Mengenal Metode Eksplorasi Geofisika: Geolistrik

Dalam ilmu geofisika terdapat berbagai metode yang bisa digunakan untuk membantu para geofisikawan untuk mengeksplorasi bumi, salah satunya adalah metode geolistrik. Metode geolistrik adalah suatu metode yang memanfaatkan sifat-sifat kelistrikan untuk menginterpretasi karakteristik suatu batuan di bawah permukaan bumi. Sumber-sumber listrik tersebut bisa yang berasal dari alam (pasif) atau kita menginput arus listrik ke dalam tanah (aktif). Metode geolistrik resistivitas adalah metode geolistrik aktif dimana kita menginputkan arus listrik frekuensi rendah kedalam tanah lalu distribusi potensial listriknya diukur menggunakan elektroda potensial. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk mendapatkan informasi mengenai nilai resistivitas formasi batuan yang berada di dalam tanah. Metode ini sangat sering digunakan dalam eksplorasi air tanah karena sifat air yang sensitive terhadap listrik. Selain itu metode ini juga bisa dimanfaatkan dalam eksplorasi bijih besi untuk menentukan pesebaran bijih besi di bawah permukaan tanah.

Gambar 1 (a) Sumber arus tunggal dan (b) Sepasang elektroda arus dan potensial.

Sumber: https://www.liag-hannover.de/fileadmin/user_upload/dokumente/Grundwassersysteme/BURVAL/buch/077-088.pdf

Data geolistrik yang diperoleh adalah apparent resistivity (resistivitas semu) melalui persamaan:

dimana:

ρa = resistivitas semu (Ωm)

V = beda potensial (V)

I = kuat arus (A)

K = factor geometri konfigurasi elektroda

Dari persamaan di atas kita bisa melihat bahwa ada factor geometri konfigurasi (K) yang mempengaruhi nilai resistivitas. Dalam eksplorasi menggunakan metode geolistrik, terdapat beberapa konfigurasi elektroda yang bisa digunakan. Konfigurasi tersebut adalah konfigurasi Schlumberger, konfigurasi Wenner, konfigurasi Wenner-Schlumberger, konfigurasi Dipole-dipole, konfigurasi Pole-dipole, dan konfigurasi Square. Tiap konfigurasi yang digunakan memiliki factor geometri (K) yang berbeda. Berikut akan dibahas beberapa konfigurasi tersebut.

Gambar 2 Berbagai Konfigurasi elektroda dengan faktor geometri untuk perhitungan tahanan jenis (resistivitas) Sumber: Santoso,Djoko. (2002). Pengantar Teknik Geofisika. Bandung: ITB

Konfigurasi Wenner adalah konfigurasi dengan 4 elektroda dimana jarak elektroda A dan lektroda C memiliki nilai yang sama dengan jarak antara elektroda D dan elektroda B serta jarak antara elektroda C dan elektroda D. Konfigurasi ini memiliki nilai factor geometri (K) sebesar 2πa, dimana a adalah jarak elektroda.

Gambar 3 Konfigurasi Wenner

Sumber: Lowrie, W. (2014). Fundamental of Geophysics. Cambridge: Cambridge University

Konfigurasi Schlumberger adalah konfigurasi dengan 4 eletkroda dimana jarak atara elektroda A dan elektroda C tidak sama dengan jarak antara elektroda C dan elektroda D. Jarak antara elektroda A dan elektroda C sama dengan jarak antara elektroda D dan elektroda B yaitu sebesar (L-a)/2, dimana L adalah jarak antara elektroda A dan elektroda B, dan a adalah jarak antara elektroda C dan elektroda D. Sedangkan jarak antara elektroda C dan elektroda B adalah sebesar (L+a)/2.

Gambar 4 Konfigurasi Schlumberger

Sumber: Lowrie, W. (2014). Fundamental of Geophysics. Cambridge: Cambridge University

Konfigurasi Dipole-dipole (Dounle dipole) adalah konfigurasi dimana jarak antara elektroda A dan elektroda B sama dengan jarak antara elektroda C dan elektroda D. Jarak antara elektroda A dan elektroda D adalah sebesar (L+a) sedangkan jarak antara elektroda C dan eletkroda B adalah sebesar (L-a) dimana L adalah panjang titik tengah elektroda arus dan titik tengah elektroda potensial.

Gambar 5 Konfigurasi Dipole-dipoe (Double-dipole)

Sumber: Lowrie, W. (2014). Fundamental of Geophysics. Cambridge: Cambridge University

Setiap konfigurasi memiliki keunggulan dan kelemahan serta kesensitifan yang berbeda-beda. Sebagai contoh, konfigurasi Schlumberger sangat sensitif terhadap arah vertical dan sangat baik dalam Vertical Electrical Sounding (VES). Setiap keunggunlan yang dimiliki masing-masing konfigurasi akan sangat membantu para geofisikawan dalam menginterpretasi data yang telah diolah dari hasil akuisis. Perbedaan kesensitifan dan resolusi tiap konfigurasi bisa kita lihat dari gambar berikut:

Gambar 6 Perbedaan Kesensitifan dan Resolusi Beberapa Konfigurasi

Sumber: https://www.hindawi.com

Penggunaan metode geolistrik maupun metode geofisika lainnya dalam pengakuisisian data juga menghadapi beberapa tantangan yang dapat mempengaruhi data yang diperoleh. Salah satu hal yang pasti dihadapi adalah adanya noise dalam data yang diakuisisi. Noise ini muncul akibat adanya gangguan yang menyebabkan ada data lain yang terekam sehingga kita sulit mengetahui data asli yang sebenarnya terekam di receiver. Salah satu cara yang bisa dilakukan untuk meminimalisir efek noise tersebut saat akuisisi adalah dengan meningkatkan potensial pada elektroda. Hal ini akan meningkatkan resolusi sehingga kontaminasi noise pada data dapat berkurang. Jika ingin memperoleh hasil yang lebih maksimal, kita bisa melakukan filtering menggunakan software yang mendukung sehingga kita bisa menghilangkan noise.

Oleh: Yosua L. Gaol