BAB IPENDAHULUAN

A. Latar BelakangUIN (Universitas Islam Negeri) adalah salah satu perguruan tinggi negeri Islam di Indonesia yang sangat berkembang pesat. Pada mulanya UIN adalah IAIN yang dibentuk oleh pemerintah pada tahun1960di kotaYogyakartadengan nama IAIN Al Jami'ah al-Islamiah al-Hukumiyah, yakni gabungan dariPerguruan Tinggi Agama Islam Negeri(PTAIN) dan Akademi Dinas Ilmu Agama (ADIA) Jakarta. Sejak tahun 1963, berdirilah cabang-cabang IAIN yang terpisah dari pusat. Salah satu cabangnya berada di Provinsi Sulawesi selatan Kota Makassar, yaitu UIN Alauddin Makassar yang didirikan tahun 2005.UIN Alauddin Makassar mempunyai dua kampus cabang yaitu kampus 1 yang betempat di jalan Sulatan Alauddin Makassar, dan kampus 2 yang bertempat di jalan Samata Gowa. Dominan bagi mahasiswa yang mengambil program sarjana (S1) ditempatkan di kampus 2 begitupun bangunan-bangunan penting seperti rektorat dan auditorium. Karena terlihat dari kondisi tempat berdirinya kampus 2 UIN Alauddin Makassar terdahulu sebelum didirikannya merupakan hutan dan padang rumput, ada baiknya bagi mahasiswa yang mengambil konsentrasi sains fisika bumi mengadakan suatu penelitian untuk mengetahui material dan struktur bawah permukaan tanah di pekarangan kampus, guna mengetahui potensi adanya tanah longsor mengingat banyaknya bangunan penting yang berdiri di atasnya. Sekaligus juga memanfaatkan lingkungan kampus sebagai sarana pembelajaran. Dikarenakan faktor alat bumi yang terbatas di daerah Sul-Sel, maka digunakan metode sederhana yaitu metode geolistrik resistivity (tahanan jenis) dengan konfigurasi Wenner.Metode geolistrik merupakan salah satu metode Geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan cara untuk mendeteksi aliran di permukaan bumi. Hal ini meliputi pengukuran potensial dan pengukuran arus yang terjadi baik secara alamiah maupun akibat injeksi arus kedalam bumi. Oleh karena itu metode geolistrik mempunyai banyak macam, salah satunya adalah metode geolistrik tahanan jenis (resistivitas).Tujuan survei geolistrik adalah untuk menentukan distribusi resistivitas bawah permukaan dengan cara membuat pengukuran di permukaan tanah. Pengukuran resistivitas yang normal dibuat dengan cara menginjeksikan arus ke dalam tanah melalui dua elektroda arus dan mengukur beda tegangan yang dihasilkan pada dua elektroda potensial. Sehingga resistivitas bawah permukaan dapat diperkirakan. Resistivitas tanah berkaitan dengan berbagai parameter geologi seperti mineral dan konten cairan, porositas, derajat patahan, persentase patahan yang terisi air tanah dan derajat saturasi air di batuan.Dari uraian-uraian tersebut di atas, dilakukanlah penelitian Identifikasi Material Penyusun Struktur Permukaan Bawah Tanah Kampus 2 UIN Alauddin Makassar dengan Menggunakan Metode Geolistrik Resistivity (Tahanan Jenis) Konfigurasi Wenner.B. Tujuan1. Menganalisis material penyusun struktur bawah tanah kampus 2 UIN Alauddin Makassar 2. Membandingkan hasil yang diperoleh berdasarkan jarak elektroda yang berbeda.C. Rumusan Masalah1. Bagaimana menganalisis material penyusun struktur bawah tanah kampus 2 UIN Alauddin Makassar?2. Bagaimana membandingkan hasil yang diperoleh berdasarkan jarak elektroda yang berbeda.?

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

A. Komposisi dan Lapisan BumiKeadaan dalam bumi selama ini hanya dikemukakan berdasarkan hipotesis-hipotesis. Penyelidikan tentangisibumi sebenarnya hanya meliputi daerah dengan kedalaman tidak lebih dari dalamnya terowongan tempat pengeboran atau kedalaman sungai bawah tanah. Massabumi kira-kira adalah 5,981024 kg. Kandungan utamanya adalah besi (32,1%), oksigen (30,1%), silikon (15,1%), magnesium (13,9%), sulfur (2,9%), nikel (1,8%), kalsium (1,5%), and aluminium (1,4%); dan 1,2% selebihnya terdiri dari berbagai unsur-unsur langka. Karena proses pemisahan massa, bagian inti bumi dipercaya memiliki kandungan utama besi (88,8%) dan sedikit nikel (5,8%), sulfur (4,5%) dan selebihnya kurang dari 1% unsur langka.Ahli geokimia F. W. Clarke memperhitungkan bahwa sekitar 47% kerak bumi terdiri dari oksigen. Batuan-batuan paling umum yang terdapat di kerak bumi hampir semuanya adalah oksida (oxides); klorin, sulfur dan florin adalah pelengkap dan jumlahnya di dalam batuan biasanya kurang dari 1%. Oksida-oksida utama adalah silika, alumina, oksida besi, kapur, magnesia, potas dan soda. Fungsi utama silika adalah sebagai asam, yang membentuk silikat. Ini adalah sifat dasar dari berbagaimineralbatuan beku yang paling umum. Berdasarkan perhitungan dari 1,672 analisa berbagai jenis batuan, Clarke menyimpulkan bahwa 99,22% batuan terdiri dari 11 oksida . Konstituen lainnya hanya terjadi dalam jumlah yang kecil.

Tabel 2.1 senyawa kerak oksida menurut F. W. Clarke

Salah seorang ahli yang yang pertama kali mengemukakan pendapatnya tentang materi dan bentuk dalam bumi adalahPlato. Menurutnya, bumi terdiri dari masa cair yang pijar dan dikelilingi oleh lapisan batuan yang keras yang disebut kerak bumi. Masa cair yang pijar itu berasal dari dalam bumi dan kadang-kadang ke luar mencapai permukaan bumi dalam bentuk lava melalui pipa-pipa gunung api.Namun, penyelidikan tentang gempa bumi (seismologi) memberikan pandangan yang lain tentang keadaan dalam bumi. Berdasarkan penyelidikan seismologi diketahui bahwa perambatan geolombang gempa dipengaruhi oleh zat-zat penyusun bumi. Penyelidikan seismologi juga membuktikan bahwa bumi terdiri dari lapisan-lapisan yang dibatasi oleh lapisan yang tidak bersambung (diskontinu).

Berbagai kajian dan penelitian geofisika telah membuktikan bahwa bumi terbentuk dari 7 lapisan tertentu dari dalam keluardengan susunan sebagai berikut:

Gambar 2.1 Pembagian Lapisan penyusun bumi

Secara struktural bumi dibagi menjadi 3 lapisan utama, yaitu kerak bumi (crust), selimut (mantle), dan inti (core). Struktur bumi seperti itu mirip dengan telur, yaitu cangkangnya sebagai kerak, putihnya sebagai selimut, dan kuningnya sebagai inti bumi. Kerak Bumi (Crust)Kerak bumi merupakan lapisan kulit bumi paling luar (permukaan bumi). Kerak bumi terdiri dari dua jenis, yaitu kerak benua dan kerak samudra. Lapisan kerak bumi tebalnya mencapai 70 km dan tersusun atas batuan-batuan basa dan masam. Namun, tebal lapisan ini berbeda antara di darat dan di dasar laut. Di darat tebal lapisan kerak bumi mencapai 20-70 km, sedangkan di dasar laut mencapai sekitar 10-12 km. Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh makhluk hidup. Suhu di bagian bawah kerak bumi mencapai 1.100C.Kerak bumi merupakan bagian terluar lapisan bumi dan memiliki ketebalan 5-80 km. kerak dengan mantel dibatasi oleh Mohorovivic Discontinuity. Kerak bumi dominan tersusun oleh feldsfar dan mineral silikat lainnya. Kerak bumi dibedakan menjadi dua jenis yaitu : Kerak samudra, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si, Fe, Mg yang disebut sima. Ketebalan kerak samudra berkisar antara 5-15 km (Condie, 1982)dengan berat jenis rata-rata 3 gm/cc. Kerak samudra biasanya disebut lapisan basaltis karena batuan penyusunnya terutama berkomposisi basalt. Kerak benua, tersusun oleh mineral yang kaya akan Si dan Al, oleh karenanya di sebut sial. Ketebalan kerak benua berkisar antara 30-80 km (Condie !982) rata-rata 35 km dengan berat jenis rata-rata sekitar 2,85 gm/cc. kerak benua biasanya disebut sebagai lapisan granitis karena batuan penyusunya terutama terdiri dari batuan yang berkomposisi granit.Disamping perbedaan ketebalan dan berat jenis, umur kerak benua biasanya lebih tua dari kerak samudra. Batuan kerak benua yang diketahui sekitar 200 juta tahun atau Jura. Umur ini sangat muda bila dibandingkan dengan kerak benua yang tertua yaitu sekitar 3800 juta tahun. Tabel Skala waktugeologidapat dilihat di Skala Waktu Geologi. Selimut (Mantle)Selimut atau selubung bumi merupakan lapisan yang letaknya di bawah lapisan kerak bumi. Sesuai dengan namanya, lapisan ini berfungsi untuk melindungi bagian dalam bumi.Selimut bumi tebalnya mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan yang padat yang mengandung silikat dan magnesium. Suhu di bagian bawah selimut mencapai 3.000 C, tetapi tekananannya belum mempengaruhi kepadatan batuan.Inti bumi dibungkus oleh mantel yang berkomposisi kaya magnesium. Inti dan mantel dibatasi oleh Gutenberg Discontinuity. Mantel bumi terbagi menjadi dua yaitu mantel atas yang bersifat plastis sampai semiplastis memiliki kedalaman sampai 400 km. Mantel bawah bersifat padat dan memiliki kedalaman sampai 2900 km. Mantel atas bagian atas yang mengalasi kerak bersifat padat dan bersama dengan kerak membentuk satu kesatuan yang dinamakan litosfer. Mantel atas bagian bawah yang bersifat plastis atau semiplastis disebut sebagi asthenosfer. Selimut bumi dibagi menjadi 3 bagian, yaitu litosfer, astenosfer, dan mesosfer.a. Litosfer merupakan lapisan terluar dari selimut bumi dan tersusun atas materi-materi padat terutama batuan. Lapisan litosfer tebalnya mencapai 50-100 km. Bersama-sama dengan kerak bumi, kedua lapisan ini disebut lempeng litosfer.b. Astenosfer merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan litosfer. Lapisan yang tebalnya 100-400 km ini diduga sebagai tempat formasi magma (magma induk).c. Mesosfer merpakan lapisan yang terletak di bawah lapisan astenosfer. Lapisan ini tebalnya 2.400-2.700 km dan tersusun dari campuran batuan basa dan besi. Inti (Core)Dipusat bumi terdapat inti yang berkedalaman 2900-6371 km. Terbagi menjadi dua macam yaitu inti luar dan inti dalam. Inti luar berupa zat cair yang memiliki kedalaman 2900-5100 km dan inti dalam berupa zat padat yang berkedalaman 5100-6371 km. Inti luar dan inti dalam dipisahkan oleh Lehman Discontinuity.Dari data Geofisika material inti bumi memiliki berat jenis yang sama dengan berat jenis meteorit logam yang terdiri dari besi dan nikel. Atas dasar ini para ahli percaya bahwa inti bumi tersusun oleh senyawa besi dan nikel.Inti bumi merupakan lapisan paling dalam dari struktur bumi. Lapisan inti dibedakan menjadi 2, yaitu lapisan inti luar (outer core) dan inti dalam (inner core).

B. Metode Geolistrik Tahanan Jenis (Resistivity)

Metode geolistrik merupakan salah satu metode Geofisika yang mempelajari sifat aliran listrik di dalam bumi dan cara untuk mendeteksi aliran di permukaan bumi. Hal ini meliputi pengukuran potensial dan pengukuran arus yang terjadi baik secara alamiah maupun akibat injeksi arus kedalam bumi. Oleh karena itu metode geolistrik mempunyai banyak macam, salah satunya adalah metode geolistrik tahanan jenis (resistivitas) (Hendrajaya, 1990).Tujuan survei geolistrik adalah untuk menentukan distribusi resistivitas bawah permukaan dengan cara membuat pengukuran di permukaan tanah. Pengukuran resistivitas yang normal dibuat dengan cara menginjeksikan arus ke dalam tanah melalui dua elektroda arus dan mengukur beda tegangan yang dihasilkan pada dua elektroda potensial. Sehingga resistivitas bawah permukaan dapat diperkirakan. Resistivitas tanah berkaitan dengan berbagai parameter geologi seperti mineral dan konten cairan, porositas, derajat patahan, persentase patahan yang terisi air tanah dan derajat saturasi air di batuan (Singh, 2004).Berdasarkan hukum Ohm diketahui bahwa besar tegangan V suatu material bergantung pada kuat arus I dan hambatan listrik R yang dirumuskan sebagai berikut:V = IR(1)Studi hambatan listrik dapat dipahami dalam konteks dari aliran arus melalui medium di bawah permukaan yang terdiri dari lapisan bahan dengan resistivitas yang berbeda. Secara sederhana semua lapisan dapat diasumsikan horisontal. Resistivitas bahan merupakan parameter ukur seberapa baik bahan menghambat aliran arus listrik.

Gambar 1 Arus yang dialirkan di dalam material konduktif berbentuk silinder (Telford dkk, 1976)

Jika suatu material konduktif berbentuk silinder yang homogen memiliki panjang sebesar L dan luas penampang A maka resistivitasnya sebesar: (2)

Persamaan (1) dan persamaan (2) saling disubstitusikan dan menjadi persamaan (3) (3)

dimana V merupakan beda potensial (Volt) dan I merupakan kuat arus yang melalui bahan (Ampere) (Telford dkk, 1976).

Batuan umumnya mempunyai sifat kelistrikan yang berupa daya hantar listrik (konduktivitas) dan konstanta dielektrik. Konstanta dielektrik merupakan polarisasi material dalam suatu medium listrik. Konstanta dielektrik menentukan kapasitas induktif efektif dari suatu material batuan dan merupakan respon statik untuk medan listrik AC maupun DC (Dobrin, 1998). Menurut Telford (1982) harga resistivitas listrik batuan dan mineral dapat dikelompokkan menjadi tiga, yaitu:1. Konduktor baik: 10-8 < < 1m2. Konduktor prtengahan: 1< < 107m3. Isolator: 1< < 107mSedangkan menurut Roy mengklasifikasikan sesuai dengan tabel di bawah Tabel 2 Daftar harga resistivitas tanah/batuan

Jenis tanah/BatuanResistivity (m)

Tanah lempung, basah lembek1,5 - 3,0

Tanah lanau & tanah lanau basah lembek3 - 15

Tanah lanau, pasiran15 - 150

Batuan dasar berkekarterisi tanah lembab150 - 300

Pasir kerikil terdapat lapisan lanau 300

Batuan dasar terisi tanah kering300 - 2400

Batuan dasar tak lapuk>2400

DAFTAR PUSTAKAAnonim, 2010. Komposisi dan Lapisan Bumi. http://tambangunp.blogspot.com/2013/05/komposisi-dan-lapisan-bumi-struktur.html.Hendrajaya, Lilik dan Idam Arif. 1990. Geolistrik Tahanan Jenis. Bandung : Laboratorium Fisika Bumi Jurusan Fisika FMIPA ITB.Roy, E. 1984. Geotechnical EngineeringInvestigation Manual. New York: Mc Graw Hill.Singh, K.B, Lokhande, R.D and Prakash, A.2004. Multielectrode resistivity imaging technique for the study of coal seam. Central Mining Research Institute. Journal of Scientific and Industrial Research. Vol. 63. pp 927-930.Telford, W.M, Geldart, L.P., Sheriff, dan Keys, D.A.1976. Applied Geophysics. London: Cambridege University Press.