Apa Itu Metode Geolistrik (Review Singkat yang Mudah Dipahami)

PENGERTIAN METODE GEOLISTRIK

Metode geolistrik merupakan salah satu metoda yang mempelajari tentang sifat-sifat aliran listrik di dalam bumi dan mengeksplore bagaimana cara mendeteksinya dari permukaan bumi. Besaran fisis yang ingin dicari adalah tahanan atau hambatan jenis batuan akibat adanya medan potensial dan arus yang ditriger atau diinjeksikan ke bawah permukaan bumi. Pada dasarnya metode ini menggunakan pendekatan melalui konsep perambatan arus listrik di dalam medium yang bersifat homogen isotropis, dimana arus listrik bergerak ke segala arah dengan nilai yang sama besar, sehingga jika terjadi penyimpangan dari kondisi ideal (homogen isotropis), maka penyimpangan ini (anomali) yang justru diamati. Nilai tahanan/hambatan jenis resistivitas batuan berhubungan dengan sifat fisisnya antara lain derajat saturasi air, porositas, permeabilitas dan formasi batuan. 
Apa Itu Metode Geolistrik (Review Singkat yang Mudah Dipahami)
Alat Uji Geolistrik

Prinsip kerja dari Metode Pengukuran Survey Geolistrik ini yaitu arus listrik diinjeksikan ke dalam bumi melalui dua elektoda (positif dan negatif) arus. Beda potensial yang terjadi diukur melalui dua buah elektroda potensial, dari hasil pengukuran arus dan beda potensial untuk setiap jarak elektroda tertentu, dapat ditentukan variasi harga tahanan jenis masing-masing lapisan di bawah titik ukur. 


Umumnya, metode ini hanya baik untuk ekplorasi dangkal dengan kedalaman maksimum sekitar 200 meter. Jika kedalaman lapisan lebih dari harga tersebut, maka informasi yang diperoleh kurang akurat, hal ini disebabkan dengan bentangan yang besar dengan maksud mendapatkan penetrasi kedalaman di atas 200 m, maka arus yang mengalir akan semakin lemah dan tidak stabil akibat perubahan bentangan yang semakin besar. Karena itu, metode ini jarang digunakan untuk eksplorasi dalam, sebagai contoh untuk eksplorasi minyak. Metode Geolistrik ini banyak digunakan di dalam pencarian air tanah, memonitor pencemaran air dan tanah, eksplorasi geotermal, aplikasi geoteknik, pencarian bahan tambang, dan untuk penyelidikan dibidang arkeologi, jadi prinsipnya untuk eksplorasi yang tidak terlalu dalam.

SIFAT KELISTRIKAN BATUAN DAN MINERAL

Konduksi arus listrik pada batuan / mineral diklasifikasikan menjadi tiga jenis, yaitu konduksi dielektrik, konduksi elektrolitik dan konduksi elektronik. Konduksi dielektrik terjadi ketika batuan / mineral berada dielektrik terhadap aliran arus listrik (polarisasi muatan material ketika material tersebut dialiri listrik). Konduksi elektrolit terjadi ketika batuan / mineral berpori dan pori-pori diisi dengan cairan elektrolit. Dalam kondisi ini, arus listrik diangkut oleh ion elektrolitik. Kondisi elektronik terjadi jika batuan / mineral memiliki banyak elektron bebas sehingga arus listrik mengalir melalui batuan / mineral melalui elektron bebas.

Berdasarkan harga tahanan jenis (ρ) listriknya batuan/mineral digolongkan menjadi tiga yaitu :
  • Konduktor baik:10-8 <ρ<1Ωm 
  • Konduktorburuk:1<ρ<107 Ωm  
  • Isolator :ρ>107 Ωm 

PERUMUSAN DASAR METODE GEOLISTRIK

Dalam interpretasi pengukuran dalam metode geolistrik Bumi, dianggap sebagai isotropik homogen, artinya setiap lapisan memiliki resistivitas yang sama. Prinsip dasar metode geolistrik adalah untuk mengukur respons dalam bentuk elektroda potensial karena arus listrik yang disuntikkan ke bumi melalui elektroda arus, oleh karena itu perumusan teoritis metode geolistrik didasarkan pada prinsip menghitung potensi listrik pada media tertentu karena arus listrik di permukaan bumi. Jika arus (I) disuntikkan ke dalam tanah yang homogen dan isotropik melalui satu elektroda, arus listrik akan menyebar ke segala arah pada permukaan ekuipotensial bumi dalam bentuk permukaan semi-bola seperti yang diilustrasikan dalam Gambar 1 (Telford, 1990).

Aliran Arus Geolistrik
Gambar 1. Aliran Arus Listrik dan Bidang Ekuipotensial 

Besarnya resistivitas listrik dari suati formasi bawah permukaan bumi yang diinjeksikan tadi dapat ditentukan berdasarkan persamaan berikut:

V(r) = Iρ/(4π r)                      (1)

Karena permukaan yang dialiri arus listrik adalah permukaan yang berbetuk setengah bola yang mempunya luas penampang 2π r, maka:

            (2)

atau
               (3)

Jika empat elektroda dipasang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2, dan jarak antara dua elektroda tidak terlalu besar, maka potensial pada setiap titik di dekat permukaan akan dipengaruhi oleh dua elektroda tersebut, sehingga ekuipotensial yang dihasilkan dari dua titik sumber ini lebih kompleks daripada sumber arus tunggal, tetapi di daerah yang dekat dengan sumber arus mendekati balon. jika penampang dibuat melalui sumber A dan B, Anda dapat melihat model distribusi bidang ekuipotensial seperti yang ditunjukkan pada gambar 3


Gambar 2. Skema Elekektroda Arus dan Elektroda Potensial


Jika garis ekuipotensial digambarkan di atas, mereka akan terlihat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Jika mereka digambarkan dalam bentuk penampang, kita akan mendapatkan sesuatu seperti Gambar 4. Perubahan potensial sangat drastis dalam area di dekat sumber saat ini, sementara di area antara A dan B, potensi gradien kecil dan mendekati linear. Untuk alasan ini, pengukuran potensial paling baik dilakukan di area antara A dan B yang memiliki gradien potensial linier. Untuk menentukan perbedaan potensial antara dua titik yang disebabkan oleh sumber arus listrik A dan B, dua elektroda potensial seperti M dan N ditempatkan dekat dengan sumber seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Gambar 3. Garis-Garis Equipotensial Dilihat dari Atas

Dengan prinsip bidang ekuipotensial, kita akan melihat bahwa pengukuran potensial pada permukaan tanah akan menghasilkan nilai yang sama dengan selisih potensial pada tanah dengan jari-jari yang sama untuk pengukuran selisih potensial antara titik M dan N dari sumber. A dan B yang ada di permukaan.


Demikian artikel tentang Apa Itu Metode Geolistrik, semoga bermanfaat bagi kalian para pembaca setia thinks physics dan dan semoga mampu meningkatkan knowledge Anda tentang seputaran luasnya khasanah ilmu fisika.

Referensi

I Nengan Simpen. 2015. Modul Praktikum Metoda Geolistrik. Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Udayana.

Mudiarto, A., Supriyadi dan Sugiyanto, 2013, Pemodelan Fisik Untuk Monitoring Kebocoran Pipa Air Dengan Metode Geolistrik, Unnes Physics Journal, Vol. 1(1): 1-6.

Telford, W. M., Geldart, L. P., Sherif, R.E dan Keys, D. D. 1990. Applied Geophysics First Edition. Cambridge University Press. Cambridge. New York.