Elektromagnetik Plane Wave: Teori dan Aplikasi

ELEKTROMAGNETIKPLANE WAVE

Teori dan Aplikasi

Sanksi Pelanggaran Pasal 113Undang-Undang No. 28 Tahun 2014 Tentang Hak Cipta

1. Setiap orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana dimaksud dalam pasal 9 ayat (1) huruf i untuk penggunaan secara komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 1 (satu) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp100.000.000, 00 (seratus juta rupiah).

2. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang hak cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan/atau huruf h untuk penggunaan secara komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).

3. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang hak cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf a, huruf b, huruf e, dan/atau huruf g untuk penggunaan secara komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 4 (empat) tahun dan/atau pidana denda pa-ling banyak Rp1.000.000.000,00 (satu miliar rupiah).

4. Setiap orang yang memenuhi unsur sebagaimana dimaksud pada ayat (3) yang dilakukan dalam bentuk pembajakan, dipidana dengan pidana penjara paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp4.000.000.000,00 (empat miliar rupiah).

S Y I A H K U A L A U N I V E R S I T Y P R E S S

ELEKTROMAGNETIKPLANE WAVE

NAZLI ISMAILMUHAMMAD YANIS

Teori dan Aplikasi

Judul Buku: ELEKTROMAGNETIK PLANE WAVETEORI DAN APLIKASI

Penulis:Nazli IsmailMuhammad Yanis

Editor:Maulidar Agustina

Desain Cover dan Layout:Iqbal Ridha

ISBN: 978-623-264-130-3ISBN: 978-623-264-131-0 (PDF)

Pracetak dan Produksi:SYIAH KUALA UNIVERSITY PRESS

Penerbit:Syiah Kuala University Press Jln. Tgk Chik Pante Kulu No.1, Kopelma Darussalam 23111, Kec. Syiah Kuala. Banda Aceh, AcehTelp: 0651 - 8012221

Email: [email protected], [email protected]: http://www.unsyiahpress.unsyiah.ac.id

Cetakan Pertama, 2020xiii + 99 (15,5 cm x 23 cm)

Anggota IKAPI 018/DIA/2014Anggota APPTI 005.101.1.09.2019

Dibiayai oleh Hibah Buku Ajar Terintegrasi Hasil Riset Lembaga Pengembangan Pendidikan dan Penjaminan Mutu

Universitas Syiah Kuala Tahun 2020 dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Buku Ajar

Nomor : B/51/UN11.2.2/HK.07.00/2020

Dilarang keras memfotokopi atau memperbanyak sebagian atau seluruh buku ini tanpa seizin tertulis dari penerbit.

ELEKTROMAGNETIK PLANE WAVE iii

Banda Aceh, 10 Oktober, 2020

Penyusun

PRAKATA

Salah satu kesulitan yang dihadapi mahasiswa Teknik Geofisika dalam memahami mata kuliah geofisika adalah karena terbatasnya bahan bacaan yang sesuai dengan kemampuan mereka. Sebagian besar buku pegangan geofisika yang tersedia di perpustakaan disajikan dalam Bahasa Inggris, sehingga menyulitkan mahasiswa yang umumnya terbatas penguasaan bahasa tersebut. Pada sisi lain, buku-buku teks tersebut sangat bertumpu pada pembahasan-pembahasan yang bersifat teoritis dan matematis. Sedangkan pembahasan yang lebih menitik-beratkan pada hal-hal yang praktis di lapangan lebih banyak ditemukan di dalam jurnal-jurnal ilmiah terkait. Ini juga merupakan kendala lain yang dihadapi mahasiswa karena keterbatasan mereka untuk mengakses jurnal tersebut. Untuk itulah buku ajar mata kuliah Metode Elektromagnetik dengan judul Elektromagnetik Plane Wave; Teori dan Aplikasi ini diupayakan.

Pada hakikatnya, untuk menghasilkan sebuah buku ajar membutuhkan waktu yang lama. Bahan materi yang akan disajikan lebih efektif jika telah mengalami pembahasan yang berulang-ulang di depan kelas. Sehingga akan dapat diketahui tingkat kesukaran mahasiswa dalam memahami setiap bagian dari bahan ajar tersebut. Namun demikian, pembuatan buku ajar Elektromagnetik Plane Wave ini masih sangat jauh dari kesempurnaan. Ide-ide yang dituangkan dalam buku ini baru sekedar gagasan yang merujuk pada kurikulum yang berlaku. Hanya baru sebagian dari materi tersebut yang sudah dihantarkan di depan kelas.

Penyusunan materi dalam buku ini telah diusahakan sesederhana mungkin, sehingga memudahkan mahasiswa untuk memahaminya. Sebagian dari materi yang umumnya banyak mengandung persamaan-persamaan matematis tidak dimasukkan. Namun tetap saja dengan pertimbangan keterwakilan bahan dan tujuan yang akan dicapai. Ibarat bayi yang baru lahir, buku ini masih dalam bentuk gagasan. Masih banyak penyempurnaan-penyempurnaan yang harus dilakukan pada masa-masa mendatang.

iv N A Z L I I S M A I L & M U H A M M A D YA N I S

ELEKTROMAGNETIK PLANE WAVE v

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kepada Allah SWT atas selesainya penulisan buku ajar Elektromagnetik Plane Wave ini. Tentu saja buku ini lahir dari berbagai keterbatasan; waktu yang ringkas, bahan referensi yang tidak mencukupi, dan juga kekurangan ilmu yang penulis miliki sendiri.

Buku ini tidak akan pernah selesai tanpa adanya dorongan dari kawan-kawan di Teknik Geofisika, tempat saya bekerja selama ini dan tingginya permintaan mahawasiwa untuk mendapatkan bahan ajar yang sesuai dengan kemampuan mereka. Kedua semangat itulah yang membuat penulis bertekad untuk menyelesaikan buku yang sederhana ini. Untuk itu, penulis mengucapkan terimakasih batuan dari semua pihak yang telah mendukung lahirnya buku ajar Elektromagnetik Plane Wave ini.

Ibarat kata pepatah, tak ada gading yang tak retak, buku uji coba ini masih membutuhkan banyak penyempurnaan. Karena itu, penulis juga mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari para pembaca. Sehingga buku ini akan dapat disempurnakan pada masa-masa yang akan datang.

vi N A Z L I I S M A I L & M U H A M M A D YA N I S

ELEKTROMAGNETIK PLANE WAVE vii

DAFTAR ISI

PRAKATA .................................................................................................................................... iiiKATA PENGANTAR ....................................................................................................................vDAFTAR ISI ...............................................................................................................................viiBAB I PENDAHULUAN ......................................................................................................... 1

1.1 Tujuan Umum Pembelajaran ................................................................................. 11.2 Tujuan Khusus Pembelajaran ............................................................................... 11.3 Sekilas tentang Geofisika Terapan ........................................................................ 11.4 Metode-metode Elektromagnetik Domain Waktu ................................................. 51.5 Metode-metode EM Domain Frekuensi ................................................................ 71.6 Rangkuman .......................................................................................................... 101.7 Latihan ...................................................................................................................111.8 Glosarium ..............................................................................................................11Daftar Pustaka ................................................................................................................. 12

BAB II SIFAT-SIFAT LISTRIK BATUAN DAN MINERAL .................................................... 152.1 Tujuan Umum Pembelajaran ............................................................................... 152.2 Tujuan Khusus Pembelajaran ............................................................................. 152.3 Konsep Fisika tentang Arus Listrik ...................................................................... 152.4 Mekanisme Konduksi dalam Bahan Penyusun Bumi ........................................ 202.5 Resistivitas Batuan ............................................................................................... 212.6 Pengaruh Geometri Fluida pada Resistivitas Kesuluruhan ............................... 252.7 Penyebab Lain dari Konduktivitas Listrik Tinggi ................................................. 272.8 Resistivitas Listrik Batuan dan Mineral ................................................................ 292.9 Rangkuman .......................................................................................................... 312.10 Latihan .................................................................................................................. 312.11 Glosarium ............................................................................................................. 32Daftar pustaka ................................................................................................................. 33

BAB III KONSEP DASAR TEORI ELEKTROMAGNETIK .................................................. 353.1 Tujuan Umum Pembelajaran ............................................................................... 353.2 Tujuan Khusus Pembelajaran ............................................................................. 353.3 Persamaan-persamaan Maxwell ......................................................................... 353.4 Syarat-syarat Batas dalam Metode Elektromagnetik ......................................... 413.5 Rangkuman .......................................................................................................... 463.6 Latihan .................................................................................................................. 463.7 Glosarium ............................................................................................................. 47Daftar pustaka ................................................................................................................... 47

viii N A Z L I I S M A I L & M U H A M M A D YA N I S

BAB IV KONSEP SEDERHANA METODE MAGNETOTELLURIK .................................... 494.1 Tujuan Umum Pembelajaran ............................................................................... 494.2 Tujuan Khusus Pembelajaran ............................................................................. 494.3 Tinjauan 1-Dimensi .............................................................................................. 494.4 Perhitungan Resistivitas Semu untuk Bumi Dua Lapisan .................................. 574.5 Impedansi Tensor MT untuk Bumi 1D ................................................................. 614.6 Rangkuman .......................................................................................................... 634.7 Latihan .................................................................................................................. 644.8 Glosarium ............................................................................................................. 65Daftar pustaka ................................................................................................................... 65

BAB V METODE MAGNETOTELLURIK UNTUK BUMI 2D............................................... 675.1 Tujuan Umum Pembelajaran ............................................................................... 675.2 Tujuan Khusus Pembelajaran ............................................................................. 675.3 Mode TE dan TM .................................................................................................. 675.4 Impedans Tensor Magnetotellurik untuk Bumi 2D .............................................. 725.5 Medan Magnet Vertikal ........................................................................................ 725.6 Instrumen Magnetotellurik .................................................................................... 755.7 Sumber Signal Magnetotellurik ............................................................................ 765.8 Analisa Time Serie Magnetotellurics ................................................................... 785.9 Rangkuman .......................................................................................................... 795.10 Latihan .................................................................................................................. 805.11 Glosarium ............................................................................................................. 80Daftar pustaka ................................................................................................................... 81

BAB VI INTERPRETASI DATA MAGNETOTELLURIC ....................................................... 836.1 Tujuan Umum Pembelajaran ............................................................................... 836.2 Tujuan Khusus Pembelajaran ............................................................................. 836.3 Efek-efek Medan Dekat ....................................................................................... 836.4 Analisa Dimensionalitas ....................................................................................... 866.5 Forward Modelling ................................................................................................ 886.6 Inverse Modeling .................................................................................................. 926.7 Rangkuman .......................................................................................................... 946.8 Latihan .................................................................................................................. 946.9 Glosarium ............................................................................................................. 95Daftar Pustaka .................................................................................................................. 95

BAB VII PENERAPAN METODE PWEM PADA KAJIAN GEOFISIKA DEKAT PERMUKAAN ........................................................................................................... 99

7.1 Tujuan Umum Pembelajaran ............................................................................... 997.2 Tujuan Khusus Pembelajaran ............................................................................. 997.3 Pengantar ............................................................................................................. 997.4 Persamaan Maxwell ...........................................................................................1017.5 Fungsi Transfer Plane Wave .............................................................................104

ELEKTROMAGNETIK PLANE WAVE ix

7.6 Metode Radiomagnetotellurik ............................................................................1087.7 Metode Controlled Source Tensor Magnetotelluric (CSTMT) ..........................1097.8 Penerapan Metode CSRMT untuk Eksplorasi Air Tanah ................................. 1107.9 Penerapan Metode CSRMT untuk Studi Geoteknik ........................................ 1157.10 Penerapan Metode CSRMT untuk Eksplorasi Mineral ....................................1217.11 Penerapan Metode MT untuk Panas Bumi .......................................................1237.12 Penerapan Metode VLF untuk Panas Bumi .....................................................1307.13 Penerapan Metode VLF untuk Arkeologi ..........................................................1447.14 Penerapan Metode VLF untuk Patahan dangkal .............................................1497.15 Latihan ................................................................................................................154Daftar Pustaka ................................................................................................................155

x N A Z L I I S M A I L & M U H A M M A D YA N I S

ELEKTROMAGNETIK PLANE WAVE 1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Tujuan Umum Pembelajaran

Setelah mempelajari bab ini mahasiswa diharapkan mampu memahami konsep dasar beberapa metode geofisika serta mampu menjelaskan posisi metode-metode elektromagnetik (EM) dalam kelompok metode-metode geofisika.

1.2 Tujuan Khusus Pembelajaran

Tujuan khusus pembelajaran pada bab ini adalah mahasiswa diharapkan mampu: memahami konsep dasar geofisika terapan secara umum, menguraikan metode-metode elektromagnetik domain waktu atau Time Domain Electromagnetic (TDEM), dan menguraikan metode-metode EM domain frekuensi.

1.3 Sekilas tentang Geofisika Terapan

Bumi merupakan bagian yang tidak dapat dipisahkan dari kehidupan manusia. Permukaan bumi dapat dipandang sebagai “rumah” bagi manusia bertempat-tinggal. Sedangkan di bawah permukaan, bumi menyimpan berbagai sumber daya alam yang dapat bermanfaat sekaligus juga berpotensi mengancam keberlangsungan hidup manusia. Berbagai upaya telah dilakukan umat manusia untuk mempelajari rahasia-rahasia alam yang terkandung di atas dan di bawah permukaan tersebut. Dengan demikian, “rumah” tempat manusia berdiam ini terjamin dari berbagai bencana yang dapat mengancam sewaktu-waktu dan terjamin dari ketersediaan sumber daya alam yang dibutuhkan untuk kehidupan. Kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin pesat pada akhir-akhir ini telah memberikan peluang bagi kita untuk mempelajari keadaan di bawah permukaan bumi lebih akurat, baik dengan pengamatan langsung maupun melalui pengukuran-pengukuran tidak langsung di atas permukaan.

Geologi merupakan salah satu bagian dari ilmu kebumian yang mempelajari bumi secara langsung dengan cara mengamati batuan-batuan penyusun bumi baik yang terdapat di atas permukaan maupun melalui

12 N A Z L I I S M A I L & M U H A M M A D YA N I S

sumber-sumber alamiah berupa medan magnet dan arus-arus telluric bumi.

10. CSAMT (controlled source audio magnetotelluric) bagian dari metode MTyang menggunakan sumber medan elektromanetik dari pemancar buatandalam frekuensi audio.

11. VLF (very low frequency) bagian dari metode MT yang menggunakansumber medan elektromanetik dari pemancar radio dalam rangefrekuensi sangat rendah.

Daftar Pustaka

Bastani, M., 2001. EnviroMT – A new controlled source source/radio magneto-telluric system, Ph. D. thesis, Acta Universitatis Upsaliensis, Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 32.

Becken, M., 2000. Interpretation of magnetic transfer functions from airborne tensor VLF mesurements. Diploma Thesis, Technical University of Berlin.

Cagniard, L. 1953. Basic theory of the magnetotelluric method of geophysical prospecting, Geophysics, 18, 605 – 653.

Cantwell, T., 1960. Detection and analysis of low frequency magnetotelluric signals: Ph. D. thesis, Massachusetts Institute of Technology.

Christensen, N. B., 1995. 1D imaging of central loop transient electromagnetic soundings. Journal of Enviromental and Enginering Geophysics, Vol. 0, No. 1, 53 – 66.

Fitterman, D. V. and Stewart, M. T., 1986. Transient Electromagnetic sounding for groundwater, Geophysics, Vol. 51, 995 – 1005.

Goldstein, M.A., Strangway, D.W., 1975. Audio-frequency magnetotelluric with a grounded electrical dipole source. Geophysics 40, 669-683.

Hoekstra, P., & Blohm, M. W. 1990. Case histories of time-domain electromagnetic soundings in environmental geophysics. Geotechnical and environmental geophysics, 2, 1-15.


Kearey, P., Brooks, M., & Hill, I. (2013). An introduction to geophysical exploration. John Wiley & Sons.

Macnae, J. and L amontagne, Y., 1987. Imaging quasi-layered conductive structures by simple processing of transient electromagnetic data, Geophysics, Vol. 52, No. 4, 545 – 554.

Nabighian, M. N., 1979. Quasi-static transient response of a conducting half space – An approximate representation, Geophysics, Vol. 44, No. 10, 1700 – 1029.

Nabighian, M. N. and Oristaglio, M. L., 1984. On the approximation of the finite loop sources by two-dimensional line sources, Geophysics, Vol. 49, No. 7, 1027 – 1029.

Nabighian, M. N. 1988. Electromagnetic Methods in Applied Geophysics, 1, Theory. Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, OK.

Paal, G., 1965. Ore prospecting based on VLF-radio signals. Geoexploration, Vol. 3, 139 – 147.

Pedersen, L. B., W. Qian, L. Dynesius, and P. Zhang (1994), An airborne tensor VLF system. From concept to Realisation, Geophysical Prospecting, 42, 863-883.

Price, A. T., 1962. The theory of magnetotelluric methods when the source field is considered. Journal of Geophysical Research, Vol. 67, 1907 – 1918.

Raiche, A. P. and Spies, B. R., 1981. Coincident loop transient electromagnetic master curves for interpretation of two-layered earth. Geophysics, Vol. 46, No. 1, 53 – 64.

Suppala, I. (2015). Practical 3D electromagnetic modelling and magnetic susceptibility effects–the case of Kellojärvi, eastern Finland. Geological Survey of Finland, Special Paper, 58, 71-88.

Telford, W. M., Telford, W. M., Geldart, L. P., Sheriff, R. E., & Sheriff, R. E.

sumber-sumber alamiah berupa medan magnet dan arus-arus telluricbumi.

10. CSAMT (controlled source audio magnetotelluric) bagian dari metode MTyang menggunakan sumber medan elektromanetik dari pemancar buatandalam frekuensi audio.

11. VLF (very low frequency) bagian dari metode MT yang menggunakansumber medan elektromanetik dari pemancar radio dalam rangefrekuensi sangat rendah.

Daftar Pustaka

Bastani, M., 2001. EnviroMT – A new controlled source source/radiomagneto-telluric system, Ph. D. thesis, Acta Universitatis Upsaliensis,Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 32.

Becken, M., 2000. Interpretation of magnetic transfer functions from airbornetensor VLF mesurements. Diploma Thesis, Technical University of Berlin.

Cagniard, L. 1953. Basic theory of the magnetotelluric method of geophysicalprospecting, Geophysics, 18, 605 – 653.

Cantwell, T., 1960. Detection and analysis of low frequency magnetotelluricsignals: Ph. D. thesis, Massachusetts Institute of Technology.

Christensen, N. B., 1995. 1D imaging of central loop transient electromagneticsoundings. Journal of Enviromental and Enginering Geophysics, Vol. 0,No. 1, 53 – 66.

Fitterman, D. V. and Stewart, M. T., 1986. Transient Electromagneticsounding for groundwater, Geophysics, Vol. 51, 995 – 1005.

Goldstein, M.A., Strangway, D.W., 1975. Audio-frequency magnetotelluric with a grounded electrical dipole source. Geophysics 40, 669-683.

Hoekstra, P., & Blohm, M. W. 1990. Case histories of time-domainelectromagnetic soundings in environmental geophysics. Geotechnicaland environmental geophysics, 2, 1-15.


(1990). Applied geophysics. Cambridge university press.

Vozoff, K. (1991), The magnetotelluric method. In: Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 641-711.

Wait, J. R., 1962. Theory of magnetotelluric fields. Magnetotelluric methods. Geophysics reprint series, No. 5, Vozoff, K., Ed., Society of Exploration Geophysics, pp. 56 – 88.

Zonge K. L. and L. J. Hughes (1991), Controlled source audio-frequency magnetotellurics. In: Electromagnetic Methods in Applied Geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 713-809.


BAB II SIFAT-SIFAT LISTRIK BATUAN DAN MINERAL


Setelah menyelesaikan bab ini mahasiswa diharapkan mampu memahami dan menjelaskan sifat-sifat listrik batuan dan mineral yang umumnya menjadi target dalam eksplorasi geofisika dengan menggunakan metode elektromagnetik.


Tujuan khusus pembelajaran pada bab ini adalah mahasiswa diharapkan:

1. Memahami konsep-konsep fisika tentang arus listrik,2. Menjelaskan mekanisme konduksi dalam bahan penyusun bumi,3. Menjelaskan pengaruh geometri fluida pada resistivitas,4. Menjelaskan penyebab peningkatan konduktivitas listrik pada

material,5. Mendiskripsikan resistivitas listrik batuan dan mineral.

2.3 Konsep Fisika tentang Arus Listrik

Pemahaman konsep-konsep dasar fisika tentang arus listrik merupakan langkah awal yang harus dipelajari pada metode elektromagnetik. Konsep-konsep dasar tersebut dapat diterapkan untuk memahami sifat-sifat listrik batuan dan mineral. Pengetahuan tentang sifat-sifat listrik material dianggap penting, karena pada umumnya metode-metode eletromagnetik melibatkan penelaahan tentang sifat-sifat kelistrikan batuan dan mineral tersebut.

Mari kita fokuskan kembali pada rangkaian resistor sederhana yang terdapat dalam buku-buku teks fisika dasar dan elektronika. Hukum Ohm menyatakan bahwa resistansi dari sebuah resistor dapat dinyatakan dalam bentuk formula sederhana sebagai:

IVR =

(2.1)

(1990). Applied geophysics. Cambridge university press.

Vozoff, K. (1991), The magnetotelluric method. In: Electromagnetic methodsin applied geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG,Investigations in geophysics, 641-711.

Wait, J. R., 1962. Theory of magnetotelluric fields. Magnetotelluric methods.Geophysics reprint series, No. 5, Vozoff, K., Ed., Society of ExplorationGeophysics, pp. 56 – 88.

Zonge K. L. and L. J. Hughes (1991), Controlled source audio-frequencymagnetotellurics. In: Electromagnetic Methods in Applied Geophysics,Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations ingeophysics, 713-809.


Daftar pustaka

Archie, G. E. The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics, Trans. Am. Inst. Min. Metall. Pet. Eng., 146, 54-62, 1942

Block, D. 2001. Water Resistivity Atlas of Western Canada. Abstract Paper presented at Rock the Foundation Convention of Canadian Society of Petroleum Geologists. June 18-22, Calgary

Frost, R. B., W. S. Fyfe, K. Tazaki and T. Chan. 2000. Grain-boundary Graphite in Rocks and Implications for High Electrical Conductivity in the Lower Crust. Nature. 340. 134-136

Gaillard, F., B. Scaillet, M. Pichavant. 2004. Evidence for Present-day Leucogranite Pluton Growth in Tibet. Geology. 32. 801-4

Glover, P., M. J. Hole and J. Pous. 2000. A modified Archie’s Law for Two Conducting Phases. EPSL. 180. 369-383

Karato, S. 1990. The Role of Hydrogen in The Electrical Conductivity of The Upper Mantle. Nature. 347-348

Keller, G. V., & Frischknecht, F. C. 1966. Electrical Methods in Geophysical Prospecting

Nabighian, M. N. 1988. Electromagnetic Methods in Applied Geophysics. 1 Theory. Society of Exploration Geophysicists. Tulsa, OK

Palacky, C. J. 1987. Resistivity Characteristics of Geological Targets. In: Electromagnetic Methods in Applied Geophysics. Vol. 1 – Theory, (ed. M. N. Nabighian) SEG. Investigations in Geophysics 3. 53–129

Shankland, T.J. and H.S. Waff. 1977. Partial Melting And Electrical Conductivity Anomalies In The Upper Mantle, J. Geophys. Res. 82. 5409-5417

Simpson, F., and A. Tommasi. 2005. Hydrogen Diffusivity And Electircal

2. Berikan perkiraan kedalaman untuk masing-masing lapisan tersebut.Untuk setiap lapisan berikan resistivitas masing-masing.

3. Dalam suatu formasi batuan, fluida dan pori-pori mempunyai resistivitas 2 ohm-m dan batuan tersebut sepenuhnya jenuh. Resitivitas total diukurdengan wireline log senilai 80 ohm-m. Gunakan hukum Archies untukmemprediksi rentang porositasnya.

2.11 Glossarium

1. Hukum Ohm resistansi dari sebuah resistor merupakan perbandinganantara tegangan dengan kuat arus.

2. Kerapatan arus jumlah kuat arus listrik dalam sebuah penghantar persatuan luas.

3. Resistivitas (hambatan jenis) kemampuan sesuatu material untukmenghambat arus listrik [Ohm-m] yang mengalir di dalam materialtersebut.

4. Konduktivitas (σ) kemampuan suatu material untuk menghantar aruslistrik di dalam material tersebut.

5. Mobilitas (μ) kecepatan drift per satuan medan listrik.6. Salinitas kandungan larutan garam di dalam zat cair.7. Porositas bagian dari volume sedimen atau batuan yang berisi rongga.8. Reservoir bagian batuan yang mengandung fluida baik berupa air, minyak

atau gas.9. Batuan sedimen adalah batuan yang terbentuk pada permukaan bumi

oleh proses penumpukan dan pelapisan dari partikel-partikel yang pecahdari batuan sebelumnya, material biogenik, atau pengendapan ion-ion.

10. Batuan beku adalah batuan yang terbentuk karena proses pemadatanbahan batuan yang pekat (magma).


Anisotropy Of A Peridotite Mantle. GJI. 160. 1092-1102

Stesky, R. M. 1986. Electrical Conductivity of Brine-Saturated Fractured Rock. Geophysics. 51(8), 1585-1593

Ussher, G., C. Harvey, R. Johnstone, E. Anderson. 2000. Understanding The Resistivities Observed in Geothermal Systems. Proceedings World Geothermal Congress. Kyushu, Japan

Yoshino, T., T. Matsuzaki, S. Yamashita, T. Katsura. 2006. Hydrous Olivine Unable to Account for Conductivity Anomaly at The Top of The Asthenosphere. Nature. 443. 973-976


BAB III KONSEP DASAR TEORI ELEKTROMAGNETIK


Setelah menyelasaikan bab ini mahasiswa diharapkan mampu memahami dan menjelaskan konsep-konsep dasar teori elektromagnetik serta aplikasinya dalam metode elektromagnetik.


Tujuan khusus pembelajaran pada bab ini adalah mahasiswa diharapkan dapat:

1. Mengenal dan menjelaskan persamaan-persamaan Maxwell sertahukum-hukum yang berkaitan dengannya

2. Mengaplikasikan syarat batas dari persamaan-persamaan tersebut untukkonsep metode elektromagnetik.

3.3 Persamaan-persamaan Maxwell

Tujuan utama dari metode-metode EM adalah untuk memetakan resistivitas atau konduktivitas listrik dari bahan penyusun bumi berdasarkan pengukuran medan-medan listrik dan magnet pada permukaan. Oleh karena itu, kunci dasar untuk memahami metode tersebut adalah dengan memahami konsep dasar teori elektromagnetik terlebih dahulu. Pembahasan konsep elektromagnetik pada bagian-bagian berikut ini umumnya merujuk pada Ward dan Hohmann (1991).

Untuk menginterpretasi pengukuran-pengukuran pada permukaan dari komponen-komponen medan listrik dan medan magnetik secara benar, salah satu usahanya adalah dengan mempelajari konsep dasar yang mengatur interaksi medan-medan ini dengan bumi. Fenomana pembangkitan dan perambatan gelombang-gelombang electromagnetik telah dipelajari dengan baik sejak pertengahan abad ke-19. Hukum induksi pertama kali dikemukakan oleh Faraday dan Henry ketika keduanya mempelajari gaya elektromotif yang diinduksi oleh perubahan fluks magnet yang melewati suatu loop permukaan.

Anisotropy Of A Peridotite Mantle. GJI. 160. 1092-1102

Stesky, R. M. 1986. Electrical Conductivity of Brine-Saturated FracturedRock. Geophysics. 51(8), 1585-1593

Ussher, G., C. Harvey, R. Johnstone, E. Anderson. 2000. Understanding The Resistivities Observed in Geothermal Systems. Proceedings WorldGeothermal Congress. Kyushu, Japan

Yoshino, T., T. Matsuzaki, S. Yamashita, T. Katsura. 2006. Hydrous OlivineUnable to Account for Conductivity Anomaly at The Top of TheAsthenosphere. Nature. 443. 973-976


5. Resistivitas apparent didefisikan sebagai

2||1xya Z

ωµρ =

. Gunakan jawaban anda untuk bagian (c) untuk mengevaluasi resistivitas apparent. Berapa nilainya kira-kira?

3.7 Glossarium

1. Persamaan Maxwell persamaan-persamaan dasar elektromagnetik yangmenunjukkan hubungan antara fenomena-fenomena listrik dan magnet.

2. Hubungan konstitutif (constitutive relations) persamaan yang dapatmengaitkan satu sama lain persamaan-persamaan Maxwell.

3. Hukum Ampere setiap loop tertutup yang mengalir arus akan mempunyaisuatu medan magnet yang besarnya sebanding dengan arus total.

4. Hukum Faraday peristiwa induksi eletromagnetik yang menunjukkanhubungan perubahan waktu antara medan magnet dengan medan listrikyang terinduksi.

5. Hukum Gauss atau Hukum Coulomb pergeseran listrik hanya semata-mata disebabkan oleh kerapatan muatan listrik.

Daftar pustaka

Bastani, M. 2001. EnviroMT – A New Controlled Source Source/Radio Magneto-Telluric System, Ph. D. Thesis Acta Universitatis Upsaliensis, Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 32

Cagniard, L. 1953. Basic Theory of The Magnetotelluric Method of Geophysical Prospecting. Geophysics 18, 605 – 653

Cantwell, T. 1960. Detection and Analysis of Low Frequency Magnetotelluric Signals: Ph. D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology


Simpson, F. and K. Bahr. 2005. Practical magnetotellurics. Cambridge University Press. Cambridge, UK

3.5 Rangkuman

Sifat medan elektromagnetik dapat dideskripsikan oleh persamaanMaxwell. Medan-medan elektromagnetik tersebut dapat digunakan untukmempelajari struktur di bawah permukaan bumi dan menentukan sifat-sifatmedan listrik dan magnet yang dimilikinya. Vektor-vektor dalam persamaanMaxwell sebenarnya terpisah-pisah, medan tersebut dapat dihubungkan satusama lain dengan menggunakan constitutive relations. Constitutive relationsjuga memperkenalkan dielectric permittivity and electrical conductivity.

3.6 Latihan

1. Sebuah gelombang elektromagnetik datar merambat vertikal ke bawah(z) di dalam udara. Gelombang tersebut memiliki frekuensi sudut, ω, danmedan listrik dipolarisasikan dalam arah x. Pada posisi ini, permukaanbumi adalah z = 0, permiabilitas magnet udara dan bumi = μ = μ0 = 4π x10-7 H/m, permitivitas dielectrik udara dan bumi = ε = ε0 = 8.85 x 10-12

F/m, konduktivitas listrik bumi = σ = 0.01 S/m, frekuensi gelombang = 1 Hz, gelombang datang di udara berupa persamaan Ex = A exp (-ikoz),gelombang yang dipantulkan Ex = B exp (ikoz), gelombang yangditransmisikan dalam bumi Ex = C exp (-k1z).

ko =µεω

dan k1= (1-i) 2ωµσ

Untuk geometri yang digambarkan di atas, gunakan persamaan Maxwelluntuk menunjukkan bahwa

zEx

∂∂

= - yHiωµ

Apa jenis signal EM yang merambat diimplikasikan oleh nilai ko dan k1? 2. Gunakan dua syarat batas pada z = 0 untuk menurunkan pernyataan C

dalam suku ko, k1 dan A.3. Hitung C/A, fraksi gelombang yang ditransmisikan di dalam bumi. Berikan

jawaban angka berdasarkan daftar nilai di atas.

4. Turunkan persamaan untuk impedans bumi! y

xxy H

EZ =


Ward, S. H. and G. W. Hohmann. 1987. Electromagnetic Theory for Geophysical Applications. In: Electromagnetic Methods in Applied Geophysics. Vol. 1 – Theory. (ed. M. N. Nabighian) SEG. Investigations in Geophysics, 3. 131 – 311

Vozoff, K. 1991. The Magnetotelluric Method. in: Electromagnetic Methods in Applied Geophysics. Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG. Investigations in geophysics, 641-711


BAB IV KONSEP SEDERHANA

METODE MAGNETOTELLURIK


Setelah menyelesaikan bab ini mahasiswa diharapkan dapat memahami konsep dasar elektromagnetik yang diaplikasikan pada metode magnetotellurik.


Tujuan khusus dari bab ini adalah mahasiswa diharapkan dapat:

1. Menguraikan konsep perhitungan model dari data pengukuran metodemagnetotellurik dalam 1-dimensional;

2. Menghitung fungsi transfer magnetotellurik dalan 1-dimensi;

3. Menghitung resistivitas semua dan fase dari data tensor impedansi untukasusmi homogeoneus half-space; dan

4. Menghitung resistivitas semua dan fase dari data tensor impedansi untukasusmi strukutur 2 lapis.

4.3 Tinjauan 1-Dimensi

Tinjau gelombang EM bidang yang datang secara tegak lurus pada interface Bumi dengan udara (Gambar 4.1). Gelombang yang diteruskan akan memasuki bumi dan berdifusi ke bawah. Sedangkan gelombang yang dipantulkan akan merambat ke arah atas.

Ward, S. H. and G. W. Hohmann. 1987. Electromagnetic Theory forGeophysical Applications. In: Electromagnetic Methods in AppliedGeophysics. Vol. 1 – Theory. (ed. M. N. Nabighian) SEG. Investigations inGeophysics, 3. 131 – 311

Vozoff, K. 1991. The Magnetotelluric Method. in: Electromagnetic Methods inApplied Geophysics. Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG.Investigations in geophysics, 641-711


4.8 Glosarium

1. Skin depth kedalaman penerobosan gelombang elektromagnetik kedalam bumi yang bergantung pada frekuensi dan konduktivitas materialpenyusun bumi.

2. Impedansi perbandingan antara medan listrik dengan medan magnetyang formulasinya mengandung informasi tentang konduktivitas materialdi bawah permukaan bumi.

3. Resistivitas semu merupakan resistivitas yang terukur di lapangansebagai fungsi frekuensi.

4. Fase sudut yaitu fase antara medan listrik dan medan magnet yang dapatmenjelaskan perubahan lateral konduktivitas material di bawahpermukaan bumi.

Daftar pustaka

Bastani, M. 2001. EnviroMT – A new controlled source source/radio magneto-telluric system. Ph. D. thesis, Acta Universitatis Upsaliensis, Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 32.

Cagniard, L. 1953. Basic theory of the magnetotelluric method of geophysical prospecting. Geophysics, 18, 605 – 653.

Cantwell, T. 1960. Detection and analysis of low frequency magnetotelluric signals. Ph. D. thesis, Massachusetts Institute of Technology.


Simpson, F. and Bahr, K. 2005. Practical magnetotellurics. Cambridge, UK: Cambridge University Press.

Ward, S. H. and Hohmann, G. W. 1987. Electromagnetic theory for geophysical applications. In: Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 1 – Theory. (ed. M. N. Nabighian) SEG. Investigations in geophysics, 3, 131 – 311.

4.10 Latihan

1. Gambar di atas menunjukkan data MT. Data tersebut dapatdiinterpretasikan sebagai model dua lapisan (lapisan dan half-space).

2. Berapa resistivitas lapisan bagian atas? 3. Resistivitas lapisan atas disebabkan oleh kehadiran air tanah asin

dengan ρw= 0.3 ohm-m. Perkirakan porositas batuan tersebut padalapisan ini.

4. Bagaimana ketebalan lapisan atas? 5. Berapa resistivitas lapisan atas (half-space)? 6. Bagaimana anda dapat menentukan jika analisa 1-D berlaku dengan

melihat pada data MT terekam pada stasiun ini?

Apparent Resistivity

Phas

e (d

eg)

Rho

(ohm

-m)

Frequency (Hz)

Frequency (Hz)

Phase


Vozoff, K. 1991. The magnetotelluric method. In: Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 641-711.


BAB V METODE MAGNETOTELLURIK UNTUK BUMI 2D


Setelah menyelesaikan bab ini mahasiswa diharapkan dapat memahami konsep dasar elektromagnetik yang diaplikasikan pada metode magnetotellurik dalam asumsi dua dimensi.


Tujuan khusus dari bab ini adalah mahasiswa diharapkan dapat:

1. Menguraikan konsep perhitungan model dari data pengukuran metodemagnetotellurik dalam 2-dimensional,

2. Memahami konsep mode TE dan TM,

3. Menghitung fungsi transfer magnetotellurik dalam 2-dimensi,

4. Mengaplikasikan medan magnet vertikal untuk perhitungan vector tipper,

5. Menghitung resistivitas semua dan fase dari data tensor impedansi untukasusmi homogeoneus half-space,

6. Menghitung resistivitas semua dan fase dari data tensor impedansi untukasumsi struktur 2 lapis, dan

7. Menguraikan peralatan yang digunakan dalam metode magnetotellurikserta pemrosesan datanya secara umum.

5.3 Mode TE dan TM

Pandang bumi mempunyai struktur dua dimensional (2D), dimana kelurusan (strike) geologinya sejajar terhadap sumbu x seperti pada area sesar lokal maupun regional. Dalam asumsi 2D ini resistivitas listrik hanya bervariasi dalam arah y dan z saja, seperti ditunjukkan oleh Gambar 5.1.

Sedangkan dalam arah x, resistivitas listrik tidak bervariasi karena semua struktur membentang terhadap x menuju tak hingga. Dibandingkan

dengan bumi 1D, komponen vertikal ( zE dan zH ) dapat berupa non-zero.Mari kita mulai melakukan perhitungan 2D ini dari persamaan-persamaan Maxwell,

Vozoff, K. 1991. The magnetotelluric method. In: Electromagnetic methods inapplied geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 641-711.


Daftar Pustaka

Bastani, M. (2001), EnviroMT – A new controlled source source/radio magneto-telluric system, Ph. D. thesis, Acta Universitatis Upsaliensis, Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 32.

Cagniard, L. (1953), Basic theory of the magnetotelluric method of geophysical prospecting, Geophysics, 18, 605 – 653.

Cantwell, T. (1960) Detection and analysis of low frequency magnetotelluric signals: Ph. D. thesis, Massachusetts Institute of Technology.


Simpson, F. and K. Bahr (2005) Practical magnetotellurics, Cambridge University Press, Cambridge, UK.

Ward, S. H. and G. W. Hohmann (1987), Electromagnetic theory for geophysical applications. In: Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 1 – Theory. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 3, 131 – 311.

Parkinson, W. D. (1962), The influence of continents and oceans on geomagnetic variations, Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society, 6, 441–449.

yang mendekati nol mengindikasikan kondisi 1D. Bagian real dan imajinerdari vektor tipper dapat digunakan untuk menggambarkan panah induksikompleks, yang mana bagian real panah-panah induksi mempunyai arahmenjauhi struktur konduktif.

5.10 Latihan

1. Suatu sistem fault dengan batuan induk mempunyai resistivitas ρ1 =1000 ohm-m dan bagian rekahannya diisi dengan fluid ρ0 = 1 ohm-m.

2. Hitung resistivitasnya ketika arus listrik mengalir paralel terhadaprekahan tersebut.

3. Hitung resistivitasnya jika arus listrik mengalir tegak lurus terhadap rekahan tersebut?

4. Sketsakan harga resistivitas tersebut pada grafik dengan range 0 < Φ< 1

5.11 Glossarium

1. Transverse Electric (TE) atau E-Polarization pengukuran medanlistrik dalam dalam arah kelurusan strike sehingga menyebabkan arus mengalir dalam arah strike tersebut.

2. Transverse Magnetic (TM) atau B-polarization pengukuran medanmagnet dalam arah strike dan medan listrik yang tegak lurus denganarah strike tersebut.

3. Vektor tipper fungsi pentransfer geomagnet kompleks yang mengindikasikan perubahan lateral resistivitas di bawah permukaan.



BAB VI INTERPRETASI DATA MAGNETOTELLURIC


Setelah menyelesaikan bab ini mahasiswa diharapkan dapat memahami dan mengaplikasikan konsep-konsep permodelan dan interpretasi data magnetotellurik.


Tujuan khusus pembelajaran pada bab ini adalah mahasiswa diharapkan dapat:

1. Memahami dan mendiskripkan efek medan dekat pada metodeelektromagnetik,

2. Mengaplikasikan konsep-konsep perhitungan analisa dimensional padadata pengukuran metode magnetotellurik,

3. Memahami salah satu konsep perhitungan permodalan maju, dan

4. Memahami perhitungan metode inversi 1-D dan 2-D pada datapengukuran metode magnetotellurik.

6.3 Efek-efek Medan Dekat

Tidak semua metode electromagnetic plane wave (PWEM) memenuhi kriteria plane wave, terutama ketika sumber buatan digunakan sebagai transmitter. Permasalahan seperti ini sering terjadi pada metode CSAMT dan RMT. Namun demikian, standar program inversi 2D plane wave biasanya digunakan. Sebagai contoh program Rebocc yang dirancang oleh Siripunvaraporn dan Egbert (2000). Oleh karena itu, ada dua syarat yang harus dipenuhi oleh metode-metode tersebut. Pertama, data yang diukur harus memenuhi syarat 2D dan juga syarat plane wave. Di sini kita mencoba mempelajari keadaan data dari pengaruh medan dekat (near field). Di bawah asumsi plane wave kita analisa dimensionalitasnya melalui perhitungan Swift’s skew (Swift, 1976), plot real induction arrows (Schmucker, 1970; Parkinson, 1962), and strike analysis (Zhang et al., 1997).


6.9 Glossarium 1. Efek medan dekat (near field) efek pengukuran medan

elektromagnetik yang sangat dekat dengan transmiter sehinggapengukurannya tidak memenuhi standard plane wave.

2. Swift’s skew rasio antara komponen impedan tensor diagonal denganoff-diagonal yang dapat menunjukkan efek 3D di dalam datapengukuran.

3. Forward modelling perhitungan respons elektromagnetik dari modelyang diberikan dengan data terukur.

4. Inverse modelling proses interpretasi data dengan pencarianparameter model yang sesuai dengan data terukur.

Daftar Pustaka

Avdeev, D., A. Kuvshinov, and O. Pankratov (2001), Operating manual X3D code (version 2001-01-01 for Windows NT/95), Moscow.

Avdeev, D.B. (2006), Operating manual X3D software package version 2006-06-06 (for 32-bit Windows 95/NT/2000/XP), Moscow.

Avdeev D.B., A. V. Kuvshinov, O. V. Pankratov, and G. A. Newman (2002), Three-dimensional induction logging problems, Part I –An integral equation solution and model comparisons, Geophysics, 67, 413-426.

Bahr, K. (1991), Geological noises in magnetotelluric data – a classification of distortion types, Phys. Earth Planet Inter., 66, 24 – 28.

deGroot-Hedlin, C. and S. Constable (1990), Occam’s inversion of generate smooth, two dimensional models from magnetotelluric data, Geophysics, 55, 1613 – 1624.

Li, X and L. B. Pedersen (1991), Controlled source tensor magnetotellurics, Geophysics, 56, 1456-1461.

Menke, W. (1984), Geophysical data analysis – discrete inverse theory, Academic Press.

model yang diberikan pada awalnya. Sebagai pengganti menggunakan

unconstrained functional dalam persamaan (6.21), fungsi penalti (( )mλW

)dapat juga dipakai sebagai

( ) ( ) ( ) [ ]( ) [ ]( ){ }mFdCmFdmmCmmm dm −−+−−= −−− 110

10

TTW λλ .

Fungsi penalti yang didefinisikan pada persamaan (6.21) fungsi objektifdigunakan dalam skema inversi 2D Rebocc 2D (Siripunvaraporn and Egbert,2000).

6.7 Rangkuman

Tidak semua metoda electromagnetik plane wave (PWEM) memenuhikriteria plane wave asumsi, terutama ketika sumber buatan digunakan sebagai transmiter. Permasalahan seperti ini sering terjadi pada metodeCSAMT dan RMT. Namun demikian, standar program inversi 2D plane-wavebiasanya digunakan. Oleh karena itu, ada dua syarat yang harus dipenuhioleh metode-metode tersebut. Pertama data yang diukur harus memenuhisyarat 2D dan juga syarat plane wave. Di sini kita telah mempelajari keadaandata dari pengaruh medan dekat (near field). Di bawah asumsi plane wavekita analisa dimensionalitasnya melalui perhitungan Swift’s skew (Swift, 1976), plot real induction arrows (Schmucker, 1970; Parkinson, 1962), andstrike analysis (Zhang et al., 1997). Data yang telah memenuhi syarat 2Dtersebut kemudian dapat diinterpretasi dengan menggunakan forward modelling atau inversi.

6.8 Latihan1. Mengapa analisa dimensionalitas penting pada interpretasi 2D plane

wave elktromagnetik penting?2. Jelaskan konsep perhitungan: Swift skew dan analisa strike3. Mengapa forward modeling masih juga diperlukan, meskipun banyak

program inversi magnetotelluric tersedia.4. Jelaskan konsep dasar OCCAM inversi untuk data magnetotelluric.


Newman, G. A., S. Recher, B. Tezkan, and F. M. Neubauer (2003), 3D inversion of scalar radio magnetotelluric field data set, Geophysics, 68, 791 – 802.


Pankratov, O. V., V. B. Avdeev, and A. V. Kushinov (1995), Electromagnetic field scattering in a heterogeneous earth: A solution to the forward problem, Physics Solid Earth, 31, 201 – 209.

Pankratov, O. V., A. V. Kushinov, and V. B. Avdeev (1997), High performnace three-dimensional electromagnetic modeling using a modified Newmann series, Anisotropic case, J. Geomag. Geoelectr., 49, 1541 – 1547.

Parker, R. L. (1994), Geophysical Inverse Theory, Princeton Univ. Press.

Parkinson, W. D. (1962). The influence of continents and oceans on geomagnetic variations. Geophysical Journal International, 6(4), 441-449.

Qian W. and L. B. Pedersen (1992) Near-surface distortion effects on controlled-source magnetotelluric transfer functions, Geophys. J. Int., 108, 833-847.

Schmucker, U. (1970), Anomalies of geomagnetic variations in the southwestern United States, Bull. Scripps Inst. Ocean, Univ. Calif. 13.

Sandberg, S.K. and G. W. Hohmann (1982) Controlled-source audiomagnetotellurics in geothermal exploration, Geophysics, 47, 100-116.

Simpson, F. and K. Bahr (2005) Practical magnetotellurics, Cambridge University Press, Cambridge, UK.

Singer, B. S. (1995) Method for solution of Maxwell’s equations in non-uniform media, Geophys. J. Internat., 120, 590 – 598.


Singer, B.S. and E. B. Fainberg (1995) Generalization of the iterative-dissipative method for modelling electromagnetic fields in non-uniform media with displacement currents, J. Appl. Geophys., 34, 41 – 46.

Singer, B.S. and E. B. Fainberg 1997, Fast and stable method for 3-D modelling electromagnetic fields, Expl. Geophys., 28, 130 – 135.

Siripunvaraporn, W. and G. Egbert (2000) An efficient data-subspace inversion method for 2D magnetotelluric data, Geophysics, 65, 791-803.

Swift, C.M., (1976), A magnetotelluric investigation of an electrical conductivity anomaly in the south-western United States, Ph.D. Dissertation, Mass. Inst. Tech., Cambridge, Mass.

Szarka, L. and M. Menvielle (1987), Analysis of rotational invariants of the magnetotelluric impedance tensor, Geophysical Journal International, 129, 133–142.

Wannamaker P.E. (1997), Tensor CSAMT survey over the sulphur springs thermal area, Valles Caldera, New Mexico, USA, 2. Implications for CSAMT methodology, Geophysics, 62, 466-476.

Ward, S.H. and G. W. Hohmann (1987), Electromagnetic theory for geophysical applications. In: Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 1 – Theory. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 3, 131 – 311.

Vozoff, K. (1991), The magnetotelluric method. In: Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 641-711.

Zhang P., R. G. Roberts, and L. B. Pedersen (1987), Magnetotelluric strike rules, Geophysics, 52, 267-278.

Zonge K. L. and L. J. Hughes (1991), Controlled source audio-frequency magnetotellurics. In: Electromagnetic Methods in Applied Geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 713-809.

Newman, G. A., S. Recher, B. Tezkan, and F. M. Neubauer (2003), 3Dinversion of scalar radio magnetotelluric field data set, Geophysics, 68,791 – 802.

Nabighian, M. N. 1988. Electromagnetic Methods in Applied Geophysics, 1,Theory. Society of Exploration Geophysicists, Tulsa, OK.

Pankratov, O. V., V. B. Avdeev, and A. V. Kushinov (1995), Electromagneticfield scattering in a heterogeneous earth: A solution to the forwardproblem, Physics Solid Earth, 31, 201 – 209.

Pankratov, O. V., A. V. Kushinov, and V. B. Avdeev (1997), Highperformnace three-dimensional electromagnetic modeling using a modified Newmann series, Anisotropic case, J. Geomag. Geoelectr., 49, 1541 –1547.

Parker, R. L. (1994), Geophysical Inverse Theory, Princeton Univ. Press.

Parkinson, W. D. (1962). The influence of continents and oceans ongeomagnetic variations. Geophysical Journal International, 6(4), 441-449.

Qian W. and L. B. Pedersen (1992) Near-surface distortion effects oncontrolled-source magnetotelluric transfer functions, Geophys. J. Int., 108,833-847.

Schmucker, U. (1970), Anomalies of geomagnetic variations in the southwestern United States, Bull. Scripps Inst. Ocean, Univ. Calif. 13.

Sandberg, S.K. and G. W. Hohmann (1982) Controlled-sourceaudiomagnetotellurics in geothermal exploration, Geophysics, 47, 100-116.

Simpson, F. and K. Bahr (2005) Practical magnetotellurics, CambridgeUniversity Press, Cambridge, UK.

Singer, B. S. (1995) Method for solution of Maxwell’s equations in non-uniform media, Geophys. J. Internat., 120, 590 – 598.



BAB VII PENERAPAN METODE PWEM PADA KAJIAN

GEOFISIKA DEKAT PERMUKAAN


Setelah menyelasikan bab ini mahasiswa diharapkan dapat menjelaskan penerapan metode plane-wave elektromagnetik pada kajian geofisika dekat permukaan.


Tujuan khusus pembelajaran pada bab ini adalah diharapkan mahasiswa dapat; 1. Menjelaskan pengertian geofisika dekat permukaan,2. Memahami konsep-konsep dasar metode plane-wave elektromagnetik

pada kajian dekat permukaan.3. Mendiskripkan metode RMT, CSRMT dan VLF, dan Magnetotelluric4. Menjelaskan contoh kasus penerapan metode-metode tersebut untuk

kajian geofisika dekat permukaan.

7.3 Pengantar

Penerapan metode-metode geofisika pada kajian dekat permukaan merupakan cabang yang penting dan tengah berkembang dengan pesat. Bagian dekat permukaan bumi, yaitu di atas 100 m, merupakan daerah yang menopang infrastruktur manusia, menyimpan cadangan air minum dalam volume yang sangat besar, dan juga merupakan tempat pertemuan antara atmosfer dan permukaan bumi di mana banyak makhluk hidup berdomisili. Sebenarnya, banyak metode geofisika yang dapat diterapkan untuk kajian dekat permukaan tersebut, misalnya pencarian mineral-mineral penting, eksplorasi air tanah, kajian lingkungan, geoteknik, dan arkeologi. Metode plane wave elektromagnetik (PWEM) dalam domain frekuensi termasuk sangat diminati dalam kajian semacam ini dikarenakan oleh kehandalannya dalam resolusi model yang dihasilkan dan lumayan murah dalam pelaksanaannya di lapangan. Gelombang elektromagnetik datar (plane wave) dapat dihasilkan dari alam, pemancar radio jauh, dan juga sumber transmitter


Daftar Pustaka

Archie, G. E. (1942). The electrical resistivity log as an aid in determining some reservoir characteristics, Trans. AIME, 146, 54 – 62.

Abbas AM, Khalil MA, Massoud U, et al. (2012). The implementation of multi-task geophysical survey to locate Cleopatra Tomb at Tap-Osiris Magna, Borg El-Arab, Alexandria, Egypt “Phase II”. NRIAG J Astron Geophys.

Árnason, K., Eysteinsson, H., Hersir, G.P. (2010). Joint 1D inversion of TEM and MT data and 3D inversion of MT data in the Hengill area, SW Iceland. Geothermics, 39, 13–34.

Bastani, M. (2001). EnviroMT – A new controlled source source/radio magneto-telluric system, Ph. D. thesis, Acta Universitatis Upsaliensis, Uppsala Dissertations from the Faculty of Science and Technology 32.

Bastani, M., A., Malehmir, N. Ismail, L. B. Pedersen and F. Hedjazi. (2009). Delineating hydrothermal stockwork copper deposits using controlled-source and radio-magnetotelluric methods: A case study from northeast Iran. Geophysics, 74 (5), p B167-B181.

Bastani, M. A. Savvaidis, and L. B. Pedersen. (2008). CSRMT measurements in the frequency range of 1 – 250 kHz to map a normal fault in the Volvi basin, Greece, IAGA WG 1.2 on Electromagnetic Induction in the Earth, Extended Abstract 19th Workshop, Beijing.

Bastani, M. and L. B. Pedersen. (2001). Estimation of magnetotelluric transfer functions from radio transmitters. Geophysics, 66, 1038-1051.

Beylich A. A., E. Kolstrup, T. Thyrsted, N. Linde, L. B. Pedersen, and L. Dynesius. (2004), Chemical denudation in arctic-alpine Latnjavagge (Swedish Lapland) in relation to regolith as assesed by radio magnetotelluric-geophysical profiles. Geomorphology, 57, 303 – 319.

Barbier, E. (2002). Geothermal energy technology dan current status: an overview. Renewable dan Sustainable Energy Reviews 6, Issues 1–2: 3-65.

kerikil. Perubahan vertikal zona resistif dan konduktif pada jarak sekitar 24 mdi sepanjang profil dapat diartikan sebagai struktur sesar dangkal dalampermukaan bawah permukaan. Berdasarkan kedua model terbalik, dapatdisimpulkan bahwa metode VLF-EM dapat berpotensi digunakan untukmenyelidiki struktur kesalahan dangkal. Dibandingkan dengan metode tahanan listrik, secara praktis perolehan data dari metode VLF-EM jauh lebihcepat sehingga akan lebih efektif untuk dioperasikan untuk area yang luas.

7.15 Latihan

1. Jelaskan prosedur standar pengolahan data PWEM denganmenggunakan asumsi permodelan 2D!

2. Jelaskan keuntungan dan kerugian dari penggunaan data determinandan TE+TM di dalam inversi!

3. Faktor-faktor apa saja yang dapat menyebabkan penurunan kedalaman penerobosan data?

4. Bagaimana perbedaan kemampuan kemampuan data CSTMT dalammeresolusikan struktur dekat permukaan dibandingkan dengan dataRMT?

5. Berikan interpretasi terhadap model 2D data CSRMT pada Gambar 7.3,data MT pada Gambar 7.13, dan model inversi 2D VLF pada Gambar7.21!


Cagniard, L. (1953). Basic theory of the magnetotelluric methode of geophysical prospecting. Geophysics, 18, 605 – 653.

Cantwell, T. (1960). Detection and analysis of low frequency magnetotelluric signals: Ph. D. thesis, Massachusetts Institute of Technology.

Chabaane A, Redhaounia B, Gabtni H. (2017). Combined application of vertical electrical sounding and 2D electrical resistivity imaging for geothermal groundwater characterization: Hammam Sayala hot spring case study (NW Tunisia). J African Earth Sci. https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.07.003.

Dahlin T., L. Bjelm, and C. Svensson. (1999). Use of electrical imaging in site investigations for a railway tunnel through the Hallandsås Horst, Sweden. Quarterly Journal of Engineering Geology, 32, 163–172.

Didana, Y. L., Graham, H., Thiel, S. dan Krieger, L. (2017). Magnetotelluric monitoring of permeability enhancement at enhanced geothermal system project. Geothermics, 23–38.

Dwipa S, Widodo S, Suhanto E, Kusnadi D. (2006). Integrated geological, geochemical and geophysical survey in Jaboi geothermal field, Nangro Aceh Darussalam, Indonesia. In: Proceedings of the 7th Asian Geothermal Symposium. pp 121–126.

Dubba Vijay. Kumar, G. Ramadhan, and S.V. (2016). Jagadish. A Quantitative Analysis Of VLF Data For Groundwater Exploration In Hardrock Terrain In Osmania University Campus, Hyderabad, Telangana State India”. Int.J.Adv.Res, Vol. 4(9). Pp. 802-821, DOI:10.21474/IJAR01/1549.

ESDM. (2015). "Potensi Panas Bumi Aceh.,". [Online]. Available: distamben.acehprov.go.id.

Fernández-Blanco D, Philippon M, Von Hagke C. (2016). Structure and kinematics of the Sumatran fault system in North Sumatra (Indonesia). Tectonophysics 693:453–464.


Fraser DC. (1969). Contouring of VLF‐EM Data. GEOPHYSICS.

Goldstein M.A. and D. W. Strangway. (1975). Audio-frequency magnetotelluric with a grounded electrical dipole source. Geophysics, 40, 669-683.

Hanano M. (2004). Contribution of fractures to formation and production of geothermal resources. Renew. Sustain. Energy Rev.

Hersir, G.P. and Björnsson, A. (1991). Geophysical exploration for geothermal resources. Principles and applications. UNU-GTP, Iceland, report 15, 94 pp.

Ito T, Gunawan E, Kimata F, et al. (2012). Isolating along-strike variations in the depth extent of shallow creep and fault locking on the northern Great Sumatran Fault. J Geophys Res Solid Earth 117:n/a-n/a.

Khalil MA, Santos FAM, Moustafa SM, Saad UM. (2009). Mapping water seepage from lake nasser, Egypt, using the VLF-EM method: A case study. J Geophys Eng.

Linde, N. and L. B. Pedersen. (2004). Characterization of a fractured granite using radio magnetotelluric (RMT) data. Geophysics, 69, 1155 – 1165.

Li, X and L. B. Pedersen. (1991). Controlled source tensor magnetotellurics. Geophysics, 56, 1456-1461.

Mia MB, Nishijima J, Fujimitsu Y. (2014). Exploration and monitoring geothermal activity using Landsat ETM+images. A case study at Aso volcanic area in Japan. J Volcanol Geotherm Res.

Marwan, Asrillah., Yanis, M., Furumoto, Y. (2019). Lithological identification of devastated area by Pidie Jaya earthquake through Poisson’s ratio analysis. Int. J. Geomate.

McNeill DJ, Labson VF. (1991). Geological Mapping Using VLF Radio Fields Electromagetic Methods in Applied Geophysics. Electromagn Methods Appl Geophys

Cagniard, L. (1953). Basic theory of the magnetotelluric methode ofgeophysical prospecting. Geophysics, 18, 605 – 653.

Cantwell, T. (1960). Detection and analysis of low frequency magnetotelluricsignals: Ph. D. thesis, Massachusetts Institute of Technology.

Chabaane A, Redhaounia B, Gabtni H. (2017). Combined application ofvertical electrical sounding and 2D electrical resistivity imaging forgeothermal groundwater characterization: Hammam Sayala hot springcase study (NW Tunisia). J African Earth Sci.https://doi.org/10.1016/j.jafrearsci.2017.07.003.

Dahlin T., L. Bjelm, and C. Svensson. (1999). Use of electrical imaging in siteinvestigations for a railway tunnel through the Hallandsås Horst, Sweden. Quarterly Journal of Engineering Geology, 32, 163–172.

Didana, Y. L., Graham, H., Thiel, S. dan Krieger, L. (2017). Magnetotelluricmonitoring of permeability enhancement at enhanced geothermal systemproject. Geothermics, 23–38.

Dwipa S, Widodo S, Suhanto E, Kusnadi D. (2006). Integrated geological,geochemical and geophysical survey in Jaboi geothermal field, NangroAceh Darussalam, Indonesia. In: Proceedings of the 7th Asian GeothermalSymposium. pp 121–126.

Dubba Vijay. Kumar, G. Ramadhan, and S.V. (2016). Jagadish. AQuantitative Analysis Of VLF Data For Groundwater Exploration InHardrock Terrain In Osmania University Campus, Hyderabad, TelanganaState India”. Int.J.Adv.Res, Vol. 4(9). Pp. 802-821,DOI:10.21474/IJAR01/1549.

ESDM. (2015). "Potensi Panas Bumi Aceh.,". [Online]. Available:distamben.acehprov.go.id.

Fernández-Blanco D, Philippon M, Von Hagke C. (2016). Structure andkinematics of the Sumatran fault system in North Sumatra (Indonesia).Tectonophysics 693:453–464.


Mohamed A. Khalil, Fernando. M. Santos. (2013). On the depth to anomaly estimation using Karous and Hjelt filter in VLF-EM dat” Arab J Geosei

Monteiro Santos FA, Mateus A, Figueiras J, Gonçalves MA. (2006). Mapping groundwater contamination around a landfill facility using the VLF-EM method - A case study. J Appl Geophys.

Majumdar RK, Majumdar N, Mukherjee AL. (2000). Geoelectric investigations in Bakreswar geothermal area, West Bengal, India. J Appl Geophys. https://doi.org/10.1016/S0926-9851(00)00028-8.

Nugraha RP, O’Sullivan J. (2019). A key process of natural state modeling: 3D Geological model of Jaboi Geothermal field, Nangro Aceh Darussalam, Indonesia. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.

Olesen, O. (1988). The Stuoragurra Fault, evidence of neotectonics in the Precambrian of Finnmark, northern Norway. Norsk Geologisk Tidsskrift, Vol. 68, pp. 107-118. Oslo 1988. ISSN 0029-196X.

Palacky, C. J. (1987). Resistivity characteristics of geological targets. In: Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 1 – Theory, (ed. M. N. Nabighian) SEG. Investigations in geophysics, 3, 53 – 129.

Pedersen L.B., M. Bastani, and L. Dynesius. (2005). Groundwater exploration using combined controlled-source and radio magnetotelluric techniques. Geophysics, 70, G8-G15.

Pedersen L.B. and M. Engels. (2005). Routine 2D inversion of magnetotelluric data using the determinant of the impedance tensor. Geophysics, 70, G33-G41.

Pirttijärvi M. (2004). Karous-Hjelt and Fraser filtering of VLF measurements - Manual of the KHFFILT program.

Qian W. and L. B. Pedersen. (1992). Near-surface distortion effects on controlled-source magnetotelluric transfer functions. Geophys. J. Int., 108, 833-847.


Ramesh Babu V, Ram S, Sundararajan N. (2007). Modeling and inversion of magnetic and VLF-EM data with an application to basement fractures: A case study from Raigarh, India. Geophysics.

Rizal, M., Ismail, N., Yanis, M., & Surbakti, M. S. (2019, November). The 2D resistivity modeling on north sumatran fault structure by using magnetotelluric data. In IOP Conference Series: Earth and Environmental Science (Vol. 364, No. 1, p. 012036). IOP Publishing

SGU. (2007). Geological Survey of Sweden. Soil map (digital), Enköping 11h.

Siripunvaraporn, W. and G. Egbert. (2000). An efficient data-subspace inversion method for 2D magnetotelluric data. Geophysics, 65, 791-803.

Smith, A. J. and P. J. Jenkins. (1998). A survey of natural electromagnetic noise in the frequency range f = 1–10 kHz at Halley Station, Antarctica: 1, Radio atmospherics from lightning. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, 60, 263–277.

Swift, C. M. (1976). A magnetotelluric investigation of an electrical conductivity anomaly in the south-western United States, Ph.D. Dissertation, Mass. Inst. Tech., Cambridge, Mass.

Szarka, L. and M. Menvielle. (1987). Analysis of rotational invariants of the magnetotelluric impedance tensor. Geophysical Journal International, 129, 133–142.

Sharma SP, Baranwal VC. (2005). Delineation of groundwater-bearing fracture zones in a hard rock area integrating very low frequency electromagnetic and resistivity data. J Appl Geophys.

Siripunvaraporn W, Egbert G. (2000). An efficient data-subspace inversion method for 2-D magnetotelluric data. Geophysics.

Spichak, V., dan Manzella, A. (2009). Electromagnetic sounding of geothermal zones. Journal of Applied Geophysics, 459-478.

Mohamed A. Khalil, Fernando. M. Santos. (2013). On the depth to anomalyestimation using Karous and Hjelt filter in VLF-EM dat” Arab J Geosei

Monteiro Santos FA, Mateus A, Figueiras J, Gonçalves MA. (2006). Mappinggroundwater contamination around a landfill facility using the VLF-EMmethod - A case study. J Appl Geophys.

Majumdar RK, Majumdar N, Mukherjee AL. (2000). Geoelectric investigationsin Bakreswar geothermal area, West Bengal, India. J Appl Geophys.https://doi.org/10.1016/S0926-9851(00)00028-8.

Nugraha RP, O’Sullivan J. (2019). A key process of natural state modeling:3D Geological model of Jaboi Geothermal field, Nangro Aceh Darussalam,Indonesia. In: IOP Conference Series: Earth and Environmental Science.

Olesen, O. (1988). The Stuoragurra Fault, evidence of neotectonics in thePrecambrian of Finnmark, northern Norway. Norsk Geologisk Tidsskrift,Vol. 68, pp. 107-118. Oslo 1988. ISSN 0029-196X.

Palacky, C. J. (1987). Resistivity characteristics of geological targets. In:Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 1 – Theory, (ed. M.N. Nabighian) SEG. Investigations in geophysics, 3, 53 – 129.

Pedersen L.B., M. Bastani, and L. Dynesius. (2005). Groundwater explorationusing combined controlled-source and radio magnetotelluric techniques. Geophysics, 70, G8-G15.

Pedersen L.B. and M. Engels. (2005). Routine 2D inversion of magnetotelluricdata using the determinant of the impedance tensor. Geophysics, 70, G33-G41.

Pirttijärvi M. (2004). Karous-Hjelt and Fraser filtering of VLF measurements -Manual of the KHFFILT program.

Qian W. and L. B. Pedersen. (1992). Near-surface distortion effects on controlled-source magnetotelluric transfer functions. Geophys. J. Int., 108, 833-847.


Sungkono, A. Husein, H. Prasetyo, A. S. Bahri, F. A. Monteiro Santos, and B. J. Santosa. (Oct. 2014). “The VLFEM imaging of potential collapse on the LUSI embankment,” J. Appl. Geophys., vol. 109, pp. 218– 232.

Stober, I., dan Bucher, K. (2013). Geothermal Energy From Theoretical Models to Exploration dan Development. Springer.

Tezkan, B., P. Georgescu, and U. Fauzi. (2005). A radiomagnetotelluric survey on an oil-contaminated area near the Brazi Refinery, Romania. Geophysical Prospecting, 53, 311 – 323.

Tezkan, B., M. Goldman, S. Greinwald, A. Hördt, I. Muller, F. M. Neubauer, and G. Zacher. (1996). A joint application of radiomagnetotellurics and transient electromagnetic to the investigation of a waste deposit in Cologne (Germany). Journal of Applied Geophysics, 34, 199-212.

Turberg, P., I. Muller, and F. Flury. (1994). Hydrogeological investigation of porous environments by radio magnetotelluric-resistivity (RMT-R 12 – 240 kHz). Journal of Applied Geophysics, 31, 133-143.

Vozoff, K. (1991). The magnetotelluric method. In: Electromagnetic methods in applied geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG, Investigations in geophysics, 641-711.

Wannamaker P.E. (1997). Tensor CSAMT survey over the sulphur springs thermal area, Valles Caldera, New Mexico, USA, 2. Implications for CSAMT methodology. Geophysics, 62, 466-476.

Wikman, H. and J. Bergström. (1987). Beskrivning till provisoriska översiktliga berggrundskartan Malmö med en karta, Serie Ba, nr 40. Swedish Geological Survey, Uppsala.

Yanis, M., Bakar, M. A., & Ismail, N. (2017, September). The use of VLF-EM and electromagnetic induction methods for mapping the ancient fort of kuta lubok as tsunami heritage i. In 23rd European Meeting of Environmental and Engineering Geophysics (Vol. 2017, No. 1, pp. 1-5). European Association of Geoscientists & Engineers.


INDEX

air asin, 7, 21 air tanah, 2, 3, 4, 6, 9, 64, 99, 110,

152 airborne, 9, 12, 13, 28 akuifer, 4, 7, 10, 30, 104, 115 akuifer pantai, 7 amplitude, 50, 57, 59, 78, 110 anisotropi, 26, 29, 89 anomaly, 34, 97, 137, 138, 158,

159 arah strike, 79, 80, 86, 106, 111,

115, 121, 136 arah vektor, 105 arkeologi, 2, 4, 99, 108, 144, 150,

152 arus Eddy, 5 arus induksi, 4, 6, 10, 11 arus ionosfer, 77, 78 arus konduksi, 39, 51, 53 arus listrik, 15, 16, 17, 18, 31, 32,

36, 39, 77, 80, 101, 131, 138 arus pergeseran, 36, 37, 41, 50,

53, 89, 103 arus searah, 5, 137 arus telluric, 12 atmosfer, 2, 3, 41, 76, 99 Badai magnet, 78 batuan basalt, 7, 150 batuan beku, 21, 30, 104 batuan induk, 30, 80, 122 batuan jenuh, 22 batuan sediment, 22, 116 batuan sedimentary, 22 bawah permukaan, 1, 2, 3, 4, 6, 7,

10, 11, 30, 46, 53, 54, 55, 56, 63, 65, 73, 74, 80, 100, 101, 104, 105, 111, 127, 128, 129, 130, 132, 135, 137, 138, 139, 144, 145, 151, 152, 153, 154

beda potensial, 3 bijih logam, 9, 31, 104 bilangan gelombang, 50, 51, 58 bilangan kompleks, 51, 54

bumi 1D, 57, 62, 67, 78 butiran batuan, 21 constitutive relation, 36, 46, 47 crustal, 8 CSAMT, 8, 12, 83, 84, 94, 97, 100,

109, 160 difusi, 28 dipole listrik, 8, 25, 88, 108, 109 dipole magnet, 5, 10, 84, 88, 109,

110 distribusi, 7, 10, 26, 88, 152 domain frekuensi, 1, 5, 10, 11, 99,

101 domain waktu, 1, 5, 10, 11 efek batas butir, 28, 29 eksplorasi mineral, 4, 10 elektroda, 75, 131 elektrojet ekuatorial, 77 elektromagnetik, 4, 5, 10, 11, 35,

36, 46, 47, 49, 56, 62, 63, 67, 88, 89, 95, 99, 101, 102, 106, 108, 109, 110, 124, 144, 145, 146, 148, 150, 151, 152

energi aktivasi, 21 erosi, 28, 30, 104, 144, 150 fase, 5, 9, 24, 49, 56, 57, 63, 65,

67, 72, 78, 84, 85, 86, 106, 107, 110, 112, 116, 118, 119, 151, 152

fase gelombang, 5, 56 Fase sudut, 57, 65 FDEM, 5, 7, 10, 11 finite difference, 71 finite element, 71, 89, 140 forward modelling, 7, 88, 89, 94,

117 frekuensi, 5, 7, 8, 9, 10, 12, 27, 37,

46, 50, 55, 57, 60, 61, 65, 75, 76, 78, 79, 84, 87, 88, 90, 100, 101, 102, 104, 108, 109, 110, 111, 113, 116, 117, 119, 121, 122, 127, 136, 140, 145, 151, 152

Sungkono, A. Husein, H. Prasetyo, A. S. Bahri, F. A. Monteiro Santos, and B.J. Santosa. (Oct. 2014). “The VLFEM imaging of potential collapse on theLUSI embankment,” J. Appl. Geophys., vol. 109, pp. 218– 232.

Stober, I., dan Bucher, K. (2013). Geothermal Energy From TheoreticalModels to Exploration dan Development. Springer.

Tezkan, B., P. Georgescu, and U. Fauzi. (2005). A radiomagnetotelluricsurvey on an oil-contaminated area near the Brazi Refinery, Romania. Geophysical Prospecting, 53, 311 – 323.

Tezkan, B., M. Goldman, S. Greinwald, A. Hördt, I. Muller, F. M. Neubauer,and G. Zacher. (1996). A joint application of radiomagnetotellurics andtransient electromagnetic to the investigation of a waste deposit inCologne (Germany). Journal of Applied Geophysics, 34, 199-212.

Turberg, P., I. Muller, and F. Flury. (1994). Hydrogeological investigation ofporous environments by radio magnetotelluric-resistivity (RMT-R 12 – 240kHz). Journal of Applied Geophysics, 31, 133-143.

Vozoff, K. (1991). The magnetotelluric method. In: Electromagnetic methodsin applied geophysics, Vol. 2 – Applications. (ed. M. N. Nabighian) SEG,Investigations in geophysics, 641-711.

Wannamaker P.E. (1997). Tensor CSAMT survey over the sulphur springsthermal area, Valles Caldera, New Mexico, USA, 2. Implications forCSAMT methodology. Geophysics, 62, 466-476.

Wikman, H. and J. Bergström. (1987). Beskrivning till provisoriska översiktligaberggrundskartan Malmö med en karta, Serie Ba, nr 40. SwedishGeological Survey, Uppsala.

Yanis, M., Bakar, M. A., & Ismail, N. (2017, September). The use of VLF-EMand electromagnetic induction methods for mapping the ancient fort ofkuta lubok as tsunami heritage i. In 23rd European Meeting ofEnvironmental and Engineering Geophysics (Vol. 2017, No. 1, pp. 1-5).European Association of Geoscientists & Engineers.


frekuensi radio, 9 galena, 31, 104 gelombang akustik, 3 gelombang bidang, 106, 108 gelombang datang, 46, 50, 52, 53,

59, 63, 105 gelombang elastis, 3 gelombang elektromagnetik, 4, 10,

11, 36, 41, 46, 56, 65 gelombang pantul, 52 geofisika, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 11,

15, 30, 37, 92, 99, 100, 104, 124, 130, 145, 146, 150

geofisika eksplorasi, 2, 3, 10, 11, 30, 104

geofisika lingkungan, 6 geofisika terapan, 1, 2, 3, 6, 8, 11 geomagnetic, 81, 96 geometri transmitter-receiver, 6 geoteknik, 2, 4, 8, 9, 99, 108 geothermal, 96, 126, 130, 133,

156, 157, 158, 159 graphite, 33, 104 gravel, 104, 110, 111, 115 grid, 71 grounded line, 6 grounded wire, 6 hambatan, 16, 32 hidrogeologi, 4, 10, 108 homogenous half space, 6 hukum Ampere, 36, 37, 43, 101 hukum Archie, 24, 32, 103 hukum Faraday, 36, 37, 40, 41,

42, 101 hukum Gauss, 36, 101 Hukum Ohm, 15, 16, 18, 32 impedansi, 7, 8, 54, 56, 59, 60, 61,

62, 105, 106, 107 induksi, 5, 35, 36, 40, 47, 62, 73,

74, 75, 80, 89, 101, 105, 111, 113, 116, 121, 144, 145, 146, 148, 151

interface, 41, 42, 43, 49 interkoneksi, 28, 31

interpretasi data, 3, 7, 83, 88, 95, 138

interpretasi dimensionalitas, 74, 80 interpretasi kualitatif, 105 inversi 1D, 127, 128 inversi 2D, 7, 83, 94, 114, 121,

126, 140, 154 ionosfer, 76, 77 kapasitansi, 3 kawat penghantar, 16, 17 kecepatan drift, 19, 32 kecepatan rata-rata, 19 kedalaman pendugaan, 11, 84,

108, 109, 110, 111 kejenuhan air, 31, 103, 104 kerak bumi, 2, 8, 28, 76, 103 komponen kompleks, 73, 105 konduksi elektronik, 20 konduktansi, 3 konduktivitas, 3, 4, 6, 9, 10, 11,

15, 17, 20, 25, 27, 28, 31, 35, 36, 41, 46, 50, 54, 57, 65, 77, 100, 102, 103, 104, 107, 117, 124, 136, 137, 139, 145, 148, 152

konduktor, 5, 6, 30, 39, 57, 74, 85, 104, 107, 118, 119, 124, 131

konstanta Boltzman, 21 kontaminan, 4, 10 kontras konduktivitas, 30, 104 konvensi Parkinson, 74 kuat arus, 16, 20, 32 kurva master, 6 larutan mineral, 31, 104 limbah nuklir, 7 listrik, 3, 4, 6, 7, 10, 11, 15, 17, 19,

25, 26, 29, 30, 32, 35, 36, 40, 41, 43, 44, 46, 47, 59, 62, 63, 72, 75, 76, 77, 79, 90, 92, 100, 101, 102, 103, 105, 106, 108, 110, 117, 124, 127, 130, 136, 137, 138, 140, 148, 152, 154

loop central, 6 loop pemancar, 6


loop penerima, 6 loop sekunder, 5 loop sumber, 5 loop-loop, 5, 6, 10 magnet, 3, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 35,

36, 38, 39, 40, 41, 42, 45, 46, 47, 63, 73, 75, 76, 77, 79, 101, 102, 105, 108, 109, 122, 127, 140, 151

magnetosfer, 76, 77, 78 massive sulphides, 104 material pekat, 21 medan listrik, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,

11, 18, 19, 32, 35, 36, 40, 41, 42, 44, 46, 47, 51, 55, 58, 60, 61, 62, 63, 65, 71, 72, 75, 76, 78, 79, 80, 84, 89, 101, 102, 103, 104, 106, 108, 109, 127

medan magnet, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10, 12, 35, 36, 38, 39, 40, 41, 43, 45, 47, 55, 58, 60, 61, 63, 65, 67, 71, 72, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 84, 92, 101, 104, 106, 108, 109, 122, 127, 137, 138, 140, 151, 152

medan magnet bumi, 77 medan primer, 5, 136 mekanisme konduksi, 15, 20, 29 metode elektromagnetik, 1, 4, 5,

10, 11, 15, 30, 35, 83, 104, 130 metode magnetotellurik, 7, 49, 63,

67, 83, 106, 109, 123 metode radiomagnetotellurik, 100 mineral, 2, 4, 15, 25, 28, 31, 99,

104, 124, 128, 129 minyak bumi, 4, 10 mobilitas, 19, 20, 21, 150 mode TE, 67, 106, 107, 111, 114,

116, 118, 120 mode TM, 71, 106, 107, 111, 114,

116, 117 Noise, 109 osilasi, 51

panah induksi, 74, 80, 85, 105, 111, 116, 121

panas bumi, 4, 9, 10, 28, 123, 124, 126, 127, 128, 129, 130, 142

partial melting, 28 partisi energi, 51 pelapukan, 30, 31, 104 pemancar, 5, 6, 8, 9, 12, 100, 108,

135, 140, 151 pemandu gelombang, 76 pembawa muatan, 18, 19, 20, 21,

28 pemetaan, 4, 7, 10, 30, 103, 137,

148 penerima, 4, 5, 6, 9, 10, 84, 100,

108, 110, 151 percepatan gerak, 19 peredaran bulan, 77 permitivitas, 3, 37, 41, 46 permukaan bumi, 1, 4, 5, 7, 10,

32, 46, 51, 55, 76, 77, 78, 99 perputaran bumi, 77 persamaan Maxwell, 7, 10, 35, 36,

37, 46, 47, 67, 101, 102, 104 perubahan lateral, 65, 74, 80, 116 plane wave, 5, 7, 8, 9, 11, 83, 84,

85, 88, 94, 95, 99, 100, 105, 108, 109, 110, 117, 119, 120, 140

plasma, 77 polarisasi, 88, 106, 110 porositas, 21, 22, 23, 24, 26, 31,

64, 103, 104, 127 PWEM, 5, 7, 8, 10, 11, 83, 94, 99,

100, 108, 154 pyrite, 104 receiver, 5, 6, 10, 108, 109, 110,

118 resistivitas, 4, 6, 7, 9, 10, 11, 15,

16, 17, 20, 21, 22, 23, 25, 26, 28, 29, 30, 31, 32, 35, 47, 49, 53, 55, 56, 60, 62, 63, 64, 65, 67, 69, 72, 74, 79, 80, 84, 86, 91, 93, 100, 103, 105, 106, 107,

frekuensi radio, 9galena, 31, 104gelombang akustik, 3gelombang bidang, 106, 108gelombang datang, 46, 50, 52, 53,

59, 63, 105gelombang elastis, 3gelombang elektromagnetik, 4, 10,

11, 36, 41, 46, 56, 65gelombang pantul, 52geofisika, 1, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 11,

15, 30, 37, 92, 99, 100, 104,124, 130, 145, 146, 150

geofisika eksplorasi, 2, 3, 10, 11, 30, 104

geofisika lingkungan, 6geofisika terapan, 1, 2, 3, 6, 8, 11geomagnetic, 81, 96geometri transmitter-receiver, 6geoteknik, 2, 4, 8, 9, 99, 108geothermal, 96, 126, 130, 133,

156, 157, 158, 159graphite, 33, 104gravel, 104, 110, 111, 115grid, 71grounded line, 6grounded wire, 6hambatan, 16, 32hidrogeologi, 4, 10, 108homogenous half space, 6hukum Ampere, 36, 37, 43, 101hukum Archie, 24, 32, 103hukum Faraday, 36, 37, 40, 41,

42, 101hukum Gauss, 36, 101Hukum Ohm, 15, 16, 18, 32impedansi, 7, 8, 54, 56, 59, 60, 61,

62, 105, 106, 107induksi, 5, 35, 36, 40, 47, 62, 73,

74, 75, 80, 89, 101, 105, 111,113, 116, 121, 144, 145, 146, 148, 151

interface, 41, 42, 43, 49interkoneksi, 28, 31

interpretasi data, 3, 7, 83, 88, 95,138

interpretasi dimensionalitas, 74, 80interpretasi kualitatif, 105inversi 1D, 127, 128inversi 2D, 7, 83, 94, 114, 121,

126, 140, 154ionosfer, 76, 77kapasitansi, 3kawat penghantar, 16, 17kecepatan drift, 19, 32kecepatan rata-rata, 19kedalaman pendugaan, 11, 84,

108, 109, 110, 111kejenuhan air, 31, 103, 104kerak bumi, 2, 8, 28, 76, 103komponen kompleks, 73, 105konduksi elektronik, 20konduktansi, 3konduktivitas, 3, 4, 6, 9, 10, 11,

15, 17, 20, 25, 27, 28, 31, 35,36, 41, 46, 50, 54, 57, 65, 77,100, 102, 103, 104, 107, 117,124, 136, 137, 139, 145, 148,152

konduktor, 5, 6, 30, 39, 57, 74, 85,104, 107, 118, 119, 124, 131

konstanta Boltzman, 21kontaminan, 4, 10kontras konduktivitas, 30, 104konvensi Parkinson, 74kuat arus, 16, 20, 32kurva master, 6larutan mineral, 31, 104limbah nuklir, 7listrik, 3, 4, 6, 7, 10, 11, 15, 17, 19,

25, 26, 29, 30, 32, 35, 36, 40,41, 43, 44, 46, 47, 59, 62, 63,72, 75, 76, 77, 79, 90, 92, 100,101, 102, 103, 105, 106, 108,110, 117, 124, 127, 130, 136,137, 138, 140, 148, 152, 154

loop central, 6loop pemancar, 6


108, 111, 112, 114, 116, 117, 118, 121, 122, 123, 126, 127, 128, 129,130, 137, 139, 140, 141, 142, 143, 150, 151, 152, 153

Resistivitas, 3, 21, 26, 30, 32, 47, 55, 57, 60, 64, 65, 72, 78, 84, 85, 105, 109, 110, 111, 115, 116, 119

resistivitas apparent, 6, 47, 55, 72, 79, 106, 107, 112, 116, 117, 122

resistivitas fluida, 21 resistivitas listrik, 9, 10, 15, 16, 17,

20, 67, 79, 91, 103, 114, 140, 150, 152, 153

resistor, 5, 15, 16, 27, 32, 57, 107 resovoir hidrokarbon, 21 RMT, 8, 9, 83, 84, 94, 99, 100,

108, 110, 111, 113, 115, 116, 117, 118, 120, 121, 122, 123, 154, 157, 160

rongga batuan, 103 salinitas, 21, 31, 127 sekunder, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10,

11, 12, 18, 19, 32, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 51, 55, 58, 60, 61, 63, 65, 67, 71, 72, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 83, 84, 88, 89, 90, 92, 94, 95, 100, 101, 102, 103, 104, 106, 108, 109, 110, 111, 116, 118, 122, 127, 131, 136, 137, 138, 140, 151, 152

selisih waktu, 19 selubung atas, 8 semikonduktor, 20, 21 Siemens, 17 sifat inheren, 16 skin depth, 51, 55, 56 solar wind, 77, 78 struktur geologi, 2, 6, 128 sulfida, 9, 21, 28, 30, 104 sumber buatan, 5, 10, 83, 94

survei magnetotellurik, 53 suseptibilitas, 3 syarat batas, 35, 46, 51, 59 TDEM, 1, 5, 6, 7, 10, 11 tektonika., 4, 10 TEM, 5, 10, 11, 127, 128, 129,

130, 155 tensor impedansi, 49, 67, 107, 111 transfer function, 9, 12, 73, 96,

155, 158 transmitter, 4, 5, 9, 83, 100, 108,

110, 116, 118, 119, 121, 122, 135

transverse magnetic, 72 upper mantle, 8, 33 variasi harian, 77 wavenumber, 50

Documents

Elektromagnetik Plane Wave: Teori dan Aplikasi