Departemen Fisika Dr. Siti Zulaikah, M.Si. Drs. Yoyok Adisetio Laksono, M.Si. 15 November 2021 Research/Penelitian, SDG 7. Affordable and Clean Energy SDG 11. Sustainable Cities and Communities SDG 13. Climate Action SDG 15. Life on Land
Kegiatan penelitian dilakukan untuk membuat pemodelan dan inversi 3-D pada sistem geothermal dan gunung api menggunakan metode Geofisika Elektromagnetik. Kegiatan berlangsung dari Maret 2021 hingga November 2021 dengan data berasal dari titik pengukuran di Gunung Api Unzen, Pulau Kyushu, Jepang. Penelitian ini merupakan proyek kerjasama dosen Departemen Fisika Universitas Negeri Malang dengan dosen dari Kyoto University, Jepang. Geofisika adalah sebuah ilmu yang dapat dianalogikan sebagai pembelajaran untuk memahami pesan alam menggunakan Bahasa Fisika. Dalam geofisika, terdapat beragam sifat fisika yang dipelajari seperti sifat kelistrikan, kemagnetan bumi, penjalaran gelombang gempa atau getaran, gravitasi, dan gelombang elektromagnetik untuk mengetahui kondisi bawah permukaan, eksplorasi, maupun mitigasi.
Metode elektromagnetik (EM) adalah metode eksplorasi geofisika menggunakan induksi EM di bawah permukaan bumi, pertama kali dikembangkan pada tahun 1920 di Skandinavia, Amerika Serikat, dan Kanada untuk mendeteksi konduktivitas listrik batu. Pada penelitian ini, metode geofisika digunakan untuk memodelkan sistem geothermal. Energi geothermal adalah panas yang berasal dari bawah permukaan bumi. Penelitian ini mendukung keberhasilan SDG 7 yaitu untuk energi yang bersih dan terjangkau karena energi geothermal termasuk ke dalam energi terbarukan. Adanya supply energi yang bersih dan terjangkau, diharapkan dapat meningkatkan taraf hidup, sustainability lingkungan, dan ekosistem daratan, juga meminimalisasi perubahan iklim. Hal tersebut sesuai dengan SDG 11, SDG 13, dan SDG 15. Dalam beberapa dekade terakhir, metode EM untuk kegiatan eksplorasi geofisika telah banyak diadopsi karena penetrasi gelombang dapat mencapai kedalaman hingga beberapa kilometer. Padahal, alat metode EM bekerja dengan cara memancarkan dan menerima gelombang EM secara terus menerus dengan satu nilai frekuensi dalam satu waktu. Sistem gelombang kontinu ini disebut metode EM domain frekuensi. Kemudian, ketika arus dalam generator dan medan induksi berubah seiring waktu, ini disebut metode domain waktu EM. Beberapa metode EM dalam domain frekuensi adalah frekuensi sangat rendah (VLF), frekuensi sangat tinggi (VHF), radar penembus tanah (GPR), magnet (MT) dan magnet akustik sumber terkontrol (CSAMT). Sedangkan domain waktu adalah Time Domain Electromagnetism (TDEM) atau Transient Electromagnetic Field (TEM). Secara terpisah, menggunakan metode MT menggunakan medan EM natural untuk mengamati variasi medan listrik (E) dan medan magnet (H).
Perkembangan penelitian metode elektromagnetik domain waktu (TDEM) dan penerapannya pada eksplorasi geofisika merupakan salah satu hal yang menarik untuk dibahas. Kompleksitas persamaan medan elektromagnetik (EM) yang digunakan, variasi domain waktu, dan penggunaan profil arus sebagai sumber adalah beberapa fitur unik yang dapat ditemukan dalam metode ini. Dan solusi numerik untuk pemodelan dan masalah invers juga merupakan tantangan dalam melakukan penelitian TDEM. Berbagai solusi numerik untuk masalah invers terus dikembangkan untuk mendapatkan nilai parameter model yang dapat lebih akurat merepresentasikan kondisi permukaan. Beberapa penelitian sebelumnya menunjukkan hasil inversi berupa data redaman medan magnet, namun tidak dengan hasil inversi parameter model atau nilai resistivitas pada kedalaman. Sedangkan nilai resistivitas pada kedalaman akan menjadi acuan untuk mengetahui kondisi struktur tanah.
Pada penelitian, didapatkan penyajian pendekatan numerik melalui pemodelan ke depan dan innversi menggunakan konfigurasi horizontal electric dipole. Inverse Laplace Transform (ILT) digunakan untuk transformasi domain waktu pada pemodelan ke depan. Metode smoothing inversion digunakan untuk proses inversi.
