http://id.wikipedia.org/wiki/Fisika

http://id.wikipedia.org/wiki/Ilmu_bumi

http://id.wikipedia.org/wiki/Meteorologi

http://id.wikipedia.org/wiki/Oseanografi

http://id.wikipedia.org/wiki/Seismologi

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Geodinamika&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/wiki/Eksplorasi_seismik


KOMPETENSI DASAR 4.2: METODA GEOFISIKA

Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu metode pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan alami yang dipancarkan oleh bumi. Sedangkan metode aktif dilakukan dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur respons yang dilakukan oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktivitas bumi. Medan buatan dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya. Secara praktis, metode yang umum digunakan di dalam geofisika tampak seperti tabel berikut.

Tabel 4.1 Metode geofisika yang umum digunakan

No. Metode Parameter yang diukur Sifat-Sifat Fisika yang Terlibat

1. Seismik Waktu tiba gelombang seismic pantul atau bias, amplitude dan frekuensi gelombang seismik

Densitas dan modulus elastisitas yang menentukan kecepatan rambat gelombang seismik

2. Gravitasi Variasi harga percepatan gravitasi bumi pada posisi yang berbeda

Densitas

3. Magnetik Variasi harga intensitas medan magnetik pada posisi berbeda

Suseptibilitas atau remanen magnetik

4. Resistivitas Harga resistansi dari bumi Konduktivitas listrik

5. Polarisasi terinduksi

Tegangan polarisasi atau resistivitas batuan sebagai fungsi dari frekuensi

Kapasitansi listrik

6. Potensial Diri Potensial listrik Konduktivitas listrik

7. Elektromagnetik Respon terhadap radiasi elektromagnetik

Konduktivitas atau induktansi listrik

8. Radar Waktu tiba perambatan gelombang radar

Konstanta dielektrik

9. thermal Temperature batuan dan panas bumi

Temperatur di bawah permukaan bumi


KOMPETENSI DASAR 4.2: METODE GEOFISIKA:

A. METODE SEISMIK (SEISMIC) Gelombang seismik merupakan gelombang mekanis yang terjadi di bumi baik yang disebabkan secara alami maupun buatan manusia. Eksplorasi seismik adalah istilah yang dipakai di dalam bidang geofisika untuk menerangkan aktivitas pencarian sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Hasil rekaman yang diperoleh dari survei ini disebut dengan penampang seismik. Sedangkan metode seismik merupakan metode geofisika yang salah satu kegunaannya untuk eksplorasi sumber daya alam dan mineral yang ada di bawah permukaan bumi dengan bantuan gelombang seismik. Metode seismik merupakan salah satu metode yang sangat penting dan banyak dipakai di dalam teknik geofisika. Hal ini disebabkan metode seismik mempunyai ketepatan serta resolusi yang tinggi di dalam memodelkan struktur geologi di bawah permukaan bumi. Eksplorasi seismik atau eksplorasi dengan menggunakan metode seismik banyak digunakan oleh perusahaaan-perusahaan minyak untuk melakukan pemetaan struktur di bawah permukaan bumi untuk bisa melihat kemungkinan adanya jebakan-jebakan minyak berdasarkan interpretasi dari penampang seismiknya. Dalam menentukan struktur geologi, metode seismik dikategorikan ke dalam tiga bagian yang besar yaitu: 1. Metode seismik pantul (refleksi atau reflected seismic) 2. Metode seismik bias (head wave atau refrected seismic) 3. Metode seismik inversi

Seismik refraksi efektif digunakan untuk penentuan struktur geologi yang dangkal. Seismik refleksi untuk struktur geologi yang dalam. Sedangkan seismik inversi digunakan untuk proses pemodelan geofisika yang dilakukan untuk memprediksi informasi sifat fisis bumi berdasarkan informasi rekaman seismik yang diperoleh. Eksperimen seismik pertama kali tahun 1845 oleh Robert Mallet, yang oleh mayoritas orang dikenal sebagai bapak seismologi instrumentasi. Mallet mengukur waktu tranmisi gelombang seismik, yang dikenal sebagai gelombang permukaan, yang dibangkitkan oleh sebuah ledakan. Mallet meletakkan sebuah wadah kecil berisi merkuri pada jarak tertentu dari sumber ledakan dan mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk be-riak. Pada tahun 1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber gempa bumi untuk eksperimennya dan menemukan keberadaan bidang batas antara mantel dan kerak bumi yang sekarang disebut sebagai Moho.

Gambar 4.1 Gambaran dari teori Mallet

http://id.wikipedia.org/wiki/Geofisika

http://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang_seismik

http://id.wikipedia.org/wiki/Penampang_seismik

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Metode_seismik_pantul&action=edit&redlink=1

http://id.wikipedia.org/w/index.php?title=Metode_seismik_bias&action=edit&redlink=1


1. Prinsip Dasar Metode Seismik

Dasar metode seismik dapat digambarkan sebagai berikut. Suatu sumber gelombang dibangkitkan di permukaan bumi (sumber dapat berupa ledakan,vibroseis, dll). Karena material bumi bersifat elastik maka gelombang seismik yang terjadi akan dijalarkan ke dalam bumi dalam berbagai arah. Pada bidang batas antar lapisan, gelombang ini, sebagian dipantulkan dan sebagian lain dibiaskan untuk diteruskan ke permukaan bumi. Di permukaan bumi gelombang tersebut diterima oleh serangkaian detektor (geophone) yang umumnya disusun membentuk garis lurus dengan sumber ledakan (profil line), kemudian dicatat/direkam oleh suatu alat seismogram. Dengan mengetahui waktu tempuh gelombang dan jarak antar geophone dan sumber ledakan, struktur lapisan geologi di bawah permukaan bumi dapat diperkirakan berdasarkan besar kecepatannya. Hukum fisika yang menjadi landasan teori dari gelombang seismik yaitu sebagai berikut: Gelombang seismik mempunyai kelakuan yang sama dengan kelakuan gelombang cahaya, sehingga hukum-hukum yang berlakuuntuk gelombang cahaya berlaku juga untuk gelombang seismik. Hukum-hukum tersebut antara lain: a. Huygens mengatakan bahwa gelombang menyebar dari sebuah titik sumber gelombang ke segala arah dengan bentuk bola. b. Hukum snellius menyatakan bahwa bila suatu gelombang jatuh di atas bidang batas dua medium yang mempunyai perbedaan densitas, maka gelombang tersebut akan dibiaskan jika sudut datang gelombang lebih kecil atau sama dengan sudut kritisnya. Gelombang akan dipantulkan jika sudut datangnya lebih besar dari sudut kritisnya. Gelombang datang, gelombang bias, gelombang pantul terletak pada suatu bidang datar.

Gambar 4.2 Metode Seismik


2. Metode-metode seismik a. Seismik refraksi

Seismik refraksi dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah/batuan dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi setelah gangguan pertama (first break) diabaikan, sehingga sebenarnya hanya data first break saja yang dibutuhkan. Parameter jarak (offset) dan waktu jalar dihubungkan oleh cepat rambat gelombang dalam medium. Kecepatan tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang ada di dalam material dan dikenal sebagai parameter elastisitas batuan.

Gambar 4.3 Metode seismik Refraksi

b. Seismik refleksi

Sedangkan dalam seismik refleksi, analisis dikonsentrasikan pada energi yang diterima setelah getaran awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari adalah gelombang-gelombang yang terpantulkan dari semua interface antar lapisan di bawah permukaan. Analisis yang dipergunakan dapat disamakan dengan ‘echo sounding’ pada teknologi bawah air, kapal, dan sistem radar. Informasi tentang medium juga dapat diekstrak dari bentuk dan amplitudo gelombang refleksi yang direkam. Struktur bawah permukaan dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang dilakukan masih sama dengan seismik refraksi, yaitu analisis berdasar kontras parameter elastisitas medium. Seismik refleksi adalah metoda geofisika dengan menggunakan gelombang elastis yang dipancarkan oleh suatu sumber getar yang biasanya berupa ledakan dinamit (pada umumnya digunakan di darat, sedangkan di laut menggunakan sumber getar (pada media air menggunakan sumber getar berupa air gun, boomer atau sparker). Gelombang bunyi yang dihasilkan dari ledakan tersebut menembus sekelompok batuan di bawah permukaan yang nantinya akan dipantulkan kembali ke atas permukaan melalui bidang reflektor yang berupa batas lapisan batuan. Gelombang yang dipantulkan ke permukaan ini diterima dan direkam oleh alat perekam yang disebut geophone (di darat) atau Hydrophone (di laut), (Badley, 1985). Refleksi dari suatu horison geologi mirip dengan gema pada suatu muka tebing atau jurang. Metoda seismik refleksi banyak dimanfaatkan untuk keperluan eksplorasi perminyakan, penentuan sumber gempa ataupun mendeteksi struktur lapisan tanah. Seismik refleksi hanya mengamati gelombang pantul yang datang dari batas-batas formasi geologi.


Gelombang pantul ini dapat dibagi atas beberapa jenis gelombang yakni: Gelombang-P, Gelombang-S, Gelombang Stoneley, dan Gelombang Love. Eksplorasi seismik refleksi dapat dikelompokan menjadi dua, yaitu eksplorasi prospek dangkal dan eksplorasi prospek dalam. Eksplorasi seismik dangkal (shallow seismic reflection) biasanya diaplikasikan untuk eksplorasi batubara dan bahan tambang lainnya. Sedangkan seismik dalam digunakan untuk eksplorasi daerah prospek hidrokarbon (minyak dan gas bumi). Kedua kelompok ini tentu saja menuntut resolusi dan akurasi yang berbeda begitu pula dengan teknik lapangannya. Secara umum, metode seismik refleksi terbagi atas tiga bagian penting yaitu pertama adalah akuisisi data seismik yaitu merupakan kegiatan untuk memperoleh data dari lapangan yang disurvei, kedua adalah pemprosesan data seismik sehingga dihasilkan penampang seismik yang mewakili daerah bawah permukaan yang siap untuk diinterpretasikan, dan yang ketiga adalah interpretasi data seismik untuk memperkirakan keadaan geologi di bawah permukaan dan bahkan juga untuk memperkirakan material batuan di bawah permukaan.

Gambar 4.4 Metode seismik Refleksi

c. Seismik inversi

Seismik inversi adalah proses pemodelan geofisika yang dilakukan untuk memprediksi informasi sifat fisis bumi berdasarkan informasi rekaman seismik yang diperoleh. Upaya inversi merupakan kebalikan (inverse) dari upaya pengambilan data seismik (forward modeling). Sebagaimana yang kita ketahui forward modeling adalah operasi konvolusi antara wavelet sumber dengan kontras impedansi akustik bumi (koefisien refleksi). Proses inversi merupakan proses 'pembagian' rekaman seismik terhadap wavelet sumber yang diprediksi.


Gambar 4.5 Gambaran pengambilan data pada metode seismic inversi Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa secara bebas dapat dikatakan bahwa impedansi akustik (hasil inversi) merepresentasikan sifat fisis 'internal' batuan sedangkan rekaman seismik merepresentasikan 'batas batuan'. Sehingga hasil inverse dapat digunakan untuk menginterpretasi perubahan fasies dalam suatu horizon geologi. Sebenarnya bagi ahli geofisika, sifat fisis internalpun dapat dilihat berdasarkan karakter amplitudo atau frekuensi rekaman seismiknya. Pemilihan 'wavelet yang diprediksi' pada proses inversi merupakan prosedur yang sangat penting, sifat 'wavelet yang diprediksi' mencerminkan horizon yang menjadi target. Cara diantaranya dengan mengekstrak wavelet pada horizon yang menjadi target inversi. Inipun tidak ada jaminan akan berhasil, karena sifat wavelet yang tergantung terhadap fasa dan attenuasi. 3. Tahapan Seismik

Metode seismik refleksi merupakan metode geofisika yang umumnya dipakai untuk penyelidikan hidrokarbon. Biasanya metode seismik refleksi ini dipadukan dengan metode geofisika lainnya, misalnya metode grafitasi, magnetik, dan lain-lain. Metode seismik refleksi adalah yang paling mudah memberikan informasi paling akurat terhadap gambaran atau model geologi bawah permukaan dikarenakan data-data yang diperoleh lebih akurat. Pada umumnya metode seismik refleksi terbagi atas tiga tahapan utama, yaitu: a. Pengumpulan data seismik (akuisisi data seismik): semua kegiatan yang

berkaitandengan pengumpulan data sejak survey pendahuluan dengan survey detail. b. Pengolahan data seismik (processing data seismik): kegiatan untuk mengolah data

rekaman di lapangan (raw data) dan diubah ke bentuk penampang seismik migrasi. c. Interpretasi data seismik: kegiatan yang dimulai dengan penelusuran

horison,pembacaan waktu, dan plotting pada penampang seismik yang hasilnya disajikan atau dipetakan pada peta dasar yang berguna untuk mengetahui struktur atau model geologi bawah permukaan.

4. Manfaat dari Penggunaan Metode Seismik dalam Kehidupan

a. Selain mampu memetakan dimensi suatu perangkap minyak dan gas bumi, metode seismik juga mampu memetakan variasi sifat fisika batuan dengan pendekatan kecepatan penjalarannya. Dengan berkembangnya teknologi akusisi dan pengolahan data, memungkinkan sinyal refleksi dan transmisi dapat direkam dan diproses secara


akurat, sehingga informasi yang dibawanya sangat membantu dalam penafsiran sifat fisik batuan bawah permukaan,

b. Untuk kegiatan inventarisasi data dan informasi yang berkaitan dengan pengembangan keilmuan dalam cabang sedimentologi yang menggambarkan model dampak perubahan lingkungan di daratan daerah aliran sungai,

c. Sebagai studi perbandingan aspek sedimentologi dan fauna-mikrofauna antara lingkungan air tawar (sungai) dan air laut (muara sungai) dalam kaitannya dengan kondisi iklim modern dan masa lampau,

d. Pencarian air tanah (ground water), e. Eksplorasi hidrokarbon dan batubara, f. Pemetaan patahan dan stratigrafi lainnya di bawah permukaan, g. Mengetahui karakterisasi permukaan batuan dasar (characterization water), h. Mengetahui sejauh manan penyebaran, besaran, dan jenis longsoran bawah laut serta

pengaruhnya terhadap terjadinya tsunami, i. Review dan studi literatur mengenai kondisi geologi, geofisika dan seismologi dalam

mengidentifikasi aktivitas sumber gempa, khususnya di wilayah Indonesia, 5. Perbandingan antara Seismik Bias Dangkal ( refrected seismic) dan Seismik Refleksi

(reflected seismic)

Seismik bias ( refrected seismic) dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah / batuan dari posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini, gelombang yang terjadi setelah usikan pertama (first break) diabaikan, sehingga sebenarnya hanya data (first break) saja yang dibutuhkan. Parameter jarak (offset) dan waktu jalar dihubungkan oleh cepat rambat gelombang dalam medium. Kecepatan tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang ada di dalam material dan dikenal sebagai parameter elatisitas. Manfaat dari penggunaan metode seismik bias (refraksi) antara lain : a. Untuk analisa batuan di dalam geoteknik b. Menentukan kedalaman dari Bedrock c. Untuk eksplorasi air tanah d. Untuk studi kerak bumi dan lempeng tektonik

Sedangkan dalam seismik pantul (reflected seismic), analisis dikonsentrasikan pada energi yang diterima setelah getaran awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari adalah gelombang-gelombang yang terpantulkan dari semua interface antar lapisan di bawah permukaan. Analisis yang dipergunakan dapat disamakan dengan “echo sounding” pada teknologi bawah air, kapal, dan system radar. Informasi tentang medium juga dapat diekstrak dari bentuk dan amplitude gelombang pantul yang direkam. Struktur bawah permukaan dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang dilakukan masih sama dengan seismik bias, yaitu analisis berdasarkan kontras parameter elastisitas medium. Manfaat dari penggunaan metode seismik pantul (refleksi) antara lain : a. Untuk mendeteksi rongga bawah permukaan tanah b. Untuk studi stratigrafi dangkal c. Untuk survey pemasangan Rig di lepas pantai d. Untuk eksplorasi mineral hidrokarbon e. Untuk studi kerak bumi dan lempeng tektonik


6. Kelebihan dan kekurangan Metode Seismik 1. Kelebihan Metode Seismik 1) Dapat mendeteksi variasi baik lateral maupun kedalaman dalam parameter fisis yang

relevan 2) Dapat menghasilkan citra kenampakan struktur di bawah permukaan 3) Dapat dipergunakan untuk membatasi kenampakan stratigrafi dan beberapa

kenampakan pengendapan 4) Respon pada penjalaran gelombang seismik bergantung dari densitas batuan dan

konstanta elastisitas lainnya. Sehingga, setiap perubahan konstanta tersebut (porositas, permeabilitas, kompaksi, dll) pada prinsipnya dapat diketahui dari metode seismik

5) Memungkinkan untuk deteksi langsung terhadap keberadaan hidrokarbon 2. Kekurangan Metode Seismik

1) Untuk mendapatkan data yang baik, maka dibutuhkan data survei yang banyak 2) Perolehan data sangat mahal baik akuisisi dan logistik dibandingkan dengan metode

geofisika lainnya 3) Reduksi dan processing membutuhkan banyak waktu, membutuhkan komputer mahal

dan ahli-ahli yang banyak 4) Peralatan yang diperlukan dalam akusisi umumnya lebih mahal dari metode geofisika

lainnya 5) Deteksi langsung terhadap kontaminan, misalnya pembuangan limbah, tidak dapat

dilakukan 7. Kelebihan dan Kekurangan Metode Seismik Refraksi (Bias)

a. Kelebihan Metode Seismik Refraksi (Bias)

1) Pengamatan refraksi membutuhkan lokasi sumber dan penerima yang kecil, sehingga relative murah dalam pengambilan datanya

2) Processing refraksi relative simple dilakukan kecuali proses filtering untuk memperkuat sinyal first break yang dibaca

3) Karena pengambilan data dan lokasi cukup kecil, maka pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti metode geofisika lainnya

b. Kekurangan Metode Seismik Refraksi (Bias)

1) Dalam pengukuran yang regional, seismik refraksi membutuhkan offset yang lebih lebar 2) Seismik bias hanya bekerja jika kecepatan gelombang meningkat sebagai fungsi

kedalaman 3) Seismik bias biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisa. Masing-masing

lapisan memiliki dip dan topografi 4) Seismik bias hanya menggunakan waktu tiba sebagai fungsi jarak (offset) 5) Model yang dibuat didesain untuk menghasilkan waktu jalar teramati

8. Kelebihan dan Kekurangan Metode Seismik Refleksi (Pantul)

a. Kelebihan Metode Seismik Refleksi (Pantul) 1) Pengukuran seismik pantul menggunakan offset yang lebih kecil 2) Seismik pantul dapat bekerja bagaimanapun perubahan kecepatan sebagai fungsi

kedalaman


3) Seismik pantul lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks 4) Seismik pantul merekam dan menggunakan semua medan gelombang yang terekam 5) Bawah permukaan tergambar secara langsung dari data terukur

b. Kekurangan Metode Seismik Refleksi (Pantul) 1) Karena lokasi sumber dan penerima yang cukup lebar untuk memberikan citra bawah

permukaan yang lebih baik, maka biaya akusisi menjadi lebih mahal 2) Processing seismik refleksi memerlukan komputer yang lebih mahal, dan system

database yang jauh lebih handal 3) Karena banyaknya data yang direkam, pengetahuan terhadap database harus kuat,

diperlukan juga beberapa asumsi tentang model yang kompleks dan interpretasi membutuhkan personal yang cukup ahli


B. METODE GEOLISTRIK (GEOELECTRICAL) 1. Pengertian metode geolistrik Beberapa pengertian mengenai metode geolistrik sebagai berikut: a. Metode electrical merupakan salah satu metode geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan bagaimana cara mendeteksinya di permukaan bumi. Metode geolistrik dilakukan melalui pengukuran beda potensial yang ditimbulkan akibat injeksi arus listrik ke dalam bumi. Sifat-sifat suatu formasi dapat digambarkan oleh tiga parameter dasar yaitu konduktivitas listrik, permeabilitas magnet, dan permitivitas dielektrik. Sifat konduktivitas batuan berpori dihasilkan oleh sifat konduktivitas dari fluida yang mengisi pori, interkoneksi ruang pori dan sifat konduktivitas dari interfase butiran dan fluida pori. Berdasarkan pada harga resistivitas listriknya, suatu struktur bawah permukaan bumi dapat diketahui material penyusunannya. Metode geolistrik cukup sederhana, murah dan sangat rentan terhadap gangguan sehingga cocok digunakan dalam eksplorasi dangkal. (Ngadimin,2001) b. Metode geolistrik merupakan metode yang menggunakan prinsip aliran arus listrik dalam menyelidiki struktur bawah permukaan bumi. Aliran arus listrik dalam mengalir di dalam tanah melalui batuan-batuan dan sangat dipengaruhi oleh adanya air tanah dan garam yang terkandung di dalam batuan serta hadirnya mineral logam maupun panas yang tinggi. Oleh karena itu, metode geolistrik dapat digunakan pada penyelidikan hidrogeologi seperti penentuan aquifer dan adanya kontaminasi, penyelidikan mineral, survey arkeologi dan deteksi hotrocks pada penyelidikan panas bumi. c. Geolistrik merupakan salah satu metode geofisika untuk mengetahui perubahan tahanan jenis lapisan batuan di bawah permukaan tanah dengan cara mengalirkan arus listrik DC (Direct Current) yang mempunyai tegangan tinggi ke dalam tanah. Injeksi arus listrik ini menggunakan 2 buah elektroda arus A dan B yang ditancapkan ke dalam tanah dengan jarak tertentu. Semakin panjang jarak elektroda AB akan menyebabkan aliran arus listrik bias menembus lapisan batuan lebih dalam. Dengan adanya aliran arus listrik tersebut maka akan menimbulkan tegangan listrik di dalam tanah. Tegangan listrik yang terjadi di permukaan tanah diukur dengan menggunakan multimeter yang terhubung melalui 2 buah “elektroda tegangan” M dan N yang jaraknya lebih pendek daripada jarak elektroda AB. Bila posisi jarak elektroda AB diubah menjadi lebih besar maka tegangan listrik yang terjadi pada elektroda MN ikut berubah sesusi dengan informasi jenis batuan yang ikut terinjeksi arus listrik pada kedalaman yang lebih besar. Dengan asumsi bahwa kedalaman lapisan batuan yang bias ditembus oleh arus listrik ini sama dengan sepuluh dari jarak AB yang biasa disebut AB/2 (bila digunakan arus listrik DC murni), maka diperkirakan pengaruh dari injeksi aliran arus listrik ini berbentuk setengah bila dengan jari-jari AB/2 (Anonim, 2007a) Berdasarkan asal sumber arus listrik yang digunakan, metode resistivitas dikelompokkan ke dalam dua kelompok yaitu (Prasetiawati, 2004) : a. Metode pasif Metode ini menggunakan arus listrik alami yang terjadi di dalam tanah (batuan) yang timbul akibat adanya aktivitas elektrokimia dan elektromekanik dalam materi-materi penyusun batuan. Metode yang termasuk dalam kelompok ini diantaranya Potensial Diri (Self Potensial/SP) dan Magneto Teluric (MT)


b. Metode aktif Arus listrik yang diinjeksikan (dialirkan) ke dalam batuan, kemudian efek potensial yang ditimbulkan arus tersebut diukur di permukaan. Metode yang termasuk ke dalam kelompok ini diantaranya metode resistivity dan Induced Polarization (IP). 2. Karakteristik Metode geolistrik

Metode geolistrik lebih efektif jika digunakan untuk eksplorasi yang sifatnya dangkal, jarang memberikan informasi lapisan di kedalaman lebih dari 1000 feet atau 1500 feet. Oleh karena itu metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi minyak tetapi lebih banyak digunakan dalam bidang engineering geology seperti penentuan kedalaman batuan dasar, pencarian reservoir air, juga digunakan dalam eksplorasi geothermal. Tetapi walaupun begitu pada akhir-akhir ini metode ini digunakan dalam eksplorasi minyak bumi antara lain di Rusia, Canada, dan Indonesia. Metode geolistrik juga cocok digunakan untuk monitoring gerakan air garam (Fried, 1975). White (1988) melakukan monitoring arah dan kecepatan aliran ground water dengan metode resistivitas dan menggunakan konfigurasi Schlumberger dan Wenner. Berdasarkan identifikasi variasi resistivitas listriknya, maka metode geolistrik tahanan jenis diperkirakan dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi rembesan dan pencemaran polutan yang disebabkan kebocoran oli di bawah permukaan tanah.

3. Metode Geolistrik Tahanan Jenis (Resistivitas) Metode geolistrik resistivitas adalah salah satu metode yang cukup banyak digunakan dalam dunia eksplorasi khususnya eksplorasi air tanah karena resistivitas dari batuan sangat sensitif terhadap kandungan airnya. Sebenarnya ide dasar dari metode ini sangatlah sederhana, yaitu dengan menganggap bumi sebagai suatu resistor.

Gambar 4.11 Metode Geolistrik Tahanan Jenis

Metode geolistrik resistivitas atau tahanan jenis adalah salah satu dari kelompok metode geolistrik yang digunakan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat aliran listrik di dalam batuan di bawah permukaan bumi. Metode resistivitas umumnya digunakan untuk eksplorasi dangkal, sekitar 300 – 500 m. Prinsip dalam metode ini yaitu arus listrik diinjeksikan ke alam bumi melalui dua elektrode arus, sedangkan beda potensial yang terjadi diukur melalui dua elektrode potensial. Dari hasil pengukuran arus dan beda potensial listrik dapat diperoleh variasi harga resistivitas listrik pada lapisan di bawah titik ukur. Metode kelistrikan resistivitas dilakukan dengan cara menginjeksikan arus listrik dengan frekuensi rendah ke permukaan bumi yang kemudian diukur beda potensial diantara dua buah elektrode potensial. Pada keadaan tertentu, pengukuran bawah permukaan dengan arus yang tetap akan diperoleh suatu variasi beda tegangan yang berakibat akan terdapat


variasi resistansi yang akan membawa suatu informasi tentang struktur dan material yang dilewatinya. Prinsip ini sama halnya dengan menganggap bahwa material bumi memiliki sifat resistif atau seperti perilaku resistor, dimana material-materialnya memiliki derajat yang berbeda dalam menghantarkan arus listrik Metode ini memanfaatkan sifat resistivitas listrik batuan untuk mendeteksi dan memetakan formasi bawah permukaan. Metode ini dilakukan melalui pengukuran beda potensial yang ditimbulkan akibat injeksi arus listrik ke dalam bumi. Metode tahanan jenis adalah salah satu metode dari kelompok metode geolistrik yang digunakan untuk mempelajari keadaan bawah permukaan dengan cara mempelajari sifat aliran listrik dalam batuan di bawah permukaan bumi. Yang dipelajari di sini mencakup besaran medan potensial, medan elektromagnetik yang diakibatkan oleh aliran arus listrik secara alamiah (pasif) maupun secara buatan (aktif). Beberapa metode yang termasuk di dalam kelompok ini adalah : a) Tahanan jenis b) Tahanan jenis head on c) Potensial diri d) Polarisasi terimbas

e) EM VLF f) Magnetoeluric g) Arus Telurik h) Elektromagnetik

Metode resistivitas pada dasarnya adalah pengukuran harga resistivitas (tahanan jenis) batuan. Prinsip kerja metode ini adalah dengan menginjeksikan arus ke bawah permukaan bumi sehingga diperoleh beda potensial, yang kemudian akan didapat informasi mengenai tahanan jenis batuan. Hal ini dapat dilakukan dengan menggunakan keempat elektroda yang disusun sebaris, salah satu dari dua buah elektroda yang berbeda muatan digunakan untuk mengalirkan arus ke dalam tanah, dan dua elektroda lainnya digunakan untuk mengukur tegangan yang ditimbulkan oleh arus tadi, sehingga resistivitas bawah permukaan dapat diketahui. Resistivitas batuan adalah fungsi dari konfigurasi elektroda dan parameter-parameter listrik batuan. Arus yang dialirkan di dalam tanah dapat berupa arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC) berfrekuensi rendah. Untuk menghindari potensial spontan, efek polarisasi dan menghindarkan pengaruh kapasitansi tanah yaitu kecenderungan tanah untuk menyimpan muatan maka biasanya digunakan arus bolak-balik yang berfrekuensi rendah (Bhattacharya & Patra, 1968).

Gambar 4.12 Prinsip kerja metode resistivitas

4. Resistivitas semu Pengukuran resistivitas dilakukan terhadap permukaan bumi yang dianggap sebagai suatu medium yang homogeny isotropis. Pada kenyataannya, bumi tersusun atas komposisi


batuan yang bersifat heterogen baik ke arah vertical maupun horizontal. Akibatnya objek batuan yang tidak homogen dan beragam akan memberikan harga resistivitas yang beragam pula. Sehingga resistivitas yang diukur adalah resistivitas semu. Harga tahanan jenis semu ini tergantung pada tahanan jenis lapisan-lapisan pembentuk formasi dan konfigurasi elektroda yang digunakan. Tahanan jenis semu dirumuskan sebagai :

Dengan adalah faktor geometri susunan elektroda yang berdimensi panjang. Beberapa hal yang mempengaruhi nilai resistivitas semu adalah sebagai berikut (Prasetiawati, 2004) : a. Ukuran butir penyusun batuan, semakin kecil besar butir maka kelolosan arus akan

semakin baik, sehingga mereduksi nilai tahanan jenis. b. Komposisi mineral dari batuan, semakin meningkat kandungan mineral clay akan

mengakibatkan menurunnya nilai resistivitas. c. Kandungan air, air tanah atau air permukaan merupakan media yang mereduksi nilai

tahanan jenis. d. Kelarutan garam dalam air di dalam batuan akan mengakibatkan meningkatnya

kandungan ion dalam air sehingga berfungsi sebagai konduktor. e. Kepadatan, semakin padat batuan akan meningkatkan nilai resistivitas

5. Beberapa Konfigurasi untuk Metode Geolistrik Tahanan Jenis Berdasarkan letak (konfigurasi) elektroda-elektroda potensial dan elektroda-elektroda arus, dikenal beberapa jenis konfigurasi untuk resistivitas tahanan jenis, antara lain: a. Konfigurasi Schlumberger

Prinsip konfigurasi Schlumberger idealnya jarak MN dibuat sekecil-kecilnya, sehingga jarak MN secara teoritis tidak berubah. Tetapi karena keterbatasan kepekaan alat ukur, maka ketika jarak AB sudah relatif besar maka jarak MN hendaknya dirubah. Perubahan jarak MN hendaknya tidak lebih besar dari 1/5 jarak dengan cara peralatan arus yang mempunyai tegangan DC yang sangat tinggi. Keunggulan konfigurasi Schlumberger adalah kemampuan untuk mendeteksi adanya sifat tidak homogenitas lapisan batuan pada permukaan, yaitu dengan membandingkan nilai resistivitas semu ketika terjadi perubahan elektroda MN/2 (Anonim, 2007a)

Gambar 4.13 Konfigurasi Metode Schlumberger (Anonim,2007a)

1

M N

A B


b. Konfigurasi Wenner Jarak . Bertujuan untuk mencatat perbedaan potensial dengan elektroda pengukur yang berjarak panjang. Dlam konfigurasi ini keempat elektroda dipasang segaris denganinterval yang sama (a) dan elektroda arus dan berada di luar elektroda potensial dan . Susunan ini digunakan sebagian besar untuk pengukuran profilinguntuk mengetahui kontak batuan (kontras resistivitas) secara vertikal. Berdasarkan tata letak elektrodanya, faktor geometri untuk konfigurasi Wenner adalah

Gambar 4.14 Konfigurasi Wenner

c. Konfigurasi Dipole-dipole

Pada konfigurasi elektroda dipole-dipole, kedua elektroda potensial diletakkan di luar elektroda arus. Jarak antara elektroda arus sama dengan jarak antara kedua elektroda potensial sebesar a. Sedangkan elektroda arus dan elektroda potensial bagian dalam ( dan ) berjarak na. Faktor geometri untuk konfigurasi dipole-dipole adalah :

Gambar 4.15 Konfigurasi Dipole-Dipole

d. Konfigurasi Pole-Pole Konfigurasi Pole-Pole memiliki keunggulan untuk mendeteksi adanya nilai dari tahanan jenis (resistivitas) bawah permukaan tanah. Konfigurasi Pole-Pole jarang digunakan dalam survey geolistrik untuk prosedur sounding. Konfigurasi ini bertujuan mencatat gradient potensial atau intensitas medan listrik dengan menggunakan pasangan elektroda detector (potensial) yang berjarak relative dekat dibanding dengan jarak elektroda arus. Elektoda detektor diletakkan pada bagian tengah dari susunan tersebut (Marino, 1984). Dalam susunan ini empat elektroda terletak dalam suatu garis lurus. Susunan elektroda untuk konfigurasi Pole-Pole ditunjukkan dalam gambar berikut :

I V na

STA

a a

I

V

a a a

STA


Gambar 4.16 Konfigurasi Pole-Pole

6. Manfaat Metode Geolistrik bagi kehidupan manusia Beberapa manfaat dari metode geolistrik dalam kehidupan manusia antara lain: a. Sebagai alat monitoring rembesan limbah b. Untuk mengukur resistivitas bawah permukaan tanah dan mengetahui struktur tanah c. Dapat mengidentifikasi keberadaan pipa di bawah permukaan (misalnya melalui

konfigurasi Wenner-Schlumberger) d. Dapat menentukan tahanan jenis batubara (eksplorasi geotermal). Melalui metode

geolistrik, dapat dideteksi lapisan batubara pada posisi miring, tegak dan sejajar bidang perlapisan di bawah permukaan.

e. Dapat mengidentifikasi pencemaran air tanah f. Dapat digunakan dalam pencarian reservoir air g. Dapat digunakan dalam pemetaan bawah permukaan h. Dapat menentukan sumber anomali geomagnet. i. Dapat menentukan kedalaman batuan dasa j. Dan aplikasi geoteknik lainnya

I V na

STA


C. METODE GRAFITASI (GRAVITY)

1. Pengertian Metode Gravity Beberapa pengertian mengenai metode gravitasi sebagai berikut: a. Metode gravity adalah salah satu metode eksplorasi dalam geofisika, yang memanfaatkan sifat daya tarik antar benda yang didapat dari densitasnya, jadi prinsip eksplorasi dengan metode gravitasi ini yaitu mencari anomali gravitasi pada subsurface. b. Metode gravity merupakan metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran variasi medan gravitasi bumi. Pengukuran ini dapat dilakukan dipermukaan bumi, dikapal maupun diudara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan dibawah permukaan, sehingga dalam pelaksanaanya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari satu titik observasi terhadap titik observasi lainnya. Karena perbedaan medan gravitasi ini relatif kecil maka alat yang digunakan harus mempunyai ketelitian yang tinggi c. Metode gravity merupakan metode geofisika yang dilakukan untuk menyelidiki keadaan bawah permukaan berdasarkan perbedaan rapat masa cebakan mineral dari daerah sekeliling (r=gram/cm3). d. Metode gravity adalah salah satu metode eksplorasi dalam geofisika, yang memenfaatkan sifat daya tarik antar benda yang didapat dari densitasnya, jadi prinsip eksplorasi dengan metode gravity ini yaitu mencari anomali gravity pada subsurface Metode gravity merupakan metode geofisika yang sensitif terhadap perubahan vertikal, oleh karena itu metode ini digunakan untuk mempelajari kontak intrusi, batuan dasar, struktur geologi, endapan sungai purba, lubang di dalam masa batuan, shaff terpendam dan lain-lain. Eksplorasi biasanya dilakukan dalam bentuk kisi atau lintasan penampang. Perpisahan anomali akibat rapat masa dari kedalaman berbeda dilakukan dengan menggunakan filter matematis atau filter geofisika. Di pasaran sekarang didapat alat gravimeter dengan ketelitian sangat tinggi (mgal), dengan demikian anomali kecil dapat dianalisa. Hanya saja metode penguluran data, harus dilakukan dengan sangat teliti untuk mendapatkan hasil yang akurat. Pengukuran ini dapat dilakukan dipermukaan bumi, di kapal maupun diudara. Dalam metode ini yang dipelajari adalah variasi medan gravitasi akibat variasi rapat massa batuan di bawah permukaan sehingga dalam pelaksanaannya yang diselidiki adalah perbedaan medan gravitasi dari suatu titik observasi terhadap titik observasi lainnya. Metode gravitasi umumnya digunakan dalam eksplorasi jebakan minyak (oil trap). Disamping itu metode ini juga banyak dipakai dalam eksplorasi mineral dan lainnya. Prinsip pada metode ini mempunyai kemampuan dalam membedakan rapat massa suatu material terhadap lingkungan sekitarnya. Dengan demikian struktur bawah permukaan dapat diketahui. Pengetahuan tentang struktur bawah permukaan ini penting untuk perencanaan langkah-langkah eksplorasi baik minyak maupun meneral lainnya.

2. Prinsip Dasar Metode Gravity Hukum dasar gaya berat dinyatakan oleh Newton pada tahun 1687 (Roger Burger, 1992) yang dikenal sebagai hukum Gravitasi Newton. Hukum ini menyatakan bahwa gaya tarikantara 2 massa adalah sebanding dengan massanya danberbanding terbalik dengan


kuadrat jarak antara keduanya.Dalam koordinat Cartesius gaya antara partikel bermassa m terletak pada titik pusat Q = (x’,y’,z’) dan partikel bermassa mo pada titik P = (x,y,z) dinyatakan dengan persamaan :

Dimana: = gaya pada = konstanta gaya berat

Dalam prakteknya, metoda gravity mempelajari perbedaan medan gravitasi dari satu titik terhadap titik observasi lainnya, sehingga sumber yang merupakan suatu zona massa di bawah permukaan bumi akan menyebabkan gangguan pada medan gravitasi. Gangguan medan gravitasi ini disebut sebagai anomaly gravity

m(x’,y’,z’) mo(x,y,z)

Gambar 4.6 Gaya gravitasi antara 2 titik massa Gaya gravitasi dari massa m pada titik P berjarak r adalah :

Jika massa bumi adalah Me, maka g menjadi percepatan gravitasi yang besarnya adalah :

Unit percepatan gravitasi atau kuat medan gravitasi dinyatakan dalam gal.

1 gal = cm.sec-2 dalam unit cgs

Gambar 4.6 Metode gravity


Seperti diketahui harga gaya berat terukur merupakan total gaya percepatan yang diderta oleh suatu titik akibat bermacam sumber. Beberapa sumber yang mempengaruhi pengukuran adalah a. Posisi bumi dalam pergerakan tata surya b. Perbedaan lintang dipermukaan bumi c. Perbedaan ketinggian permukaan bumi (elevasi) d. Efek topografi e. Perubahan rapat massa disuatu tempat

Untuk menghindari efek gayaberat dari komponen yang tidak dikehendaki dengan menerapkan koreksi dan reduksi. Reduksi atau koreksi yang digunakan : a. Anomali udara bebas b. Anomali Bouguer c. Anomali isostatik

Gambar 4.7 Alat ukur metode gravity

3. Tahapan pengukuran Metode Gravity Pengukuran metoda gaya berat dapat dibagi menjadi dua jenis yaitu: penentuan titik ikat dan pengukuran titik-titik gaya berat. Sebelum survei dilakukan perlu menentukan terlebih dahulu base station, biasanya dipilih pada lokasi yang cukup stabil, mudah dikenal dan dijangkau. Base station jumlahnya bisa lebih dari satu tergantung dari keadaan lapangan. Masing-masing base station sebaiknya dijelaskan secara cermat dan terperinci meliputi posisi, nama tempat, skala dan petunjuk arah. Base station yang baru akan diturunkan dari nilai gayaberat yang mengacu dan terikat pada Titik Tinggi Geodesi (TTG) yang terletak di daerah penelitian. TTG tersebut pada dasarnya telah terikat dengan jaringan Gayaberat Internasional atau ”International Gravity Standardization Net”,(IGSN 71).

Gambar 4.8 Pengukuran melalui metode gravity


Pengukuran data lapangan meliputi pembacaan gravity meter juga penentuan posisi, waktu dan pembacaan barometer serta suhu. Pengukuran gayaberat pada penelitian ini menggunakan alat gravity meter LaCoste & Romberg type G.525 berketelitian 0,03 mGal/hari atau ± 0,1 mGal/bulan. Penentuan posisi dan waktu menggunakan Global Positioning System (GPS) Garmin, sedangkan pengukuran ketinggian menggunakan Barometer Aneroid Precission dan termometer. Pengukuran pada titik-titik survei dilakukan dengan metode kitaran/looping dengan pola A-B-C-D-A, dengan ‘A’ adalah salah satu cell center (CC) yang merupakan base station setempat. Jarak antar titik pengukuran pada keadaan normal ± 5 km, tergantung dari medan yang akan diukur dengan pertimbangan berdasarkan pada kecenderungan (trend) geologi di daerah survei.

Metode kitaran (looping) diharapkan untuk menghilangkan kesalahan yang disebabkan oleh pergeseran pembacaan gravity meter. Metode ini muncul dikarenakan alat yang digunakan selama melakukan pengukuran akan mengalami guncangan, sehingga menyebabkan bergesernya pembacaan titik nol pada alat tersebut.

4. Alat yang digunakan dalam metode gravity

Alat-alat yang digunakan dalam pengambilan data di darat adalah: a. Gravimeter La Coste Romberg G-502 b. Piringan c. GPS d. Tali sebagai meteran jarak antar stasiun e. Peta Geologi dan peta Topografi f. Penunjuk Waktu g. Alat tulis h. Kamera i. Pelindung Gravitimeter j. Dan beberapa alat pendukung lainnya

Alat yang digunakan dalam pengambilan data di laut: a. Kapal laut yang memiliki navigasi dilengkapi dengan peralatan pendukung lainnya b. Altimeter adalah alat untuk mengukur ketinggian suatu titik dari permukaan laut.

Biasanya alat ini digunakan untuk keperluan navigasi dalam penerbangan, pendakian, dan kegiatan yang berhubungan dengan ketinggian. Seperti gambar dibawah ini.

c. Gravimeter La Coste Romberg G-502 d. GPS

5. Langkah-langkah dalam melakukan pengukuran metode gravity

Hal-hal yang dilakukan terlebih dahulu sebelum melakukan pengukuran adalah sebagai berikut : a. Kalibrasi terhadap data / titik pengukuran yang telah diketahui nilai gravitasi

absolutnya, misalnya IGSN’71 b. Melakukan pengikatan pada base camp terhadap titik IGSN’71 terdekat yang telah

diketahui nilai ketinggian dan gravitasinya, dengan cara looping. c. Bila perlu di base camp diamati variasi harian akibat pasang surut dan akibat faktor yang

lainnya. Setelah melakukan hal di atas barulah pengamatan yang sebenarnya dilakukan.


6. Pengolahan Data Pengukuran Metode Gravity Pemprosesan data gaya berat yang sering disebut juga dengan reduksi data gayaberat, secara umum dapat dipisahkan menjadi dua macam, yaitu: proses dasar dan proses lanjutan. Proses dasar mencakup seluruh proses berawal dari nilai pembacaan alat di lapangan sampai diperoleh nilai anomali Bouguer di setiap titik amat. Proses dasar meliputi tahap-tahap sebagai berikut: a. konversi pembacaan gravity meter ke nilai milligal (mGal), b. koreksi apungan (drift correction), c. koreksi pasang surut (tidal correction), d. koreksi lintang (latitude correction), e. koreksi udara bebas (free-air correction), f. koreksi Bouguer (sampai pada tahap ini diperoleh nilai anomali Bouguer Sederhana

(ABS) pada topografi.), g. koreksi medan (terrain correction).

Pemprosesan data tersebut menggunakan komputer dengan software MS. Excel. Proses lanjutan merupakan proses untuk mempertajam kenampakan/gejala geologi pada daerah penyelidikan yaitu pemodelan dengan menggunakan software Surfer 8 dan GRAV2DC. Beberapa konversi yang dilakukan dalam pemprosesan data metoda gayaberat, dapat dinyatakan sebagai berikut : a. Konversi Pembacaan Gravity Meter

Pemprosesan data gayaberat dilakukan terhadap nilai pembacaan gravity meter untuk mendapatkan nilai anomali Bouguer. Untuk memperoleh nilai anomali Bouguer dari setiap titik amat, maka dilakukan konversi pembacaan gravity meter menjadi nilai gayaberat dalam satuan milligal. Untuk melakukan konversi memerlukan tabel konversi dari gravity meter tersebut. Setiap gravity meter dilengkapi dengan tabel konversi. Cara melakukan konversi adalah sebagai berikut: 1) Misal hasil pembacaan gravity meter 1714,360. Nilai ini diambil nilai bulat sampai

ratusan yaitu 1700. Dalam tabel konversi (Tabel 3.1) nilai 1700 sama dengan 1730,844 mGal.

2) Sisa dari hasil pembacaan yang belum dihitung yaitu 14,360 dikalikan dengan faktor interval yang sesuai dengan nilai bulatnya, yaitu 1,01772 sehingga hasilnya menjadi 14,360 x 1,01772 = 14.61445 mGal.

3) Kedua perhitungan diatas dijumlahkan, hasilnya adalah (1730,844 + 14.61445) x CCF = 1746.222 mGal. Dimana CCF (Calibration Correction Factor) merupakan nilai kalibrasi alat Gravity meter LaCoste & Romberg type G.525 sebesar 1.000437261.

Tabel 4.2. Contoh tabel konversi gravity meter type G.525.

Pembacaan Counter Nilai (mGal) Interval Faktor

1600 1629.070 1.01774

1700 1730.844 1.01772

1800 1832.616 1.01770


b. Konversi Posisi dan Ketinggian Penentuan posisi menggunakan GPS, sedangkan pengukuran ketinggian menggunakan barometer aneroid dan termometer. Pengukuran ketinggian dilakukan secara diferensial yaitu dengan menggunakan dua buah barometer dan termometer. Pengukuran tersebut dilakukan dengan menempatkan satu alat di base station sedangkan alat yang lain dibawa untuk melakukan pengukuran pada setiap titik amat. Adapun pemprosesan data posisi dan ketinggian sebagai berikut. 1) Pemrosesan Data GPS

Setiap kali pembacaan posisi titik amat langsung dapat diketahui dari bacaan tersebut, yaitu berupa bujur (longitude) dan lintang (latitude). Posisi yang ditunjukan GPS dalam satuan derajat, menit dan detik. Maka perlu melakukan konversi posisi dari satuan waktu ke dalam satuan derajat. Posisi ini selanjutnya digunakan untuk menghitung koreksi lintang atau perhitungan normal 2) Pemprosesan Data Barometer

Barometer merupakan alat ukur tekanan udara yang secara tidak langsung digunakan untuk mengukur beda tinggi suatu tempat di permukaan bumi. Prinsip pengukuran ketinggian barometer didasarkan pada suatu hubungan antara tekanan udara disuatu tempat dengan ketinggian tempat lainnya, yaitu dengan adanya tekanan udara suatu tempat dipermukaan bumi sebanding dengan berat kolom udara vertikal yang berada diatasnya (hingga batas atas atmosfer). Ketelitiaan pengukuran tinggi barometer sangat tergantung pada kondisi cuaca, sebab keadaan tersebut akan mempengaruhi tekanan udara di suatu tempat. Perbedaan temperatur udara dan kecepatan angin disuatu tempat akan menyebabkan tekanan udara naik turun (berfluktuasi), sehingga akan menimbulkan kesalahan dalam beda tinggi antara dua tempat yang berbeda. Maka perlu dilakukan pengukuran temperatur udara untuk menentukan koreksi temperatur yang harus diperhitungkan dalam penentuan beda tinggi, sehingga akan memperkecil kesalahan (Subagio, 2002). Pengukuran ketinggiaan dengan menggunakan barometer selain tergantung pada tekanan udara, dipengaruhi juga oleh beberapa parameter seperti temperatur udara, kelembaban udara, posisi lintang titik amat, serta ketinggian titik ukur. Dalam pemprosesan data metoda gaya berat terdapat beberapa tahapan dengan koreksi-koreksi diantaranya adalah : 1) Koreksi Apungan (Drift Correction) Koreksi ini dilakukan untuk menghilangkan pengaruh perubahan kondisi alat (gravity meter) terhadap nilai pembacaan. Koreksi apungan muncul karena gravity meter selama digunakan untuk melakukan pengukuran akan mengalami goncangan, sehingga akan menyebabkan bergesernya pembacaan titik nol pada alat tersebut. Koreksi ini dilakukan dengan cara melakukan pengukuran dengan metode looping, yaitu dengan pembacaan ulang pada titik ikat (base station) dalam satu kali looping, sehingga nilai penyimpangannya diketahui. 2) Koreksi Pasang Surut (Tidal Correction) Koreksi ini adalah untuk menghilangkan gaya tarik yang dialami bumi akibat bulan dan matahari, sehingga di permukaan bumi akan mengalami gaya tarik naik turun. Hal ini akan menyebabkan perubahan nilai medan gravitasi di permukaan bumi secara periodik. Koreksi pasang surut juga tergantung dari kedudukan bulan dan matahari terhadap bumi. Koreksi tersebut dihitung berdasarkan perumusan Longman (1965) yang telah dibuat dalam sebuah paket program komputer. Koreksi ini selalu ditambahkan terhadap nilai pengukuran, dari


koreksi akan diperoleh nilai medan gravitasi di permukaan topografi yang terkoreksi drift dan pasang surut. 3) Koreksi Lintang (Latitude Correction) Koreksi lintang digunakan untuk mengkoreksi gayaberat di setiap lintang geografis karena gayaberat tersebut berbeda, yang disebabkan oleh adanya gaya sentrifugal dan bentuk ellipsoide. Dari koreksi ini akan diperoleh anomali medan gayaberat. Medan anomali tersebut merupakan selisih antara medan gayaberat observasi dengan medan gayaberat teoritis (gayaberat normal). Menurut (Sunardy, A.C., 2005) gayaberat normal adalah harga gayaberat teoritis yang mengacu pada permukaan laut rata-rata sebagai titik awal ketinggian dan merupakan fungsi dari lintang geografi. Medan gayaberat teoritis diperoleh berdasarkan rumusan-rumusan secara teoritis, maka untuk koreksi ini menggunakan rumusan medan gaya berat teoritis pada speroid referensi (z = 0) yang ditetapkan oleh The International of Geodesy (IAG) yang diberi nama Geodetic Reference System 1967 (GRS 67) sebagai fungsi lintang (Burger, 1992). 4) Koreksi Ketinggian Koreksi ini digunakan untuk menghilang perbedaan gravitasi yang dipengaruhi oleh perbedaan ketinggian dari setiap titik amat. Koreksi ketinggian terdiri dari dua macam yaitu: a) Koreksi Udara Bebas (free-air correction) b) Koreksi Bouguer c) Koreksi Udara Bebas (free-air correction)

7. Koreksi Udara Bebas Koreksi udara bebas merupakan koreksi akibat perbedaan ketinggian sebesar h dengan mengabaikan adanya massa yang terletak di antara titik amat dengan sferoid referensi. Koreksi ini dilakukan untuk mendapatkan anomali medan gayaberat di topografi. Untuk mendapat anomali medan gayaberat di topografi maka medan gayaberat teoritis dan medan gayaberat observasi harus sama-sama berada di topografi, sehingga koreksi ini perlu dilakukan. Koreksi udara bebas dinyatakan secara metematis dengan rumus :

FAC =0.3085h mGal dimana h adalah beda ketinggian antara titik amat gayaberat dari sferoid referensi (dalam meter). Setelah dilakukan koreksi tersebut maka akan didapatkan anomali udara bebas di topografi yang dapat dinyatakan dengan rumus :

FAA = gobs - g(f) + FAC mGal dimana : FAA : anomali medan gayaberat udara bebas di topografi (mGal) Gobs : medan gayaberat observasi di topografi (mGal) G(f) : medan gayaberat teoritis pada posisi titik amat (mGal) FAC : koreksi udara bebas (mGal)

8. Koreksi Bouguer (Bouguer Correction)

Koreksi Bouguer adalah harga gaya berat akibat massa di antara referensi antara bidang referensi muka air laut samapi titik pengukuran sehingga nilai gobservasi bertambah. Setelah dilakukan koreksi-koreksi terhadap data percepatan gravitasi hasil pengukuran


(koreksi latitude, elevasi, dan topografi) maka diperoleh anomali percepatan gravitasi (anomali gravitasi Bouguer lengkap) yaitu :

gBL = gobs ± g(ϕ) + gFA–gB + gT dimana : gobs = medan gravitasi observasi yang sudah dikoreksi pasang surut = koreksi latitude = koreksi udara bebas (Free Air Effect) = koreksi Bouguer koreksi topografi (medan) Dengan memasukan harga-harga numerik yang sudah diketahui :

gBL = gobs ± g(ϕ) + 0.094h– (0.01277h – T) σ Catatan : Anomali Bouguer Nilai anomali Bouguer lengkap dapat diperoleh dari nilai anomali Bouguer sederhana yang telah terkoreksi medan, Merupakan anomali yang dicari dengan cara mereduksi hasil pengukuran lapangan dengan koreksi-koreksi seperti yang telah diuraikan di atas.

Dg = {Dgobs ± DgF + (3,086 – 0,4191r) h + Tr} gu

9. Koreksi Medan (Terrain Corection) Koreksi medan digunakan untuk menghilangkan pengaruh efek massa disekitar titik observasi. Adanya bukit dan lembah disekitar titik amat akan mengurangi besarnya medan gayaberat yang sebenarnya. Karena efek tersebut sifatnya mengurangi medan gayaberat yang sebenarnya di titik amat maka koreksi medan harus ditambahkan terhadap nilai medan gaya berat.


D. METODE PANAS BUMI (GEOTHERMAL) 1. Pengertian metode geothermal

Secara bahasa, kata geothermal terbentuk dari dua kata yaitu geo yang berarti bumi dan thermal yang artinya panas. Jadi istilah geothermal sama saja dengan panas bumi. Geothermal dapat dimaknai sebagai energi panas yang terbentuk secara alami dibawah permukaan bumi Energi panas bumi adalah termasuk energi primer yaitu energi yang diberikan oleh alam seperti minyak bumi, gas bumi, batubara dan tenaga air. Metode geothermal adalah metode geofisika yang digunakan untuk mencari sumber-sumber panas bumi di dalam sebuah sistem panas bumi di bawah permukaan bumi. Beberapa daerah yang berpotensi sebagai sumber panas bumi, yaitu daerah intrusi dangkal, gunung api kuarter yang telah padam dan gunung api aktif.

2. Asal dari Energi Panas Bumi

Kerak bumi (crust), yang merupakan lapisan terluar yang keras/padat berupa batu, mampu menahan aliran panas yang berasal dari bawah permukaan bumi. Sementara mantel bumi (mantle) merupakan lapisan yang semi-cair atau batuan yang meleleh atau sedang mengalami perubahan fisik akibat pengaruh tekanan dan temperatur tinggi disekitarnya. Sedangkan bagian luar dari inti bumi (outer core) berbentuk liquid. Akhirnya, lapisan terdalam dari inti bumi (inner core) berwujud padat. Semakin ke bawah, temperatur bawah permukaan bumi semakin meningkat atau semakin panas. Panas yang berasal dari dalam bumi dihasilkan dari reaksi peluruhan unsur-unsur radioaktif seperti uranium dan potassium. Reaksi nuklir yang sama saat ini masih terjadi di matahari dan bintang-bintang yang tersebar di jagad raya. Reaksi ini menghasilkan panas hingga jutaan derajat celcius. Permukaan bumi pada awal terbentuknya juga memiliki panas yang dahsyat. Namun setelah melewati masa milyaran tahun, temperatur bumi terus menurun dan saat ini sisa-sisa reaksi nuklir tersebut hanya terdapat dibagian inti bumi saja. Pada kedalaman 10.000 meter atau 33.000 feet, energi panas yang dihasilkan bisa mencapai 50.000 kali dari jumlah energi seluruh cadangan minyak bumi dan gas alam yang masih tersimpan di dunia. Inilah yang menjadi sumber energi panas bumi. Kerak bumi (crust) terdiri dari dua jenis lempengan (plate) yaitu lempeng samudera (oceanic plate) dan lempeng benua (continental plate). Lempeng benua lebih tebal dibandingkan lempeng samudera. Namun densitas lempeng samudera lebih besar dari pada lempeng benua. Kedua jenis lempeng tersebut berada dalam posisi mengapung di atas mantel bumi yang berupa semi-cairan yang sangat panas yang dikenal dengan magma. Cairan panas tersebut tidak diam, melainkan berputar atau mengalir mengikuti pola konveksi akibat perbedaan temperatur yang tinggi antara inti bumi dan mantel bumi. Aliran konveksi tersebut mempengaruhi kestabilan lempeng benua dan lempeng samudera sehingga lempeng-lempeng tersebut bergerak bahkan saling bertabrakan satu sama lain. Pada saat lempeng samudera bertabrakan dengan lempeng benua, karena memiliki desitas lebih tinggi, maka lempeng samudera melesak atau menunjam (subducting) ke bawah lempeng

javascript:void(0);


benua. Inilah yang terjadi di bagian selatan pulau Jawa dan bagian barat pulau Sumatera. Lempengan Indo-Australia yang memuat Australia, India dan Samudera Hindia melesak ke bawah lempeng Eurasia yang memuat benua Asia, termasuk Indonesia. Pada saat menghunjam ke bagian yang lebih dalam dimana temperatur dan tekanannya lebih tinggi, lempeng samudera tersebut meleleh menjadi magma. Adanya rekahan-rekahan di bagian lempeng benua sebagai akibat dari gesekan dan tabrakan tadi membuka jalan bagi magma untuk menerobos ke atas mendekati permukaan bumi sekaligus mendorong lempeng benua membentuk gunung api. Proses ini disebut intrusi magma. Sebenarnya, deretan gunung api semacam inilah yang membentuk Sumatera, Jawa, Bali, Lombok dan pulau-pulau dengan gunung api lain sampai ke Laut Banda. Terkadang magma tersebut memperoleh jalan untuk menuju ke permukaan bumi dan muncul sebagai lava. Ini terjadi pada saat terjadi letusan gunung api.

Intrusi magma yang terakumulasi di perut gunung api masih memiliki temperatur sekitar 700°C hingga 1600°C dan masih memiliki tekanan yang sedemikian kuat sehingga terus mendorong ke atas dan menerobos rekahan-rekahan yang akhirnya keluar ke permukaan menjadi lava. Gambar erupsi magma diatas memperlihatkan lava panas berwarna merah yang keluar dari dalam bumi dimana efek tekanan dari bawah membuat lava tersebut terdorong atau tersembur ke udara hingga ketinggian beberapa ratus meter. Tidak semua magma keluar menjadi lava, bahkan sebagian besar magma tetap tersimpan di perut gunung atau di lempeng benua. Magma tersebut memberikan panasnya kepada batuan yang ditempatinya hingga mampu merubah struktur dan sifat-sifat batuan disekitarnya dan akhirnya membentuk mineral-mineral yang beraneka ragam. Batuan yang terpengaruh oleh temperatur tinggi tersebut secara umum dinamakan batuan alterasi atau batuan yang mengalami alterasi. Disisi lain, air bawah tanah yang berada disekitar batuan alterasi akan menjadi air panas atau uap panas yang bertekanan tinggi. Air atau uap panas –fluida– (yang berada di perut gunung api) ternyata tidak diam ditempatnya, justru karena menerima panas dari magma, terjadilah fenomena arus konveksi. Pada awalnya, molekul-molekul fluida tersebut berusaha mentransfer atau berbagi panas kepada sesamanya hingga mencapai kesetaraan temperatur. Seiring dengan meningkatnya temperatur, volumenya bertambah dan efeknya tekanan fluida semakin naik. Akhirnya fluida mendesak dan mendorong batuan sekitarnya atau berusaha menerobos celah-celah antar batuan (fracture) untuk melepaskan tekanannya. Secara umum, tekanan di sekitar permukaan bumi lebih rendah dari pada tekanan dibawah permukaan bumi. Berdasarkan hal ini, air panas maupun uap panas yang terperangkap dibawah permukaan bumi akan berupaya mencari jalan terobosan supaya bisa keluar ke permukaan bumi. Ketika mereka menemukan jalan untuk sampai ke permukaan, kita bisa melihatnya sebagai asap putih yang sesungguhnya adalah uap panas (fumarole), atau bisa juga mereka keluar dalam wujud cairan membentuk telaga air panas (hot spring), atau bisa juga berupa lumpur panas (mud pots). Semua fenomena ini adalah jenis-jenis manifestasi dari keberadaan sistem panas bumi (geothermal system). Itu merupakan tanda-tanda alam yang menunjukkan bahwa di bawah lokasi manifestasi tersebut pasti ada intrusi magma yang memanaskan batuan sekelilingnya. Berarti daerah tersebut menyimpan potensi panas bumi yang suatu saat bisa dimanfaatkan sebagai sumber energi.

javascript:void(0);

javascript:void(0);

javascript:void(0);


Gambar 4.9 Geothermal reservoir

Air hujan (rain water) itu bisa turun dari awan disebabkan oleh pengaruh gravitasi bumi. Ketika tiba di permukaan bumi air hujan akan merembes ke dalam tanah melalui saluran pori-pori atau rongga-rongga diantara butir-butir batuan. Bila jumlah air hujan yang turun cukup deras, maka air tersebut akan mengisi rongga-rongga antar butiran sampai penuh atau jenuh. Air hujan yang sudah masuk ke tanah disebut air tanah. Kalau sudah tidak tertampung lagi, maka air hujan yang masih dipermukaan akan mengalir ke tempat yang lebih rendah. Ini disebut air permukaan. Perlu diketahui disini bahwa daya serap (atau lebih dikenal dengan istilah permeabilitas) masing-masing batuan atau lapisan batuan bervariasi tergantung jenis batuannya. Di daerah gunung api, dimana terdapat potensi panas bumi, seringkali ditemukan struktur sesar (fault) dan kaldera (caldera) sebagai akibat dari letusan gunung maupun aktifitas tektonik lainnya. Keberadaan struktur tersebut tidak sekedar membuka pori-pori atau rongga-rongga antar butiran menjadi lebih terbuka, bahkan lebih dari itu mereka menciptakan zona rekahan (fracture zone) yang cukup lebar dan memanjang secara vertikal atau hampir vertikal dimana air tanah dengan leluasa menerobos turun ke tempat yang lebih dalam lagi sampai akhirnya dia berjumpa dengan batuan panas (hot rock). Air tersebut tidak lagi turun ke bawah, sekarang dia mencari jalan dalam arah horizontal ke lapisan batuan yang masih bisa diisi oleh air. Seiring dengan berjalannya waktu, air tersebut terus terakumulasi dan terpanaskan oleh batuan panas (hot rock). Akibatnya temperatur air meningkat, volume bertambah dan tekanan menjadi naik. Sebagiannya masih tetap berwujud air panas, namun sebagian lainnya telah berubah menjadi uap panas. Tekanan yang terus meningkat, membuat fluida panas tersebut menekan batuan panas yang melingkupinya seraya mencari jalan terobosan untuk melepaskan tekanan tinggi. Kalau fluida tersebut menemukan celah yang bisa mengantarnya menuju permukaan bumi, maka akan dijumpai sejumlah manifestasi sebagaimana yang diterangkan pada halaman sebelumnya. Namun bila celah itu tidak tersedia, maka fluida panas itu akan tetap terperangkap disana selamanya. Lokasi tempat fluida panas tersebut dinamakan reservoir panas bumi (geothermal reservoir). Sementara lapisan batuan dibagian atasnya dinamakan cap rock yang bersifat impermeabel atau teramat sulit ditembus oleh fluida. Asap putih yang membumbung tinggi itu berasal dari reservoir panas bumi yang berada di bawah permukaan bumi. Asap itu adalah uap (air) panas bertekanan tinggi (steam) yang berhasil dikeluarkan dengan cara pemboran (drilling).

javascript:void(0);


Gambar 4.10 Skema penggunaan energi panas bumi (pembangkitan tenaga listrik energi

panas bumi)

3. Metode geofisika untuk energy panas bumi Metoda geofisika yang banyak dipakai dalam eksplorasi panas bumi adalah metoda magnetotellurik (MT) (salah satu cabang metoda elektromagnetik). Metoda ini relatif baru, luarannya (output) adalah nilai resistivitas (nilai tahanan jenis) batuan. MT ini dipilih karena a. resistivitas batuan memiliki hubungan yang erat dengan temperatur batuan. b. metoda MT ini adalah metoda yang cukup ramah lingkungan, berbeda dengan metoda

seismik yang terkenal dalam eksplorasi migas, Metoda seismik membutuhkan peledakan-peledakan seperti dinamit untuk menghasilkan gelombang seismik untuk 'membaca' seperti apa bentuk tiap lapisan di dalam bumi, tetapi metoda MT bersifat pasif, cukup ditanam dalam tanah kira-kira semalam di tiap titik.

c. alatnya ringan, relatif murah, mudah dibawa (dipanggul) masuk ke daerah yang paling sulit sekalipun,

d. tidak butuh site point yang luas seperti geolistrik dan seismik, e. dan metodanya relatif tidak merusak lingkungan

Beda jauh jika dibandingkan dengan metoda seismik, apalagi di darat: alatnya berat, mahal, butuh banyak kru, sulit menjangkau daerah-daerah terpencil, efek kerusakan alam dan sosial yang ditimbulkan relatif besar.


E. METODE MAGNETIK (MAGNETISM) 1. Pengertian metode magnetik Beberapa pengertian mengenai metode magnetism sebagai berikut: a. Metode magnetik merupakan salah satu metode seurvei geofisika dengan cara mengukur variasi intensitas medan magnetik dari posisi yang berbeda. b. Metode magnet adalah salah satu metode geofisika yang digunakan untuk menyelidiki kondisi permukaan bumi dengan memanfaatkan sifat kemagnetan batuan yang diidentifikasikan oleh kerentanan magnet batuan c. Metode geomagnet adalah metode geofisika yang pada dasarnya mengukur besaran medan magnet bumi yang ditimbulkan oleh berbagai sumber, baik yang ada di dalam perut bumi maupun adanya pengaruh dari luar d. Metode magnet merupakan metode geofisika yang mengukur variasi medan magnetik bumi yang disebabkan perbedaan properti magnetik dari bebatuan di bawah permukaan e. Metode magnetik merupakan metode geofisika yang didasarkan pada pengukuran variasi intensitas magnetik di permukaan bumi yang disebabkan adanya variasi distribusi (anomali) benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi, yaitu adanya perbedaan distribusi mineral ferromagnetic, paramagnetic, diamagnetic perbedaan kontras suseptibilitas, atau permeabilitas magnetik tubuh jebakan dari daerah sekelilingnya. Variasi intensitas medan magnetik yang terukur kemudian ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik dibawah permukaan, kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang mungkin teramati. Pengukuran intensitas medan magnetik dapat dilakukan di darat, laut maupun udara. Susceptibilitas magnet batuan atau k adalah harga magnet suatu batuan terhadap pengaruh magnet, yang pada umumnya erat kaitannya dengan kandungan mineral dan oksida besi. Sifatnya yang sangat khas untuk setiap jenis mineral atau mineral logam. Semakin besar kandungan mineral magnetit di dalam batuan, akan semakin besar harga susceptibilitasnya. Survey magnetik merupakan metode eksplorasi geofisika yang mengukur medan magnet bumi di setiap titik yang ada di muka bumi. magnetik dan gravitasi biasanya dilakukan di wilayah yang luas seperti misalnya suatu cekungan (basin). Penggunaan metode magnetik berdasarkan pada adanya anomali medan magnetik bumi yang diakibatkan oleh adanya perbedaan sifat kemagnetan dari berbagai macam batuan. Dalam kegiatan eksplorasi, survey magnetik dapat dilakukan di darat, laut maupun udara. Dalam metode geomagnetik ini, bumi diyakini sebagai batang magnet raksasa dimana medan magnet utama bumi dihasilkan. Kerak bumi menghasilkan medan magnet jauh lebih kecil daripada medan utama magnet yang dihasilkan bumi secara keseluruhan. Teramatinya medan magnet pada bagian bumi tertentu, biasanya disebut anomali magnetik yang dipengaruhi suseptibilitas batuan tersebut dan remanen magnetiknya. Berdasarkan pada anomali magnetik batuan ini, pendugaan sebaran batuan yang dipetakan baik secara lateral maupun vertikal. Eksplorasi menggunakan metode magnetik, pada dasarnya terdiri atas tiga tahap : akuisisi data lapangan, processing, dan interpretasi. Setiap tahap terdiri dari beberapa perlakuan


atau kegiatan. Pada tahap akuisisi, dilakukan penentuan titik pengamatan dan pengukuran dengan satu atau dua alat. Untuk koreksi data pengukuran dilakukan pada tahap processing. Koreksi pada metode magnetik terdiri atas koreksi harian (diurnal), koreksi topografi (terrain) dan koreksi lainnya. Sedangkan untuk interpretasi dari hasil pengolahan data dengan menggunakan software diperoleh peta anomali magnetik. Metode ini didasarkan pada perbedaan tingkat magnetisasi suatu batuan yang diinduksi oleh medan magnet bumi. Hal ini terjadi sebagai akibat adanya perbedaan sifat kemagnetan suatu material. Kemampuan untuk termagnetisasi tergantung dari suseptibilitas magnetik masing-masing batuan. Harga suseptibilitas ini sangat penting di dalam pencarian benda anomali karena sifat yang khas untuk setiap jenis mineral atau mineral logam. Harganya akan semakin besar bila jumlah kandungan mineral magnetik pada batuan semakin banyak. Pengukuran magnetik dilakukan pada lintasan ukur yang tersedia dengan interval antar titik ukur 10 m dan jarak lintasan 40 m. Batuan dengan kandungan mineral-mineral tertentu dapat dikenali dengan baik dalam eksplorasi geomagnet yang dimunculkan sebagai anomali yang diperoleh merupakan hasil distorsi pada medan magnetik yang diakibatkan oleh material magnetik kerak bumi atau mungkin juga bagian atas mantel. Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika dengan metode gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehingga keduanya sering disebut sebagai metode potensial. Namun demikian, ditinjau dari segi besaran fisika yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yang mendasar. Dalam metode magnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besaran vektor magnetisasi, sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan gravitasi. Data pengamatan magnetik lebih menunjukkan sifat residual kompleks. Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap waktu lebih besar. Pengukuran intensitas medan magnetik bisa dilakukan melalui darat, laut dan udara. Metode magnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta bisa diterapkan pada pencarian prospek benda-benda arkeologi.

2. Medan Magnet Bumi Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan magnet bumi (gambar 4.17), yang dapat diukur yaitu meliputi arah dan intensitas kemagnetannya. Parameter fisis tersebut meliputi : a. Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen horizontal yang

dihitung dari utara menuju timur b. Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan bidang horizontal yang

dihitung dari bidang horizontal menuju bidang vertikal ke bawah. c. Intensitas Horizontal (H), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang horizontal. d. Medan magnetik total (F), yaitu besar dari vektor medan magnetik total.


Gambar 4.17. Tiga Elemen medan magnet bumi

Gambar 4.18 Orientasi Kutub Magnet dan Fluks Magnet yang Dihasilkan oleh Medan

Magnet Bumi Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu. Untuk menyeragamkan nilai-nilai medan utama magnet bumi, dibuat standar nilai yang disebut International Geomagnetics Reference Field (IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun sekali. Nilai-nilai IGRF tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta km2 yang dilakukan dalam waktu satu tahun. Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian : a. Medan magnet utama (main field) Medan magnet utama dapat didefinisikan sebagai medan rata-rata hasil pengukuran dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan luas lebih dari 106 km2

b. Medan magnet luar (external field) Pengaruh medan magnet luar berasal dari pengaruh luar bumi yang merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari. Karena sumber medan luar ini berhubungan dengan arus listrik yang mengalir dalam lapisan terionisasi di atmosfer, maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih cepat.


c. Medan magnet anomali Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal (crustal field). Medan magnet ini dihasilkan oleh batuan yang mengandung mineral bermagnet seperti magnetite

( 87SFe ), titanomagnetite ( 42 OTF ie ) dan lain-lain yang berada di kerak bumi.

Dalam survei dengan metode magnetik yang menjadi target dari pengukuran adalah variasi medan magnetik yang terukur di permukaan (anomali magnetik). Secara garis besar anomali medan magnetik disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnetik induksi. Medan magnet remanen mempunyai peranan yang besar terhadap magnetisasi batuan yaitu pada besar dan arah medan magnetiknya serta berkaitan dengan peristiwa kemagnetan sebelumnya sehingga sangat rumit untuk diamati. Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil gabungan medan magnetik remanen dan induksi, bila arah medan magnet remanen sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya bertambah besar. Demikian pula sebaliknya. Dalam survei magnetik, efek medan remanen akan diabaikan apabila anomali medan magnetik kurang dari 25 % medan magnet utama bumi (Telford, 1976), sehingga dalam pengukuran medan magnet berlaku :

ALMT HHHH

dengan : TH

: medan magnet total bumi

MH

: medan magnet utama bumi

LH

: medan magnet luar

AH

: medan magnet anomali

3. Metode Pengukuran Data Geomagnetik Dalam melakukan pengukuran geomagnetik, peralatan paling utama yang digunakan adalah magnetometer. Peralatan ini digunakan untuk mengukur kuat medan magnetik di lokasi survei. Salah satu jenisnya adalah Proton Precission Magnetometer (PPM) yang digunakan untuk mengukur nilai kuat medan magnetik total. Peralatan lain yang bersifat pendukung di dalam survei magnetik adalah Global Positioning System (GPS). Peralatan ini digunaka untuk mengukur posisi titik pengukuran yang meliputi bujur, lintang, ketinggian, dan waktu. GPS ini dalam penentuan posisi suatu titik lokasi menggunakan bantuan satelit. Penggunaan sinyal satelit karena sinyal satelit menjangkau daerah yang sangat luas dan tidak terganggu oleh gunung, bukit, lembah dan jurang. Beberapa peralatan penunjang lain yang sering digunakan di dalam survei magnetik, antara lain (Sehan, 2001) : a. Kompas geologi, untuk mengetahui arah utara dan selatan dari medan magnet bumi. b. Peta topografi, untuk menentukan rute perjalanan dan letak titik pengukuran pada saat

survei magnetik di lokasi c. Sarana transportasi d. Buku kerja, untuk mencatat data-data selama pengambilan data e. PC atau laptop dengan software seperti Surfer, Matlab, Mag2DC, dan lain-lain.

Pengukuran data medan magnetik di lapangan dilakukan menggunakan peralatan PPM, yang merupakan portable magnetometer. Data yang dicatat selama proses pengukuran adalah hari, tanggal, waktu, kuat medan magnetik, kondisi cuaca dan lingkungan. Tabel 4.2. Contoh form untuk mencatat data hasil pengukuran


No Stasiun Pengukuran

Waktu Posisi Geografis Kuat Medan

Keadaan Lokasi

Tgl Jam Bujur Lintang Tinggi

1

2

…

Dalam melakukan akuisisi data magnetik yang pertama dilakukan adalah menentukan base station dan membuat station - station pengukuran (usahakan membentuk grid - grid). Ukuran grid-nya disesuaikan dengan luasnya lokasi pengukuran, kemudian dilakukan pengukuran medan magnet di stasiun - stasiun pengukuran di setiap lintasan, pada saat yang bersamaan pula dilakukan pengukuran variasi harian di base station 4. Pengaksesan Data IGRF IGRF singkatan dati The International Geomagnetic Reference Field. Merupakan medan acuan geomagnetik intenasional. Pada dasarnya nilai IGRF merupakan nilai kuat medan magnetik utama bumi (H0). Nilai IGRF termasuk nilai yang ikut terukur pada saat dilakukan pengukuran medan magnetik di permukaan bumi, yang merupakan komponen paling besar dalam survei geomagnetik, sehingga perlu dilakukan koreksi untuk menghilangkannya. Koreksi nilai IGRF terhadap data medan magnetik hasil pengukuran dilakukan karena nilai yang menjadi terget survei magnetik adalan anomali medan magnetik (ΔHr0). Nilai IGRF yang diperoleh dikoreksikan terhadap data kuat medan magnetik total dari hasil pengukuran di setiap stasiun atau titik lokasi pengukuran. Meskipun nilai IGRF tidak menjadi target survei, namun nilai ini bersama-sama dengan nilai sudut inklinasi dan sudut deklinasi sangat diperlukan pada saat memasukkan pemodelan dan interpretasi. 5. Pengolahan Data Geomagnetik Untuk memperoleh nilai anomali medan magnetik yang diinginkan, maka dilakukan koreksi terhadap data medan magnetik total hasil pengukuran pada setiap titik lokasi atau stasiun pengukuran, yang mencakup koreksi harian, IGRF dan topografi. a. Koreksi Harian Koreksi harian (diurnal correction) merupakan penyimpangan nilai medan magnetik bumi akibat adanya perbedaan waktu dan efek radiasi matahari dalam satu hari. Waktu yang dimaksudkan harus mengacu atau sesuai dengan waktu pengukuran data medan magnetik di setiap titik lokasi (stasiun pengukuran) yang akan dikoreksi. Apabila nilai variasi harian negatif, maka koreksi harian dilakukan dengan cara menambahkan nilai variasi harian yang terekan pada waktu tertentu terhadap data medan magnetik yang akan dikoreksi. Sebaliknya apabila variasi harian bernilai positif, maka koreksinya dilakukan dengan cara mengurangkan nilai variasi harian yang terekan pada waktu tertentu terhadap data medan magnetik yang akan dikoreksi, datap dituliskan dalam persamaan

ΔH = Htotal ± ΔHharian

b. Koreksi IGRF


Data hasil pengukuran medan magnetik pada dasarnya adalah konstribusi dari tiga komponen dasar, yaitu medan magnetik utama bumi, medan magnetik luar dan medan anomali. Nilai medan magnetik utama tidak lain adalah niali IGRF. Jika nilai medan magnetik utama dihilangkan dengan koreksi harian, maka kontribusi medan magnetik utama dihilangkan dengan koreksi IGRF. Koreksi IGRF dapat dilakukan dengan cara mengurangkan nilai IGRF terhadap nilai medan magnetik total yang telah terkoreksi harian pada setiap titik pengukuran pada posisi geografis yang sesuai. Persamaan koreksinya (setelah dikoreksi harian) dapat dituliskan sebagai berikut :

ΔH = Htotal ± ΔHharian ± H0 Dimana H0 = IGRF c. Koreksi Topografi Koreksi topografi dilakukan jika pengaruh topografi dalam survei megnetik sangat kuat. Koreksi topografi dalam survei geomagnetik tidak mempunyai aturan yang jelas. Salah satu metode untuk menentukan nilai koreksinya adalah dengan membangun suatu model topografi menggunakan pemodelan beberapa prisma segiempat (Suryanto, 1988). Ketika melakukan pemodelan, nilai suseptibilitas magnetik (k) batuan topografi harus diketahui, sehingga model topografi yang dibuat, menghasilkan nilai anomali medan magnetik (ΔHtop) sesuai dengan fakta. Selanjutnya persamaan koreksinya (setelah dilakukan koreski harian dan IGRF) dapat dituliska sebagai

ΔH = Htotal ± ΔHharian – H0 - ΔHtop

Setelah semua koreksi dikenakan pada data-data medan magnetik yang terukur dilapangan, maka diperoleh data anomali medan magnetik total di topogafi. Untuk mengetahui pola anomali yang diperoleh, yang akan digunakan sebagai dasar dalam pendugaan model struktur geologi bawah permukaan yang mungkin, maka data anomali harus disajikan dalam bentuk peta kontur. Peta kontur terdiri dari garis-garis kontur yang menghubungkan titik-titik yang memiliki nilai anomali sama, yang diukur dar suatu bidang pembanding tertentu. 6. Reduksi ke Bidang Datar Untuk mempermudah proses pengolahan dan interpretasi data magnetik, maka data anomali medan magnetik total yang masih tersebar di topografi harus direduksi atau dibawa ke bidang datar. Proses transformasi ini mutlak dilakukan, karena proses pengolahan data berikutnya mensyaratkan input anomali medan magnetik yang terdistribusi pada biang datar. Beberapa teknik untuk mentransformasi data anomali medan magnetik ke bidang datar, antara lain: teknik sumber ekivalen (equivalent source), lapisan ekivalen (equivalent layer) dan pendekatan deret Taylor (Taylor series approximation), dimana setiap teknik mempunyai kelebihan dan kekurangan (Blakely, 1995). 7. Pengangkatan ke Atas Pengangkatan ke atas atau upward continuation merupakan proses transformasi data medan potensial dari suatu bidang datar ke bidang datar lainnya yang lebih tinggi. Pada pengolahan data geomagnetik, proses ini dapat berfungsi sebagai filter tapis rendah, yaitu unutk menghilangkan suatu mereduksi efek magnetik lokal yang berasal dari berbagai sumber benda magnetik yang tersebar di permukaan topografi yang tidak terkait dengan survei. Proses pengangkatan tidak boleh terlalu tinggi, karena ini dapat mereduksi anomali


magnetik lokal yang bersumber dari benda magnetik atau struktur geologi yang menjadi target survei magnetik ini. 8. Koreksi Efek Regional Dalam banyak kasus, data anomali medan magnetik yang menjadi target survei selalu bersuperposisi atau bercampur dengan anomali magnetik lain yang berasal dari sumber yang sangat dalam dan luas di bawah permukaan bumi. Anomali magnetik ini disebut sebagai anomali magnetik regional (Breiner, 1973). Untuk menginterpretasi anomali medan magnetik yang menjadi target survei, maka dilakukan koreksi efek regional, yang bertujuan untuk menghilangkan efek anomali magnetik regioanl dari data anomali medan magnetik hasil pengukuran. Salah satu metode yang dapat digunakan untuk memperoleh anomali regional adalah pengangakatan ke atas hingga pada ketinggian-ketinggian tertentu, dimana peta kontur anomali yang dihasilkan sudah cenderung tetap dan tidak mengalami perubahan pola lagi ketika dilakukan pengangkatan yang lebih tinggi. 9. Interpretasi Data Geomagnetik Secara umum interpretasi data geomagnetik terbagi menjadi dua, yaitu interpretasi kualitatif dan kuantitatif. Interpretasi kualitatif didasarkan pada pola kontur anomali medan magnetik yang bersumber dari distribusi benda-benda termagnetisasi atau struktur geologi bawah permukaan bumi. Selanjutnya pola anomali medan magnetik yang dihasilkan ditafsirkan berdasarkan informasi geologi setempat dalam bentuk distribusi benda magnetik atau struktur geologi, yang dijadikan dasar pendugaan terhadap keadaan geologi yang sebenarnya. Interpretasi kuantitatif bertujuan untuk menentukan bentuk atau model dan kedalaman benda anomali atau strukutr geologi melalui pemodelan matematis. Untuk melakukan interpretasi kuantitatif, ada beberapa cara dimana antara satu dengan lainnya mungkin berbeda, tergantung dari bentuk anomali yang diperoleh, sasaran yang dicapai dan ketelitian hasil pengukuran. Beberapa pemodelan yang biasa digunakan yaitu pemodelan dua setengah dimensi dan pemodelan tiga dimensi 10. Sifat magnetik batuan Berikut penjelasan mengenai beberapa sifat magnetik batuan: a. Diamagnetik merupakan atom – atom pembentuk batuan mempunyai kulit elektron berpasangan. Jika mendapat medan magnet dari luar orbit, elektron tersebut akan berpresesi yang menghasilkan medan magnet lemah yang melawan medan magnet luar tadi. Mempunyai susceptibilitas k negatif dan kecil serta tidak tergantung dari pada medan magnet luar. Contoh : bismuth, grafit, gipsum, marmer, kuarsa, garam. b. Paramagnetisme Terdapat kulit elektron terluar yang belum jenuh yakni ada elektron yang spinnya tidak berpasangan. Jika terdapat medan magnetik luar, spin tersebut berpresesi menghasilkan medan magnet yang mengarah searah dengan medan tersebut sehingga memperkuatnya.


Akan tetapi momen magnetik yang terbentuk terorientasi acak oleh agitasi termal, sehingga Susceptibilitas k positif dan > 1 serta bergantung pada temperatur. Contoh : piroksen, olivin, garnet, biotit, amfibolit dll. Dalam benda-benda magnetik, medan yang dihasilkan oleh momen-momen magnetik atomik permanen, cenderung untuk membantu medan luar, sedangkan untuk dielektrik-dielektrik medan dari dipol-dipol selalu cenderung untuk melawan medan luar, apakah dielektrik mempunyai dipol-dipol yang terinduksi atau diorientasikan. c. Ferromagnetik Terdapat banyak kulit elektron yang hanya diisi oleh satu elektron seh ingga mudah terinduksi oleh medan luar. Keadaan ini diperkuat lagi oleh adanya kelompok-kelompok bahan berspin searah yang membentuk dipole-dipol magnet (domain) mempunyai arah sama, apalagi jika di dalam medan magnet luar. Susceptibilitas k positif dan > > 1, serta bergantung dari temperature. Contoh : besi, nikel, kobalt. d. Antiferromagnetik domain-domain menghasilkan dipole magnetic yang saling berlawanan arah sehingga momen magnetic secara keseluruhan sangat kecil. Bahan antiferromagnetik yang mengalami cacat kristal akan meng alami medan magnet kecil dan suseptibilitasnya seperti pada bahan paramagnetic suseptibilitas k seperti paramagnetic, tetapi harganya naik sampai dengan titik curie kemudian turun lagi menurut hukum curie-weiss. Contoh : hematit (Fe2O3) e. Ferrimagnetik domain-domain juga saling antiparalel tetapi jumlah dipol pada masing-masing arah tidak sama sehingga masih mempunyai resultan magnetisasi cukup besar. Suseptibilitasnya tinggi dan tergantung temperatur. Contoh: magnetit ( Fe3O4), ilmenit ( FeTiO3), pirhotit ( FeS ). Berdasarkan proses terjadinya maka ada dua macam magnet : a. Magnet induksi (bergantung pada suseptibilitasnya menyebabkan anomaly pada medan

magnet bumi ). b. Magnet permanen : bergantung pada sejarah pembentukan batuan tadi. Berdasarkan nilai k, batuan dibagi menjadi: a. Paramagnetik : Mempunyai nilai k yang bernilai positif. Contoh: olivine, biotit. b. Feromagnetik : Mempunyai nilai k yang sangat besar dan positif. Contoh: besi dan nikel. c. Diamagnetik : Mempunyai nilai k yang negatif. Contoh : grafit, gysum, quartz

11. Beberapa Eksplorasi yang menggunakan metode magnetik a. Eksplorasi Minyak Bumi dengan Metode Magnetik Metode magnetik ini mengukur variasi medan magnetik bumi yang disebabkan perbedaan properti magnetik dari bebatuan di bawah permukaan. Survey magnetik dan gravitasi biasanya dilakukan di wilayah yang luas seperti misalnya suatu cekungan (basin). Dalam eksplorasi migas metoda gravity dan magnetik memang hanya dipergunakan untuk tahap awal , terutama guna tujuan regional untuk mengetahui konfigurasi basement (batuan


dasar). Tujuan utamanya adalah untuk mengetahui ketebalan sedimen, makin tebal makin bagus dan potensial untuk source rock. Untuk penentuan struktur geologinya digunakan metoda magnetik.

Gambar 4.19 Eksplorasi minyak bumi

b. Eksplorasi Panas Bumi dengan Metode Magnetik Keadaan reservoir panas bumi dapat digambarkan menggunakan metode magnetik. Eksplorasi panas bumi dengan metode magnetik dilakukan dengan menafsir secara kuantitatif terhadap tubuh intrusi. Biasanya panas bumi terletak di daerah vulkanik. Kerentanan magnet panas bumi sangat bergantung pada variasi batuan di lapangan yang telah terpengaruh panas. c. Eksplorasi Bijih Besi dengan Metode Magnetik Studi ini menggambarkan kemampuan metoda magnetik dalam eksplorasi bijih besi (iron ore) yang berasosiasi dengan granit. Besar anomali magnetik dipengaruhi sangat kuat oleh induksi ferromagnetik bijih besi yang terkandung pada granit. Berdasarkan pemodelan 2D dan inversi 3D dapat diduga bahwa granit pembawa bijih besi mengintrusi secara menjari (dike) dengan jenis mineral utama adalah magnetit. Batuan granit yang mengandung bijih besi (iron ore) berasosiasi dengan anomali magnet besar (+). Metoda magnetik berguna untuk memetakan dan menghitung potensi bijih besi dibawah permukaan. Interpretasi kuantitatif dilakukan untuk menggambarkan bentuk tubuh ’iron ore’ di bawah permukaan berdasarkan anomaly magnetik dan geologi. Interpretasi dilakukan dengan pemodelan ke depan (forward modeling) secara 2D dan 3D. d. Eksplorasi Air Dengan Metode Magnetik Air tanah dapat menyebabkan suatu endapan yang menimbulkan arus lemah (battery action). Arus ini akan menghasilkan medan magnet. Pengukuran-pengukuran tegangan (voltase) secara sistematis di permukaan dapat memperlihatkan suatu perubahan yang signifikan jika terdapat mineralisasi di bawah permukaan.


Gambar 4.20 Eksplorasi Air Dengan Metode Magnetik

12. Kelebihan Metode Magnetik Kelebihan metode magnetik dibanding metode yang lain: a. Metode ini sensitive terhadap perubahan vertical, umumnya digunakan untuk

mempelajari tubuh intrusi, batuan dasar, urat hydrothermal yang kaya akan mineral ferromagnetic, struktur geologi. Umumnya tubuh intrusi, urat hydrothermal kaya akan mineral ferromagnetic(Fe3O4, Fe2O3) yang memberi kontras pada batuan sekelilingnya.

2) Mineral-mineral ferromagnetic akan kehilangan sifat kemagnetannya bila dipanasi mendekati temperatur Curie oleh karena itu efektif digunakan untuk mempelajari daerah yang dicurigai mempunyai potensi Geothermal

3) Data acquitsition dan data proceeding dilakukan tidak serumit metoda gaya berat. Penggunaan filter matematis umum dilakukan untuk memisahkan anomaly berdasarkan panjang gelombang maupun kedalaman sumber anomaly magnetic yang ingin diselidiki


DAFTAR PUSTAKA

Ahmad, Nur. , 2009, Konfigurasi dan Profil Kedalaman (diakses 16 April 2012), http://geoful.wordpress.com/konfigurasi-dan profil kedalaman/

Akbar, Gigih Wahyu, 2011, geofisika-untuk-Indonesia (Online, diakses 16 April) http://gigihwahyuakbar.wordpress.com/2011/01/13/geofisika-untuk-indonesia/ Anonim, 2007a, Geolistrik. (diakses 16 April 2012). http://www.w3.org/TR

/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd” Anonim, (diakses 16 April 2012), http://www.seg.org/ Anonim, (diakses 16 April 2012), https://seorangminer.wordpress.com/bfiabhfcbafhueceaj/

geofisika-terapan/metode-gravity/ Anonim, (diakses 15 April 2012), http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_geothermal Anonim, (diakses 16 April 2012) http://dunia-listrik.blogspot.com/2011/04/tentang-panas-

bumi.html Anonim, (diakses 16 April 2012) http://www.cus.net/renewableenergy/subcats/geothermal/geothermal.html Azhar, Gunawan Handayani, 2004. Penerapan metode geolistrik konfigurasi Schlumberger

untuk menentukan tahanan jenis batubara. Institut Teknologi Bandung. Bandung Bonjotama, W., 2007, Geolistrik / Resistivity Meter (diakses 16 April 2012),

http://walnison.Indonetwork.co.id/552966+basket/ Broto, Sudaryo, Rohima Sera Afifah. Pengolahan data geolistrik dengan metode

Schlumberger. Vol. 29. 2008. Undip Huda, Seiful. , 2011, Metode Geofisika (diakses 16 April 2012),

http://geoful.wordpress.com/metode-geofisika/ Kadir, Abdul, 2010. ENERGI Penerbit UI, Jakarta Telford, WM., 1990. Applied Geophysics Second Edition, Cambridge University.

http://geoful.wordpress.com/konfigurasi-dan%20profil%20kedalaman/

http://gigihwahyuakbar.wordpress.com/2011/01/13/geofisika-untuk-indonesia/

http://www.w3.org/TR%20/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd

http://www.w3.org/TR%20/xhtml1/DTD/xhtml1-transitional.dtd

http://www.seg.org/

https://seorangminer.wordpress.com/bfiabhfcbafhueceaj/%20geofisika-terapan/metode-gravity/

https://seorangminer.wordpress.com/bfiabhfcbafhueceaj/%20geofisika-terapan/metode-gravity/

http://id.wikipedia.org/wiki/Tenaga_geothermal

http://dunia-listrik.blogspot.com/2011/04/tentang-panas-bumi.html

http://dunia-listrik.blogspot.com/2011/04/tentang-panas-bumi.html

http://www.cus.net/renewableenergy/subcats/geothermal/geothermal.html

http://walnison.indonetwork.co.id/552966+basket/

http://geoful.wordpress.com/metode-.geofisika/


UNIVERSITAS SEBELAS MARET FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA DAN IPA

Jl Ir. Sutami 36 A Kentingan Surakarta

==========================================================================

SILABUS

Program Studi : Pendidikan Fisika Kode Mata Kuliah : 6233 Mata Kuliah : Geofisika Bobot : 2 Standar Kompetensi : Mahasiswa mampu menjelaskan bumi secara umum dan metode geofisika

untuk eksplorasi bumi Mata Kuliah Prasyarat : -

Kompetensi Dasar*

Indikator Pengalaman

Belajar Materi Pokok

Alokasi Waktu (menit)

Sumber/Bahan/ Alat**

1. Mahasiswa

mampu

menjelaska

n struktur

lapisan

bumi.

Mahasiswa mampu: 1. Menjelaskan

Kerak bumi

2. Menjelaskan Selimut bumi

3. Menjelaskan Inti bumi

Mahasiswa mencari referensi dari sumber cetak maupun non cetak

Struktur lapisan bumi: - Kerak bumi

(crust) - Selimut bumi

(mantle)

- Inti bumi

(core)

3 x 100

1. Budi

Sudarsono,

1987, Alam

Semsta dan

Cuaca

(terjemahan)

, Tira Pustaka

Jakarta

2. Latuheru

G.A., 1985,

Planet Bumi

(Terjemahan)

, PT.

Widyadara

Jakarta

2. Mahasiswa

mampu

menjelaska

n jenis dan

sifat

batuan

(rock) dan

mineral


definisi batuan

2. Menjelaskan jenis dan sifat batuan beku

3. Menjelaskan jenis dan sifat batuan sedimen

Mahasiswa mengidentifikasi jenis dan sifat contoh batuan dan mineral

1. Jenis dan

sifat

batuan

(rock):

- Batuan beku

(igneous

rocks)

- Bantuan sedimen (sedimentary rocks)

3 x 100

1. http://www.

oum.ox.ac.uk

/educate/res

ource/rocks.

pdf

2. http://earthd

s.info/pdfs/E

DS_05.PDF

3. http://www.

burkemuseu

m.org/static/

http://www.oum.ox.ac.uk/educate/resource/rocks.pdf





http://earthds.info/pdfs/EDS_05.PDF



http://www.burkemuseum.org/static/burke_boxes_materials/rocks_and_minerals/background.pdf




4. Menjelaskan

jenis dan sifat

batuan

metamorf

5. Menjelaskan

definisi

mineral

6. Menjelaskan

jenis dan sifat

mineral

7. Menyebutkan

contoh-

contoh

mineral

- Batuan metamorf (metamorphic rocks)

2. Jenis dan

sifat mineral

burke_boxes

_materials/r

ocks_and_mi

nerals/backg

round.pdf

3. Mahasiswa

mampu

menjelaska

n bentuk

muka bumi

(landform)

dan

penyebabn

ya


gunung 2. Menjelaskan

bukit 3. Menjelaskan

lembah 4. Menjelaskan

dataran 5. Menjelaskan

proses eksogen

6. Menjelaskan proses endogen

Mahasiswa menganalisis proses pembentukan muka bumi berdasarkan pengetahuan bentuk muka bumi di lingkungan sekitar

1. Bentuk

muka bumi

- Gunung

(Mountains)

- Bukit ( hills)

- Lembah

(valley)

- Dataran

(plain)

2. Proses

pembentuk

muka bumi

- Eksogen

(exogenous)

- Endogen

(endogenou

s)

4 x 100

1. Lim Hiong Li,

tth, Earth:our

home 2nd

edition,

Marshall

Cavendish

Education

2. http://www.

mcdougallittel

l.com/ml_dat

a/tal/s_studie

s/WGT_SE.pdf

3. http://www.a

scension.k12.

nf.ca/curricul

um/WrldGeog

/PDF/Chapter

%20Notes/Ch

apter%2001%

20Notes.pdf

4. http://phillips

hs.wcpss.net/

Earth_Sci_pdf

/Exogenous%

20Forces.pdf

5. http://phillips

hs.wcpss.net/

Earth_Sci_pdf

/Endogenous

%20Forces.pd

f

http://www.mcdougallittell.com/ml_data/tal/s_studies/WGT_SE.pdf





http://www.ascension.k12.nf.ca/curriculum/WrldGeog/PDF/Chapter%20Notes/Chapter%2001%20Notes.pdf








http://phillipshs.wcpss.net/Earth_Sci_pdf/Exogenous%20Forces.pdf





http://phillipshs.wcpss.net/Earth_Sci_pdf/Endogenous%20Forces.pdf







4. Mahasiswa

mampu

menjelaska

n metode-

metode

geofisika

yang sering

digunakan

untuk

eksplorasi

bumi

Mahasiswa mampu:

1. Menjelaskan pengertian geofisika

2. Menjelaskan

metode

gravitasi

3. Menjelaskan

metode

seismologi

4. Menjelaskan

metode panas

bumi

5. Menjelaskan

metode listrik

6. Menjelaskan

metode

magnetik

- Mahasiswa bekerja sama kelompok

- Mahasiswa menyusun makalah

- Mahasiswa presentasi

1. Pengertian

geofisika

2. Metoda

geofisika:

- Gravitasi (Gravity)

- Seismologi (Seismology)

- Panas bumi (Thermal)

- Listrik (Electrical)

- Magnetik (Magnetism)

5 x 100 Tellford, Geldart, Sheriff, 1990, Applied Geophysics, Cambridge University Press

Surakarta, 17 September 2012

Koordinator Pengampu,

(Daru Wahyuningsih, S.Si.,M.Pd. )

BUKU KOMPILASI GEOFISIKA

Documents

Transcript of BUKU KOMPILASI GEOFISIKA