Zulfakriza Zulhan
Zulfakriza Zulhan Ayah

Belajar Berbagi Dalam Tulisan | email : zulfakriza@gmail.com

Selanjutnya

Tutup

Tekno highlight

Pemodelan Geofisika, Apa dan Bagaimana?

10 Oktober 2017   09:22 Diperbarui: 10 Oktober 2017   09:56 955 3 0
Pemodelan Geofisika, Apa dan Bagaimana?
Profesor Hendra Grandis pada saat sedang memberikan Orasi Ilmiah dan Kuliah Umum di Aula Barat ITB (Sumber foto Prof Grandis)

Secara istilah, pemodelan geofisika merupakan pencarian nilai minimum dari sebuah fungsi (fungsi misfit, fungsi objektif) pada suatu ruang yang berdimensi banyak sesuai dengan jumlah parameter model. Solusi yang diberikan dari sebuah model dapat menggambarkan distribusi atau variasi spasial dari sifat fisika bawah permukaan yang dapat digunakan untuk memperkirakan kondisi atau struktur geologinya. Oleh karena itu, aplikasi metode geofisika dapat digunakan untuk eksplorasi sumber daya alam (migas, panas bumi, mineral tambang dan air tanah), studi lingkungan, keteknikan (perkiraan sebaran zat racun dalam tanah, konfigurasi batuan keras untuk fondasi bangunan tinggi dan lain-lain) serta studi mitigasi bencana kebumian (identifikasi sesar aktif, geometri struktur dalam tubuh gunung api, pemetaan bidang gelincir pada lereng yang berpotensi longsor dan lain sebagainya).

Hal ini disampaikan oleh Prof. Hendra Grandis dalam Orasi Ilmiah Forum Guru Besar di Aula Barat kampus ITB pada 30 September 2017 lalu. Prof Grandis, sapaan akrab Prof Hendra Grandis menjelaskan dengan sangat baik metode pemodelan geofisika, aplikasi dan perkembangan terkini dan prospeknya untuk masa yang akan datang, khususnya elektromagnetik (EM).

Secara bahasa yang umum dipahami, geofisika merupakan aplikasi ilmu fisika untuk mempelajari bagian dalam (interior) bumi mulai dari lapisan kerak bumi (crust) sampai inti bumi (core). Pada gambar 1 memberikan gambaran tentang Keilmuan Geofisika yang terkait dengan Fisika, Matematika dan Geologi. Selain itu didukung dengan instrumentasi, komputasi dan observasi.  

Gambar 1. Hirarki keilmuan geofisika (Dok. Pribadi)
Gambar 1. Hirarki keilmuan geofisika (Dok. Pribadi)

Untuk mendalami geofisika tentu diperlukan penguasaan fisika dan matematika yang kuat, kemahiran komputasi yang mumpuni sebagai perangkat perhitungan dan analisis serta pemahaman geologi yang memadai untuk interpretasi hasil yang diperoleh. 

Pengambilan data di lapangan (observasi) tujuannya untuk merekam sinyal yang dihasilkan secara alami maupun buatan. Sinyal yang terbentuk secara alami misalkan gelombang gempa bumi, medan Elektromagnetik, gravitasi dan magnetik), sedangkan sinyal buatan misalknya gelombang seismik dari hasil ledakan atau pukulan ke permukaan bumi, injeksi beda potensial dan medan EM. Pengukuran dapat dilakukan di darat, laut maupun udara.

Dalam prakteknya, keilmuan geofisika sangat berkaitan dengan data (gelombang, medan atau parameter observasi yang lain) dan parameter fisis bawah permukaan yang relevan seperti densitas, sifat kemagnetan, kecepatan rambat gelombang seismik, resistivitas dan lain-lain). Dengan memanfaatkan hukum-hukum yang berlaku dalam ilmu fisika dan menggabungkan dengan beberapa persamaan matematik, sehingga dikembangkan beberapa metode geofisika yang selama ini dikenal, yaitu; gravitasi, magnetik, seismik refraksi dan refleksi, geolistrik, elektromagnetik, seismik tomografi dan sebagainya.

Untuk Pemodelan Geofisika sendiri, setidaknya ada 2 pemodelan yang berkembang yaitu pemodelan inversi dengan pendekatan linier, dan pendekatan inversi dengan pendekatan global. Pemodelan inversi merupakan proses pencarian nilai terkecil (kecocokan) antara data hasil pengamatan (data observasi) dan data hasil perhitungan (data kalkulasi). Pemodelan inversi yang digunakan adalah sebagai optimasi, artinya untuk memenuhi seolusi dari sebuah model maka fungsi misfit atau fungsi objektif harus bernilai minimum. Dalam hal ini algoritma yang digunakan adalah algoritma Markov Chain Monte Carlo (MCMC). 

Selain optimasi proses buatan, juga diperkenalkan proses optimasi yang terinspirasi dari alam, seperti algoritma genetika dan particle swarm optimization (PSO). Algoritma genetika mengadopsi mekanisme evolusi biologis yang menghasilkan populasi dari generasi ke generasi berikutnya yang lebih unggul dan lebih sesuai dengan kondisi alam dan lingkungannya. Sedang Algoritma  particle swarm optimization (PSO) diambil berdasarkan prilaku kelompok hewan untuk mencapai target bersama.

Bidang Geo-Elektromagnetik yang dikembangkan oleh Prof. Hendra Grandis merupakan bagian dari penerapan pemodelan geofisika. Bidang ini sangatlah bermanfaat untuk negara kita Indonesia. Tentu hal ini sangat terkait dengan posisi geografis negara Indonesia yang berada pada pertemuan lempeng-lempeng besar dunia, yaitu lempeng Eurasia, lempang India-Australia, lempeng Pasifik serta lempang Filipina. Implikasi dari pertemuan lempeng-lempeng tersebut adalah kondisi geologi dan teknonik yang sangat rumit dengan tingkat kegempaan dan aktivitas gunung api yang tergolong sangat tinggi. Bahkan Indonesia termasuk negara yang memiliki gunung api aktif terbanyak di dunia. Akan tetapi, dampak positif dari tatanan geologi dan tektonik tersebut adalah terdapat banyak cekungan sedimen yang berpotensi sebagai zona potensi migas, zona mineralisasi serta potensi energi panas bumi yang sangat besar.

Teknologinya ada, Ahlinya ada, Tinggal kita mau kerja apa enggak (Prof Grandis)

------

Disarikan dari buku Orasi Ilmiah Guru Besar Institut Teknologi Bandung,

Profesor Hendra Grandis, Judul Orasi Ilmiah "Peran Pemodelan Geofisika Dalam Eksplorasi Sumber Daya Alam dan Mitigasi Bencana Kebumian"