## IDENTIFIKASI PATAHAN MANADO DENGAN MENGGUNAKAN METODE GEOLISTRIK KONFIGURASI WENNER- SCHLUMBERGER DI KOTA MANADO
Helen Shintia Frans 1) , As’ari 1) , Gerald H. Tamuntuan 1)
1) Program Studi Fisika FMIPA UNSRAT Manado e-mail: hellen_frans@yahoo.co.id ; as.ari2222@yahoo.co.id; gtamuntuan@gmail.com

## ABSTRAK
Peta  Geologi  lembar  Manado  Sulawesi  Utara,  menunjukkan  bahwa  daerah  penelitian Kelurahan Singkil  2  Kecamatan  Singkil  Kota  Manado,  merupakan  daerah  yang  dilewati  oleh  Patahan Manado.  Identifikasi  patahan  dieksplorasi  secara  geofisika  menggunakan  metode  geolistrik tahanan  jenis  dengan  konfigurasi  Wenner-  Schlumberger.  Akuisisi  data  menggunakan Multichannel  and  multielectrode  resistivity  and  IP  meter  46  simultaneous  channel merek  MAE X612-EM. Pengukuran dilakukan pada 3 lintasan pengukuran, dengan jarak antara setiap lintasan satu  dengan  yang  lain  adalah  100  meter.  Panjang  lintasan  1  dan  3  adalah  240  meter  sedangkan lintasan  2  adalah  480  meter.  Pengolahan  data  dilakukan  dengan  menggunakan software RES2DINV  yang  hasilnya  berupa  tampang  lintang  resistivitas  bawah  permukaan  2  dimensi. Berdasarkan pengolahan dan analisis nilai resistivitas rendah ( ρ < 20,9 Ωm ) pada lintasan 1, 2, dan 3 yang memotong perlapisan antara batuan yang memiliki nilai resistivitas yang lebih tinggi bidang  lemah  cenderung  terbuka  pada  bagian  permukaan  tanah  yang  diduga  sebagai  rekahan dengan kedalaman (3-33,8) meter dari permukaan tanah.
Kata Kunci : Wenner- Schlumberger, Software RES2DINV, Patahan Manado

## MANADO’S FAULT IDENTIFICATION BY USING GEOELECTRIC METHOD WENNER- SCHLUMBERGER CONFIGURATION AT MANADO

## ABSTRACT
Geology  map  of  Manado,  North  Sulawesi  shows  that  research  region  at  Singkil  2  Village Subdistrict  Singkil  is  a  track  of  Manado’s  Fault.  Identification  of  this    fault  use  geoelectric geophysics  resistivity  method  with  Wenner-  Schlumberger.  Multichannel  and  multielectrode resistivity and IP meter 46 simultaneous channels MAE brand X612- EM is device for acquisition of  data.  The  measurements  were  taken  at  three  tracks    to  the  distance  between  each  track  one another is 100 meters. The length of first track and third track is 240 meters, and second track is 480 meters. The data Processing was performed with RES2DINV software that results 2D image subsurface  resistivity.  Based  on  the  data  processing  and  analyses  of  low  resistivity  values ( ρ < 20.9 Ωm ) on the track 1, 2 and 3 are cut layers of rock that have higher resistivity values to from  fractures  tend  to  open  on  the  ground  of  suspected  fracture  at  a  depth  is  3  meters  to  33,8 meters from the surface.
Keywords : Wenner- Schlumberger, RES2DINV, Manado Fault.

## PENDAHULUAN
Secara geologis Sulawesi Utara terletak  pada  daerah    pertemuan  Lempeng Eurasia,  Lempeng  Pasifik,  Lempeng  Indo- Australia  dan  Lempeng  Philipina  sehingga merupakan  salah  satu  daerah  yang  rawan bencana  gempabumi.  Oleh  sebab  itu  sudah tentu  kondisi  ini  menimbulkan  sejumlah
patahan  yang  suatu  saat  dapat  menimbulkan gempabumi.
Patahan  –  patahan  yang  ada  di Sulawesi  Utara  antara  lain  Patahan  Manado, dan  Patahan  Amurang.  Berdasarkan  Peta geologi  Lembar  Manado,  Sulawesi  Utara (Effendi dan Bawono, 1997 dalam Poedjopratjino,  2009)  didaerah  Sulawesi Utara  terdapat  Patahan  Manado  yang teridentifikasi  secara  geologi  akan  tetapi
hingga  saat  ini  belum  pernah  dilakukan survei  geofisika  bawah  permukaan  untuk mengetahui  lokasi  atau  posisi  tepat  Patahan Manado tersebut.
Penelitian  sebelumnya  telah  dilakukan oleh  Manuho,  dkk  (2015)  di Jalan  Ringroad, Kelurahan  Malendeng,  Kecamatan  Paal  II dengan menggunakan konfigurasi Half Schlumberger untuk mengidentifikasi
Patahan  Manado.  Berdasarkan  Peta  Geologi Lembar  Manado,  Patahan  Manado  melintasi daerah  Ringroad  dan  Singkil.  Hal  ini mendorong penulis untuk melakukan penelitian di tempat yang lain dengan kondisi geologi  yang  sama,  yaitu  pada  daerah Kelurahan  Singkil  2,  Kecamatan  Singkil Manado.
Metode yang digunakan dalam penelitian  ini  adalah  metode  geolistrik tahanan jenis konfigurasi
Wenner-
Schlumberger.  Metode  geolistrik  tahanan jenis  konfigurasi  Wenner  ini  diharapkan mampu memberikan informasi tentang resisitivitas  batuan  dan  kondisi  struktur bagian bawah permukaan di daerah penelitan Kelurahan Singkil 2, Kecamatan Singkil.
Rumusan masalah Identifikasi keberadaan Patahan Manado dengan menggunakan Metode Geolistrik Resistivitas.

## Batasan masalah
Penelitian  ini  dibatasi  pada  letak geografis di Kelurahan Singkil 2, Kecamatan Singkil  kota  Manado,  menggunakan  metode geolistrik  tahanan  jenis  konfigurasi  Wenner- Schlumberger.

## Tujuan penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk mengidentifikasi  Patahan  Manado  dengan menggunakan metode geolistrik tahanan jenis konfigurasi Wenner- Schlumberger di wilayah  Kelurahan  Singkil  2,  Kecamatan Singkil Manado.

## Manfaat penelitian
Berdasarkan  tujuan  penelitian  diatas, maka penelitian ini diharapkan berguna untuk memberikan  informasi  bagi  pemerintah  dan masyarakat  setempat  mengenai  struktur bawah  permukaan  dangkal  yang  berpotensi menimbulkan bencana gempa bumi.
Rekahan  terjadi  pada  saat  gejala tektonik  yang  terjadi  pada  permukaan  bumi mengakibatkan  adanya  deformasi,  deformasi batuan  adalah  suatu  proses  penghancuran suatu  batuan  yang  bersifat  plastis  menjadi batuan lebih kecil, dan mengakibatkan batuan yang  bersifat ductile menjadi  retak  dan terbentuk  rekahan  -  rekahan  di  seluruh permukaan  batuan.  Rekahan  mengakibatkan batuan menjadi bagian- bagian terpisah, maka struktur  rekahan  atau  rongga  batuan  menjadi jalan  yang  dilalui  cairan  dari  luar  beserta materi lain seperti air, gas dan unsur  – unsur lain yang serupa.
Patahan  adalah  suatu  rekahan  pada batuan  di  permukaan  bumi  dimana  bagian yang  dipisahkan  oleh  rekahan  itu  bergerak satu  terhadap  lainnya.  Pada  patahan  terdapat dua  bagian  yang  harus  dipahami  yaitu footwall serta hangingwall . Footwall adalah bagian  yang  terletak  di  bawah  bidang  sesar, sedangkan  bagian  yang  di  atas  patahan disebut hangingwall .
Metode Geolistrik Tahanan Jenis Konfigurasi Wenner- Schlumberger Metode geolistrik tahanan jenis (resistivitas) adalah salah satu dari kelompok metode  geofisika  yaitu  suatu  metode  untuk mempelajari keadaan bawah permukaan bumi dengan cara mempelajari sifat aliran listrik di dalam  batuan  di  bawah  permukaan  bumi berdasarkan  perbedaan  resistivitas  batuan. Prinsip kerja dari metode geolistrik resistivitas  adalah  mengalirkan  arus  listrik melalui  dua  elektroda  arus,  kemudian  beda potensialnya  diukur  melalui  dua  elektroda potensial, sehingga nilai resistivitasnya dapat dihitung. Tahanan jenis (resistivitas) merupakan  suatu  besaran  yang  menunjukkan tingkat  hambatan  terhadap  arus  listrik  dari suatu bahan (Adriyani, dkk 2010).

## Sifat Kelistrikan Batuan
Sifat kelistrikan batuan adalah karakteristik batuan bila dialirkan arus listrik ke  batuan  tersebut.  Arus  listrik  ini  dapat berasal  dari  alam  itu  sendiri  atau  arus  listrik yang sengaja diinjeksikan ke batuan tersebut. Aliran  arus  listrik  pada  batuan  dapat digolongkan  menjadi  tiga  macam,  yaitu konduksi  secara  elektronik,  konduksi  secara elektrolitik,  dan  konduksi  secara  dielektrik (Telford dan Sherif.,1990).

## Konduksi secara elektronik
Semakin  besar  nilai  resistivitas  suatu bahan  maka  semakin  sulit  bahan  tersebut menghantar arus listrik, begitu pula sebaliknya.  Resistivitas  memiliki  pengertian yang  berbeda  dengan  resistansi  (hambatan), dimana  resistansi  tidak  hanya  bergantung pada  bahan  tetapi  juga  bergantung  pada faktor  geometri  atau  bentuk  bahan  tersebut, sedangkan  resistivitas  tidak  bergantung  pada faktor  geometri.  Jika  ditinjau  suatu  silender dengan  panjang  L,  luas  penampang  A, resistivitas 𝜌 dan resistansi.
A L R   …….......... (1)
Jika  panjang  konduktor  berbentuk silender  (L)  dinaikkan,  maka  resistansi  akan meningkat,  dan  apabila  diameter  silender konduktor  diturunkan  yang  berarti  luas penampang  (A)  berkurang  maka  resistansi juga  meningkat.  Rho  ( 𝜌) adalah  resistivitas (tahanan  jenis)  dalam Ωm .  Sedangkan menurut  hukum  Ohm,  resistansi 𝑅
dirumuskan :
I V R  ……………. (2)
Sehingga didapatkan nilai resistivitas ( 𝜌)
IL VA   …….……... (3)
Konduktivitas  ( 𝜎) batuan  merupakan kebalikan  dari  resistivitas (𝜌) dengan  satuan Ωm , maka
E J V L A I VA IL                   1 ....…. (4)
Dimana J adalah rapat arus (ampere/meter 2 )  dan E adalah  medan  listrik (volt/meter).
Untuk  medium  yang  tidak  homogen tahanan  jenis  yang  terukur  adalah  tahanan jenis  semu (apparent  resistivity) .  Nilai tahanan  jenis  semu  tergantung  pada  tahanan jenis  lapisan-lapisan  pembentuk  formasi  dan konfigurasi elektroda yang digunakan.
Pendekatan  sederhana  untuk  memperoleh tahanan  jenis  batuan  dalam  bumi  yaitu dengan mengasumsikan bahwa bumi merupakan suatu material homogen isotropis.
Jika  arus  listrik  dengan  rapat  arus J dialirkan  ke  dalam  bumi,  maka  arus  tersebut akan  menyebar  ke  segala  arah  secara  merata
(As’ari,2009). Aliran arus yang melalui suatu elemen luasan A dituliskan sebagai :
A J I  ..................... (5)
Rapat  arus J dan  medan  listrik E dihubungkan dalam hokum Ohm, yaitu :
E I
J   ................... (6)

## Konduksi secara elektrolitik
Konduksi secara elektrolitik terjadi jika batuan  bersifat  porus  dan  pori-pori  tersebut terisi fluida-fluida elektrolitik.   Pada kondisi ini  aliran  arus  listrik  dibawa  oleh  ion-ion elektrolit.  Konduktivitas  akan  semakin  besar jika  kandungan  air  dalam  batuan  bertambah banyak,  dan  sebaliknya  resistivitas  akan semakin  besar  jika  kandungan  air  dalam batuan berkurang.Hal ini dikarenakan sebagian  besar  batuan  merupakan  konduktor yang  buruk  dan  memiliki  resistivitas  yang sangat tinggi.

## Konduksi secara dielektrik
Konduksi  secara  dielektrik  terjadi  jika batuan  bersifat  dielektrik  artinya  batuan tersebut  mempunyai  elektron  bebas  sedikit bahkan  tidak  memiliki  elektron  bebas. Peristiwa pada kondisi ini berbeda, tergantung konstanta dielektrik yang dimiliki batuan.
Medan  listrik  dari  luar  mempengaruhi elektron dalam bahan sehingga berpindah dan berkumpul  terpisah  dari  inti,  maka  terjadi polarisasi. Konduktivitas listrik ( 𝜎) berkaitan dengan  porositas  batuan  dan  mobilitas  dari air  atau  fluida  lainnya  yang  melewati  ruang berpori.  Konduktivitas  tergantung  pada  sifat mobilitas  ionik  dan  konsentrasi  larutan, viskositas, temperatur, dan tekanan.

## Sumber arus tunggal dipermukaan
Untuk  permukaan  setengah  bola  arus yang mengalir memenuhi persamaan 7 :
A
I  2   .................. (7) Maka   2 I
A   dengan   1  Sehingga diperoleh
r I r A V 1 2            atau
I V r   2  ...(8)
Permukaan equipotensial adalah permukaan setengah bola dengan garis aliran arus  lurus  dan  medan  listriknya  berupa
lingkaran yang berarah radial, seperti terlihat pada (Gambar 1).
Gambar 1 Pola arus listrik arus tunggal.

## Dua sumber arus di permukaan
Jika  jarak  antara  kedua  elektroda terbatas  (Gambar  2).  Potensial  listrik  pada titik-  titik  yang  berdekatan  akan  dipengaruhi oleh kedua elektroda arus tersebut.
Gambar 2 Dua sumber arus di permukaan
Sehingga  potensial  yang  disebabkan  oleh  C 1 dan P 1 adalah :
1 1 1 r A V   dimana   2 1 I A   …...….....(9)
Demikian juga potensial yang disebabkan C 2 dan P 1 adalah :
2 2 2 r A V  dimana   2 2 I A  ....…...….…(10)
Sehingga potensial pada titik P 1 adalah :
         2 1 2 1 1 1 2 r r I V V   ……............... (11) Cara yang sama digunakan untuk menentukan  potensial  di  titik  P 2 .  Sehingga diperoleh  beda  potensial  antara  P 1 dan  P 2 dengan a    adalah :
    
  
                 4 3 2 1 1 1 1 1 2 r r r r I V a   atau
V  K I   2  .....................................(12)
Besaran 1 4 3 2 1 1 1 1 1 2           r r r r  merupakan
faktor  geometri  konfigurasi  elektroda   K , yang  tergantung  pada  susunan  elektroda. Harga  K  ini  dapat  dihitung  apabila  jarak antara  elektroda  satu  dengan  yang  lainnya diketahui, selanjutnya dapat ditentukan dengan  pembacaan I V  dan  nilai apparent resistivity dapat diperoleh dengan persamaan:
KI V     2 …………........... (13)

## Konfigurasi Wenner – Schlumberger
Gambar  3  Susunan  Elektroda  Wenner- Schlumberger.
Faktor Geometri Wenner Schlumberger :   a n n K 1    …...…....... (14)
sehingga nilai resistivitas semu untuk konfigurasi Wenner- Schlumberger :
           I V a n n a 1   ............... (15)

## METODE PENELITIAN
Desain Survei Pada penelitian ini, pengukuran dilakukan pada 3 lintasan dengan jarak antara setiap  lintasan  100  meter.  Panjang  lintasan  1 dan 3 adalah 240 meter sedangkan lintasan 2 adalah  480  meter.  Dengan  menggunakan  48 buah elektroda setiap lintasan, dan jarak spasi pengukuran  pada  lintasan  1  dan  3  adalah  5 meter  sedangkan  pada  lintasan  2  jarak masing-  masing  titik  pengukuran  adalah  10 meter.
Gambar 4 Desain Survei lokasi penelitian
Terlihat  jelas  bahwa  pada  lintasan  1 memotong  garis  Patahan  Manado  pada elektroda  ke  (3-4),  untuk  lintasan  2  garis Patahan  Manado  berada  pada  elektroda  ke (16),  dan  lintasan  3  garis  Patahan  Manado pada  elektroda  ke  (24).  Lintasan  1  dilalui  3 aliran  sungai,  lintasan  2  dilalui  1  aliran sungai  dan  lintasan  3  dilalui  juga  2  aliran sungai.  Lokasi  penelitian  diambil  dari  peta Google Earth.

## Lokasi dan Waktu
Survei  Geolistrik  dilaksanakan  di Kelurahan Singkil 2, Kecamatan Singkil Kota Manado pada (1 ° 30’34.63”-1 ° 30’21.65”) LU; (124 ° 51’23.58”-  124 ° 51’42.93”)  BT  dengan menggunakan konfigurasi Wenner-
Schlumberger  yang  berlangsung  dari  bulan Maret  –  Mei  2015.  Pengolahan  data dilaksanakan  di  Laboratorium  Geofisika Jurusan Fisika FMIPA UNSRAT.

## Alat dan Bahan
Alat  yang  digunakan  dalam  penelitian ini adalah sebagai berikut :
Multichannel  and  multielectrode  resistivity X612  EM,  GPS  perangkat  utama, Google
Earth, Software Surfer 8, Software
RES2DINV, Peta Geologi.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Analisis Jalur Patahan Manado Pada Lokasi Penelitian
Berdasarkan  hasil  pengolahan  data dari  ketiga  lintasan  konfigurasi  Wenner- Schlumberger  diperoleh  model  tampang lintang  resistivitas  pada  setiap  lintasan.  Pada
lintasan  1  seperti  terlihat  pada  (Gambar  6) memiliki  nilai  resitivitas  rendah  ( ρ < 20,9 Ωm ) pada  meter  ke  (10-75)  dari  pusat bentangan  dengan  kedalaman  sekitar  6,38- 28,7 meter dari permukaan tanah pada bidang lemah  ini  diduga  sebagai  rekahan,  karena rekahan  adalah  massa  batuan  yang  telah memperlihatkan  gejala  pergeseran  pada kedua sisi bidang rekahan. Rekahan cenderung terbuka dibagian permukaan tanah yang  tidak  beraturan.  Dilihat  dari  kondisi pengambilan data dilokasi penelitian sebelum elektroda 1 pada lintasan 1 ini terdapat tebing dan  sungai  yang  merupakan  faktor  adanya indikasi patahan.
Berdasarkan    (Gambar  7)  lintasan  2, menunjukkan bidang lemah yang mempunyai nilai  resistivitas  rendah  ( ρ < 20,9 Ωm ). Bentuk rekahan yang cenderung terbuka pada bagian  permukaan  tanah  yang  memotong perlapisan  antara  batuan  yang  memiliki  nilai resistivitas  yang  lebih  tinggi  dan  terdapat pada  meter  ke  (170-200)  dari  elektroda  1. Pada  kedalaman  berkisar  (3-25)  meter  dari permukaan tanah diduga sebagai rekahan.
Berdasarkan  Gambar  (8),    hasil tampang  lintang  lintasan  3  yang  dapat diamati  mempunyai  nilai  resistivitas  rendah ( ρ < 20,9 Ωm ). Pada meter ke      (85-115) dari  pusat  bentangan  dengan  kedalaman sekitar  6,38-33,8  meter  dari  permukaan tanah.  Hal  tersebut  diduga  sebagai  rekahan yang  tertimbun  oleh  materi  batuan  yang resistivitasnya lebih besar.
Oleh  karena  itu,  ketiga  lintasan  ini dapat memberikan informasi tentang keberadaan struktur bawah permukaan dangkal, dengan adanya tanda- tanda patahan Manado  seperti  rekahan.  Setelah  dilakukan pengukuran  menggunakan  metode  geolistrik konfigurasi  Wenner-  Schlumberger  secara geofisika,  dengan  melihat  garis  patahan manado  pada  Peta  Geologi.  Hasilnya  hampir bersesuaian pada ketiga lintasan penelitian ini yang  diduga  sebagai  rekahan.  Sehingga pemerintah  dan  warga  setempat  dapat melakukan mitigasi gempa bumi secara dini.
Gambar 6 Model Tampang Lintang  Resistivitas 2D Konfigurasi Wenner- Schlumberger Lintasan1
Gambar 7 Model Tampang Lintang Resistivitas 2D Konfigurasi Wenner- Schlumberger Lintasan 2.
Gambar 7 Model Tampang Lintang  Resistivitas 2D Konfigurasi Wenner- Schlumberger
Lintasan2
Gambar 8 Model Tampang Lintang Resistivitas 2D Konfigurasi Wenner- Schlumberger Lintasan3
Keterangan    :
: Garis Patahan Manado ( elektroda ke (3-4) ).
: Jalur Aliran Sungai ( elektroda ke (18-19), (31-32), (39-40) ).
: REKAHAN Keterangan :
: Garis Patahan Manado ( elektroda ke (18-19) ).
: Jalur Aliran Sungai ( elektroda ke (4-5) ).

## REKAHAN
Keterangan   :
: Garis Patahan Manado ( elektroda ke (20-22) )
: Jalur Aliran Sungai ( elektroda ke (2-3), (11-12) ).

## REKAHAN

## KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan 1).  Identifikasi  Patahan  Manado  dengan menggunakan  metode  geolistrik  resistivitas konfigurasi Wenner- Schlumberger, di Kelurahan  Singkil  2  Kecamatan  Singkil Manado.  Diperoleh  bidang  lemah  dengan resistivitas  rendah  ( ρ < 20,9 Ωm ) pada lintasan  1,  2,  dan  3  yang  memotong perlapisan  antara  batuan  yang  memiliki  nilai resistivitas yang lebih tinggi.
2).  Bidang lemah berbentuk terbuka ke atas, tidak  teratur  dan  diduga  sebagai  rekahan. Rekahan terletak pada jalur Patahan Manado,mempunyai  kedalaman            3-33,8 meter dari permukaan tanah.

## Saran
Untuk  mendapatkan  hasil  yang  lebih baik,  maka  penulis  menyarankan  :  Perlu dilakukan  penelitian  yang  berkelanjutan dengan  metode  dan  konfigurasi  yang  sama, dengan menambahkan lintasan pengukuran.

## DAFTAR PUSTAKA
Andriyani,  Satuti.,  Ramelan,  A.H,    and Sutarno.  2010.  Metode  Geolistrik Imaging  Konfigurasi  Dipole  –  dipole Digunakan  untuk  Penelusuran  Sistem Sungai  Bawah  Tanah  pada  Kawasan Karst  di  Pacita  Jawa  Timur.  Jurnal EKOSAINS, 2(1): 46-54.
As’ari.  2009.  Pemetaan  Paleo-  Morphology Abad  VIII  Di  Kompleks  Candi Prambanan Dengan Menggunakan
Metode  Geolistrik  [Tesis].  FMIPA
UGM. Yogyakarta. Effendi,A.C.,  dan  S.S.  Bawono.  1997.  Peta
Geologi  Lembar  Manado,  Sulawesi utara, Edisi ke – 2 pusat penelitian dan pengembangan Geologi,Bandung. Manuho,  J.  2015.  Identifikasi  patahan manado  dengan  menggunakan  metode geolistrik konfigurasi Half Schlumberger di kota Manado
[skripsi].  FMIPA  Universitas  Sam Ratulangi, Manado. Telford,  W.,  dan  Sheriff.  1990. Applied Gheophysics .  Cambridge  :  Cambridge University Press, London