Metode self potential adalah metode pasif yang dilakukan di permukaan bumi dengan memanfaatkan pengukuran perbedaan potensial alami yang dihasilkan dari reaksi elektrokimia di bawah permukaan bumi (Kearey, 2002). Metode self potential mengukur tegangan statis di alam ( static natural voltage ) pada titik-titik permukaan tanah yang tujuannya adalah untuk mendapatkan anomali beda potensial yang memiliki hubungan dengan struktur bawah permukaan. Self potential (SP) dibangkitkan oleh aliran air dalam medium berpori yang dikenal sebagai potensial elektrokinetik yang dapat dituliskan sebagai berikut:
Dimana ς adalah potential zeta (yaitu potensial antara solid and liquid phases), εr adalah konstanta dielektrik relatif cairan (liquid), εo adalah konstanta dielektrik ruang hampa, η adalah viskositas dari fluida, ∇_n P adalah gradien perbedaan tekanan (Rupiningsih, 2010).
Beda potensial pada metode ini diukur menggunakan elektroda porous pot yang diletakkan di suatu lintasan agar diperoleh kontak yang baik antara elektroda dan lapisan tanah. Elektroda porous pot berada di dalam wadah porselin dengan larutan super jenuh dan elektroda dalam keadaan tergantung. Larutan jenuh untuk porous pot dapat berupa Tembaga (II) Sulfat (CuSO4) atau Perak Klorida (AgCl) karena kedua larutan tersebut tidak menimbulkan efek polarisasi di dalam elektroda sehingga faktor kesalahan tidak besar.
Anomali self-potential dapat dihasilkan dari berbagai macam mekanisme penghasil anomali tersebut. Anomali yang dihasilkan tersebut dapat digunakan dalam mengidentifikasi deposit bijih, tren geologi, aliran air bawah tanah, sistem geothermal, hydrothermal, dan lainnya dimana hasil amplitude yang dihasilkan memiliki spektrum yang sangat lebar. Mulai dari beberapa mV hingga 1 – 2 V/Km, dan distribusi spasialnya dengan ukuran dari sumber dengan kedalaman 100 m.
Tipe Potensial Diri
-
Potensial Elektrokinetik
Merupakan potensial yang terbentuk akibat adanya pergerakkan elektrolit berupa aliran fluida di dalam tanah melalui celah pori atau kapiler yang menyebabkan terjadinya pertukaran ion antara fluida dengan partikel dalam struktur tersebut. Proses ini akan menghasilkan nilai potensial yang digolongkan sebagai electofiltration atau streaming potential. Potensial elektrokinetik mempunyai perbedaan nilai gradien tegangan, konduktivitas fluida, viskositas fluida, dan potensial elektrik diantara dua lapisan (padat dan cair). Hal ini akan mengakibatkan nilai efek anomali dari potensial elektrokinetik rendah (negatif). -
Potensial Difusi
Potensial difusi merupakan nilai potensial yang disebabkan oleh adanya konsentrasi elektrolit dalam tanah yang bervariasi secara lokal, dan sebagai akibat dari perbedaan mobilitas anion-kation dalam konsentrasi larutan yang berbeda. Potensial difusi dapat dihitung melalui persamaan berikut:
dimana R adalah konstanta gas (8.31 J/OC), F adalah konstanta Faraday (9.65 x 104 C/mol), T adalah suhu mutlak (K), n adalah elektron valensi, Ia dan Ic adalah mobilitas anion dan kation, C1 dan C2 adalah konsentrasi larutan 1 dan 2. -
Potensial Nernst
Potensial Nernst merupakan nilai beda potensial akibat adanya perbedaan potensial antara dua logam identik yang dicelupkan dalam larutan homogen tetapi konsentrasi larutan setiap elektroda berbeda. Dimana besar nilai potensial berbanding lurus dengan temperatur dan konsentrasi. Hal ini menunjukkan bahwa metode SP baik digunakan dalam eksplorasi geotermal. Persamaan untuk mendapatkan potensial Nernst sama dengan persamaan potensial difusi namun dengan syarat Iα=Ic, sebagaimana ditunjukkan oleh persamaan berikut
dimana R adalah konstanta gas (8.31 J/OC), F adalah konstanta Faraday (9.65 x 104 C/mol), T adalah suhu mutlak (K), n adalah elektron valensi, C1 dan C2 adalah konsentrasi larutan 1 dan 2. -
Potensial Mineralisasi
Hasil penelitian Sato dan Mooney (1960) menyatakan bahwa dalam tubuh mineral terjadi reaksi setengah sel elektrokimia dengan anoda berada dibawah air tanah. Pada anoda terjadi reaksi oksidasi, sehingga anoda akan menjadi sumber arus sulfida yang berada di permukaan tanah. Sulfida akan mengalami oksidasi dan reduksi yang disebabkan oleh H2O dan O2 dalam tanah. Elektron ditransfer melalui tubuh mineral dari pereduksi yang terdapat dibawah permukaan air tanah menuju pengoksidasian di atas muka air tanah (dekat permukaan). Tubuh mineral tidak berperan secara langsung dalam reaksi elektrokimia namun bertindak sebagai konduktor yang mentransfer elektron. Perpindahan elektron ini disebut sebagai streaming drift. Sehingga prinsip dasar dari potensial mineralisasi adalah nilai potensial akan muncul jika kondisi lingkungan didukung oleh adanya proses elektrokimia di bawah permukaan tanah.
source:
Kearey, P., Brooks, M. dan Hill, I. 2002. An Introduction to Geophysical Exploration. London: Blackwell Science Ltd.