## IDENTIFIKASI SEDIMEN PIROKLASTIK PADA KAWAH TENGGER GUNUNG BROMO MENGGUNAKAN METODE RESISTIVITAS 2D
Wien Lestari, Anik Hilyah, Firman Syaifuddin, Juan Pandu GNR, Adib Banuboro, Alif Prabawa Arwananda, dan Dara Felisia A
Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember wien.geofisika@gmailcom
Abstrak. Gunung Bromo  merupakan  bagian  dari gunung berapi aktif yang  mengelilingi  Kaldera Bromo Tengger.  Untuk  mengidentifikasi  jenis  sedimen  yang  diendapkan  dari  tipe  erupsi  letusannya,  maka dilakukan  pengukuran  geofisika  menggunakan  pencitraan  resistivitas  2D  dengan  konfigurasi  Wenner. Penampang  Resistivitas  akan  menunjukkan  sejarah  proses  sedimentasi  di  kaldera  tengger  yang  dapat menjelaskan bagaimana kaldera tengger terbentuk. Hasil yang diperoleh dari pemodelan inversi dengan empat  data  di  lokasi  pengukuran  yang  berbeda  dapat  digunakan  untuk  mengetahui  sejarah  Gunung Bromo. Dengan  demikian, dapat  diinterpretasikan bahwa lapisan pertama,  kedua, dan  ketiga memiliki rentang nilai resistivitas antara 12 - 55,3 Ohm meter pada kedalaman antara 0 - 1.3 meter dengan litologi sedimen piroklastik dan tipe lapil abu, 36 - 207 Ohm meter pada sebuah Kedalaman antara 1,3 - 1,8 meter dengan sedimen pyroclastic padat dan jenis tuf, dan 207 - 682 Ohm meter pada kedalaman antara 1,82,15 meter  dengan  sedimen  piroklastik  padat  dan  tipe  lapilli  kasar.  Lapisan  pertama  ketebalan  sedimen piroklastik dapat diketahui dengan mengasumsikan itu adalah produk letusan terakhir Gunung Bromo, untuk  memantau  aktivitas  letusan  Gunung  Bromo  dapat  dilakukan  perhitungan  volume  sediment piroklastik.
Kata Kunci : Sedimen Piroklastik, Resistivitas 2D, Kawah Tengger, Gunung Bromo.
Abstract. Mount  Bromo  is  part  of  active  volcanoes  surrounding  Bromo  Tengger  Caldera.  In  order  to identify the type of deposited sediment from its explosive-type eruption, geophysical measurement is performed by using 2D resistivity imaging with Wenner configuration. 2D Resistivity section will show the history of sedimentation process in Tengger caldera which can explain how the Tengger caldera formed. The results obtained from inversion modeling of four data with different measurement locations can be used to know historical past of Mount Bromo. Thus, it can be interpreted that the first, second, and third layer  has  a  resistivity  value  between  12  –  55.3  Ohm  meter  at  a  depth  between  0  –  1.3  meters  with pyroclastic sediments lithology and ash lapilli type, 36 – 207 Ohm meter at a depth between 1.3 – 1.8 meter with compacted pyroclastic sediments and tuff type, and 207 – 682 Ohm meter at a depth between 1.8 – 2.15 meter with compacted pyroclastic sediments and coarse lapilli type, respectively. After the first layer  thickness  of  pyroclastic  sediment  is  known  by  assuming  it  as  the  product  of  Mount  Bromo  last eruption, pyroclastic sediment volume can be calculated to monitor the activity of Mount Bromo eruption.
Keywords : Pyroclastic Sediments, 2D Resistivity, Tengger Caldera, Mount Bromo.

## PENDAHULUAN
Indonesia  adalah  negara  kepulauan  dengan setting tektonik yang kompleks, yang menyebabkan banyak  pulau  di  Indonesia  masih  memiliki  gunung berapi  aktif  hingga  saat  ini.  Gunung Bromo  adalah salah satu gunung berapi yang aktif dan digunakan sebagai kawasan wisata. Gunung Bromo terletak di Jawa  Timur,  Indonesia  dengan  aktivitas  terakhir terjadi  pada  bulan  Maret  -  April  2016.  Gunung  itu
sendiri  merupakan  bagian  dari  kompleks  Kaldu Tengger.  Zona  vulkanik  Gunung  Bromo  sedang mengumpulkan  zona  material  vulkanik  dari pelapukan dan letusan Gunung Bromo. Ada dampak letusan  yang  dikenal  dengan  sebutan  endapan piroklastik. Proses ini mengindikasikan sedimentasi material vulkanik Gunung Bromo. Selanjutnya, fasies gunung  berapi  dapat  diidentifikasi  dari  proses  ini (Sigurdsson, 2000).
Beberapa  penelitian  dilakukan  untuk  deposit piroklastik dengan menggunakan metode resistivitas (baik  Vertical  Electrical  Sounding  atau  pemetaan)
(De  Vita,  2006),  yang  menunjukkan  kemungkinan menggunakan metode resistivitas untuk
menentukan endapan sedimen piroklastik di sekitar Gunung  Bromo.  Resistivitas  semu  yang  tampak merupakan  hasil  dari  metode  resistivitas  yang bergantung  pada  kemampuan  materialnya  untuk mengalirkan arus listrik, yang akan bervariasi untuk setiap batuan piroklastik,  mengingat setiap  batuan memiliki ukuran butir, sortasi, dan  ketebalan yang berbeda (Einsele, 1992).
Penulis  ingin  menerapkan  metode  geofisika sebagai  studi  pendahuluan  untuk  mengidentifikasi sedimen  piroklastik  Gunung  Bromo.  Hasil  metode geofisika  akan  dikombinasikan  dengan  observasi lapangan  sebagai  perbandingan.  Diperlukan penelitian  lebih  lanjut  untuk  menerapkan  metode resistivitas 2D untuk pemetaan hasil aktivitas erupsi terbaru  dengan  menghitung  ketebalan  lapisan permukaan.

## TINJAUAN PUSTAKA Geologi Regional
Gunung  Bromo  mempunyai  ketinggian  2.392 meter di atas permukaan laut, Gunung Bromo juga mempunyai  sebuah  kawah  dengan  garis  tengah  ± 800 meter (utara-selatan) dan ± 600 meter (timur- barat).  Sedangkan  daerah  bahayanya  berupa lingkaran  dengan  jari-jari  4  km  dari  pusat  kawah Bromo.Bentuk  tubuh  Gunung  Bromo  bertautan antara  lembah  dan  ngarai  dengan  kaldera  atau lautan  pasir  seluas  sekitar  10  kilometer  persegi. Gunung Bromo berada dalam empat wilayah, yakni Kabupaten  Probolinggo,  Pasuruan,  Lumajang,  dan Kabupaten Malang (Kaehlig, 2012).
Batuan vulkanik yang menyusun dasar kaldera Bromo  -  Tengger  (pada  lautan  pasir)  terdiri  dari  : pasir  vulkanik  Tengger  yang  berukuran  butir  pasir kasar – kerikil;  bom  vulkanik,  dan  juga batuapung. Komposisi  pasir  vulkanik  dalam  kaldera  sebagian besar terdiri dari : plagioklas, hornblende, piroksen, magnetit, dan sebagian kecil zirkon dan kyanit. Pada kawah  Bromo  (yang  aktif)  nampak  kurang berkembang  endapan  belereng,  namun  demikian
asap  yang  keluar  dari  4  kawah  aktif  tersebut mengandung gas sulfur dengan  konsentrasi relatif tinggi  (asap  tersebut  nampak  sangat  pekat  dan sangat  menyengat).  Pada  dasar  kaldera  bagian timurlaut, setempat dijumpai basalt vesikuler yang berujud bom-bom vulkanik. Sementara pada dinding luar  dari  kerucut  vulkanik  Bromo  (yang  aktif)  dan G.Batok, dijumpai batuan piroklastik, dan endapan abu gunungapi. Pada dinding kaldera Tengger, yang dijumpai  pada  jalur  Cemorolawang  maupun  jalur Penanjakan,  sangat  didominasi  oleh  endapan freatomagmatik,  fragmen  lava  andesit  basaltik, selang-seling  piroklastik  jatuhan  dan  piroklastik aliran, juga sisipan endapan abu vulkanik. Endapan piroklastik  di  jalur  G.Penanjakan  maupun  jalur Cemorolawang ini, menunjukkan fragmen tersusun oleh klastika dari bom-bom vulkanik, lapili, dengan matrik  yang  sangat  pekat  dari  pasir-pasir  vulkanik yang relatif berukuran butir kasar, dan bentuk butir runcing – agak runcing (Kaehlig, 2012).
Gambar 1. Peta Geologi Regional Kawah Tengger
Berdasarkan kenampakan   morfologis, Gunung Bromo tergolong gunung komposit kuarter karena fasiesnya yang mudah diklasifikasikan. Pusat kawah  dapat  diidentifikasi  sebagai  fasies  sentral. Dari  puncak  gunung  ke  lereng  dapat  diidentifikasi masing-masing sebagai proksimal, medial, dan distal fasies (Zaennudin, 1990).
Gambar 2. Facies of Mount Bromo-Tengger

## Metode Resistivitas 2D
Resistivity adalah salah satu  metode  geofisika yang  digunakan  untuk  menginterpretasi  bawah permukaan  tanah  dengan  menggunakan  konsep fisika dan tanpa merusak material-material tersebut. Prinsip  metode  resistivitas  yaitu  arus  listrik diinjeksikan  ke  dalam  bumi  melalui  dua  elektroda arus, sedangkan beda potensial yang terjadi diukur melalui  dua  elektroda  potensial.Konfigurasi  yang digunakan  dalam  penelitian  ini  adalah  konfigurasi Wenner,  elektrode  arus  dan  elektrode  potensial diletakkan seperti pada gambar di bawah. Dalam hal ini,  elektrode  arus  dan  elektrode  potensial mempunyai  jarak  yang  sama  yaitu  C1P1=  P1P2  = P2C2 = a. Jadi jarak antar elektrode arus adalah tiga kali  jarak  antar  elektrode  potensial.  Perlu  diingat bahwa keempat elektrode dengan titik datum harus membentuk satu garis.

## Gambar 3. Ilustrasi Konfigurasi Wenner Tengger
Nilai resistivitas diperoleh berdasarkan dari data perbedaan arus potensial listrik di lapangan. Nilai resistivitas  semu  digunakan  untuk  memodelkan permukaan bawah permukaan, dengan menggunakan persamaan dari  (Loke, 1999).
Setiap  konfigurasi  memiliki  faktor  geometri yang berbeda, dalam penelitian ini faktor geometri wenner yang digunakan
(2)

## Gambar 4. Diagram Alir Penelitian

## METODOLOGI PENELITIAN
Gambar 5. Desain Akuisisi Pemetaan Resisitivitas 2D (source : Google Earth)
Akuisisi data dilakukan dilingkungan pengendapan  kawah  tengger  tepatnya  di  aliran sungai  lahar.  Konfigurasi  yang  digunakan  pada akuisisi  dengan metode resisitivitas 2D ini adalah konfigurasi  wenner  dengan  panjang  lintasan sepanjang  36  meter.  Penetrasi  kedalaman maksimal yang didapat setebal dinding sungai alian lahar bromo sebesar 2.69 meter.
Peralatan  yang  digunakan  dalam  pengukuran lapangan diantaranya :
a. 1 set Resistivitimeter
b. 1 set Meteran
c. 1 set Palu
d. Elektroda
e. Kabel Roll
f. 1 buah GPS
g. Multimeter Digital
h. Aki

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari  pengukuran  yang  telah  dilakukan diperoleh  empat  penampang  2D  resistivity disepanjang sungai aliran lahar gunung bromo.masing  masing  line  tersebut  diberi  nama line1 ,line2, line3, dan line4 . Analisa data didasarkan pada  studi  singkapan  dilokasi  pengukuran  dengan tujuan  untuk mengkorelasikan hasil  studi  statigrafi dengan metode geofisika. Berikut merupakan tabel yang memperlihatkan nilai resisitivitas pada batuan yang ditemukan di daerah penelitian.
Tabel 1. Nilai Resistivitas dari beberapa batuan, mineral dan unsur kimia (Loke, 1999).

## Line 1
Pada  pengukuran  di  lintasan  pertama  nilai resistivitas  menghasilkan  3  perlapisan  dengan rentang  nilai,untuk  Lapisan  pertama  dengan kisaran nilai resitivitas 12-36 ohm.m yang terdapat pada kedalaman 2-2.69 meter dan pada kedalaman 00.775  meter.Kemudian,  lapisan  kedua  dengan kisaran  nilai  resistivitas  36-105  ohm.m  yang terdapat pada kedalaman 0.775-1 meter dan pada kedalaman  1.35-2  meter.  Lapisan  atau  endapan terakhir  merupakan  endapan  dengan  nilai resistivitas  tertinggi,  yaitu  pada  kisaran  300-500
ohm.m  yang  terdapat  pada  kedalaman  0.775-2 meter pada jarak 8 meter dan 27 meter.
Gambar  6. Penampang Resistivitas di Line 1

## Line 2
Pada  pengukuran  di  lintasan  kedua  nilai resistivitas  menghasilkan  4  perlapisan  dengan rentang  nilai,  untuk    Lapisan  pertama  dengan kisaran nilai resitivitas 33,6 ohm.m yang terdapat pada  kedalaman  0.25  hingga  1.35  meter. Kemudian,  lapisan  kedua  dengan  kisaran  nilai resistivitas  87.6  -141  ohm.m  yang  terdapat  pada kedalaman  0.25  meter  hingga  pada  kedalaman 1.35  meter.  Lapisan  ketiga  merupakan  endapan dengan  nilai  resistivitas  dengan  rentang  228-594 ohm.meter  di  kedalaman  1.35  meter  hingga  1.80 meter.  Lapisan  keempat  merupakan  endapan dengan  nilai  resistivitas  dengan  rentang  594-960 ohm.meter  yang  terdapat  pada  kedalaman  1.80 meter sampai dengan 1.99 meter.
Gambar  7. Penampang Resistivitas di Line 2
Pada  pengukuran  di  lintasan  ketiga  nilai resistivitas  menghasilkan  3  perlapisan  dengan rentang  nilai,  untuk  Lapisan  pertama  dengan kisaran  nilai  resitivitas  14.5-53.4  ohm.m  yang terdapat  pada  kedalaman  0-0.0775  meter  dan 22.69  meter.  Kemudian,  lapisan  kedua  dengan kisaran  nilai  resistivitas  53.4-124  ohm.m  yang terdapat pada kedalaman 0.775-1 meter dan 1.35- 2  meter.  Lapisan  ketiga  merupakan  endapan dengan  nilai  resistivitas  dengan  rentang  124-300 ohm.m ohm.meter yang terdapat pada kedalaman 0.775-2 meter.

## Line 4
Pada  pengukuran  di  lintasan  ketiga  nilai resistivitas  menghasilkan  4  perlapisan  dengan rentang nilai,untuk Lapisan pertama dengan kisaran nilai resitivitas 7.68-55.2 ohm.m yang terdapat pada kedalaman 0-1.34 meter. Kemudian, lapisan kedua dengan  kisaran  nilai  resistivitas  55.2-207  ohm.m yang terdapat pada kedalaman 0-1.8 meter.Lapisan ketiga merupakan endapan dengan nilai resistivitas dengan  rentang  207-682  ohm.m  ohm.meter  yang terdapat pada kedalaman 1-2.15 meter.

## Gambar  9. Penampang Resistivitas di Line 4
Penampang  resistivitas  dari  4  pengukuran menunjukkan nilai resistivitas dengan kisaran antara 5.18  -  960  ohm  meter.  Penyebab  nilai  resistivitas rendah pada lapisan atas adalah karena pasir yang menutupi  lapisan  atas.  Menurut  [8,  12,  13] menyatakan bahwa pasir  atau bahan  yang berpori dan  memiliki  kadar  air  akan  menghasilkan  nilai resistivitas yang lebih rendah. Selain itu, pengukuran dilakukan  di  pagi  hari,  yang  menyebabkan kandungan  air  dari  embun  di  pagi  hari mempengaruhi kondisi pasir.
Pada  lapisan  tengah  dan lapisan  bawah,  yang berada  pada  kedalaman  antara  1,25  -  2,69  m memiliki  resistivitas  yang  lebih  tinggi  daripada lapisan atas dengan nilai resistivitas sekitar 100 - 960 ohm  meter.  Penelitian  yang  dilakukan  oleh  [14] menunjukkan bahwa nilai resistivitas dari 150 - 320 ohm  meter  berhubungan  dengan  lapilli  kasar. Observasi lapangan juga menunjukkan karakteristik yang sama untuk lapilli kasar (<64mm).
Line 2 sampai Line 4 memiliki nilai resistivitas yang lebih  tinggi  pada  bagian  bawah,  sedangkan  Line  1 memilikinya pada lapisan tengah. Batuan piroklastik yang ditemukan di lapisan ini berukuran blok, yaitu breksi piroklastik, dan porfiritik basalt. Berdasarkan Tabel  [1],  batuan  beku  memiliki  resistivitas  yang lebih tinggi daripada batuan sedimen.
Setelah  semua  hasil  pengukuran  dan  pengamatan digabungkan, dapat dilihat bahwa Line 3 dan Line 4
memiliki kesamaan dalam komposisi lapisan. Line 4 dan  Line  3  disusun  oleh  lapilli  abu  halus  di permukaan,  lapilli  kasar  dan  tuf  di  lapisan  tengah, dan  tuff  lapilli  kasar  untuk  breksi  di  piroklastik. Selanjutnya,  nilai  resistivitas  dari  kedua  lini  tidak jauh  berbeda  (dengan  mempertimbangkan  iterasi yang dilakukan dan nilai RMS). Garis 2 disusun oleh tuf abu halus dan lapilli di permukaan sampai lapisan tengah, dan agglomerat berukuran blok dan breksi vulkanik di bagian bawah. Garis 1 disusun oleh abu halus dan lapilli pada permukaan dan lapisan bawah, sedangkan  lapisan  tengah  memiliki  bahan  kasar seperti lapilli kasar.
Pengukuran  resistivitas  yang  dilakukan  di  Gunung Bromo menunjukkan bahwa zona vulkanik Gunung Bromo memiliki 3 lapisan endapan piroklastik. Jalur 1,  yang  terletak  di  sisi  utara  sungai  aliran  lava memiliki  batu  pyroclastic  berukuran  blok  pada lapisan tengah dan lapilli dan abu pada lapisan atas dan  bawah.  Garis  2,  3,  dan  4  memiliki  pasir  yang menutupi lapisan atasnya, lapilli kasar pada lapisan tengah,  dan  batu  berukuran  blok  di  lapisan dasarnya.
Gambar 10. Basalt porphyritic (kiri) dan pyroclastic breccia (kanan)

## PENUTUP
Dari  pengukuran resistivitas  2D   yang dilakukan di  Kawah  Tengger  Bromo,  kesimpulan  yang  bisa diambil adalah :
1. Densitas endapan piroklastik semakin tinggi pada lokasi yang dekat sampai ke kawah.
2. Lapisan  endapan  piroklastik  pertama, kedua,  dan  ketiga  di  Gunung  Bromo memiliki  nilai  resistivitas  antara  12  -  55,3 Ohm meter pada kedalaman antara 0 - 1,3 meter  dengan  litologi  sedimen  piroklastik dan tipe lapil abu, 36 - 207 Ohm meter pada Kedalaman  antara  1,3  -  1,8  meter  dengan
sedimen pyroclastic padat dan jenis tuf, dan 207  -  682  Ohm  meter  pada  kedalaman antara  1,8-2,15  meter  dengan  sedimen piroklastik padat dan tipe lapilli kasar.

## DAFTAR PUSTAKA
Carl-Bernd   Kaehlig,   Andrew   Wight,   Chris
Smith.   Volcanoes   of   Indonesia   –   creators and  destroyer.      CBK      Business      Consultant.
Singapore.2012.
H.  Sigurdsson,  B.  Houghton,  S.  R.  McNutt, H. Rymer, J. Stix.  Encyclopedia  of  Volcanoes.  San  Diego: Academic Press. 2000.
P.     De     Vita,   D.   Agrello,     F.    Ambrosino.  Landslide susceptibility  assessment  in  ash-fall  pyroclastic deposits  surrounding  Mount  Somma-  Vesuvius: Application  of  geophysical  surveys  for  soil thickness  mapping.  Journal  of  Applied Geophysics59, (2006) 126 – 139.
R.  D.  Maio,  E.  Piegari.  A  study  of  stability  analysis  of pyroclastic covers  based  on  electrical resistivity measurements.    Journal    of    Geophysics  and Engineering. 2012.
G.  Einsele.  Sedimentary  Basins:  Evolution,  Facies,  and Sediment  Budget.  Berlin,  Heidelberg:  Springer- Verlag. 1992.
Zaennudin  A.  The  Stratigraphy  and  Nature  of  the Stratocone of Mt. Cemara Lawang in the Bromo – Tengger Caldera, East Java, Indonesia. Victoria University  of  Wellington  (Master  thesis).1990.
M. H. Loke. Electrical Imaging surveys for environmental and engineering studies. Penang, Malaysia. 1999.
W.  M.  Telford,  L.  P.  Geldart,  R.  E.  Sheriff.  Applied Geophysics  2nd  Edition.  Cambridge  University Press (1990) 283 – 292.
F. M. Rivera, A. Zuber, J. Kania, E. Kmiecik. Resistivity and borehole  data  interpretation  for  characterizing the     hydrogeology     of     Western Managua, Nicaragua.   Extended   Abstract   of   IAH
2010:  Groundwater  Quality  Sustainability,
Poland,  Krakow:  University  of  Silesia  Press, (2010)  1417  –1423.
-------------------