Upload
linda-novitayani
View
108
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
BAB I
PENDAHULUAN
A. LATAR BELAKANG MASALAH
Geofisika adalah ilmu yang mempelajari tentang pembentukan
keadaan permukaan bumi dan atmosfer, seperti perubahan angin, iklim,
dan beberapa sifat fisik lain yang mempengaruhi permukaan bumi. Bidang
kajian ilmu geofisika meliputi meteorologi (udara), geofisika bumi padat,
dan oseanografi (laut). Beberapa contoh kajian dari geofisika bumi padat
misalnya seismologi yang mempelajari gempa bumi, ilmu tentang gunung
api (Gunung Berapi) atau volcanology, geodinamika yang mempelajari
dinamika pergerakan lempeng-lempeng di bumi, dan eksplorasi seismik
yang digunakan dalam pencarian hidrokarbon.
Penelitian geofisika untuk mengetahui kondisi di bawah
permukaan bumi melibatkan pengukuran di atas permukaan bumi dari
parameter-parameter fisika yang dimiliki oleh batuan di dalam bumi. Dari
pengukuran ini dapat ditafsirkan bagaimana sifat-sifat dan kondisi di
bawah permukaan bumi baik itu secara vertikal maupun horisontal.
Dalam skala yang berbeda, metode geofisika dapat diterapkan
secara global yaitu untuk menentukan struktur bumi, secara lokal yaitu
untuk eksplorasi mineral dan pertambangan termasuk minyak bumi dan
dalam skala kecil yaitu untuk aplikasi geoteknik (penentuan pondasi
bangunan, dll).
Secara umum, metode geofisika dibagi menjadi dua kategori yaitu
metode pasif dan aktif. Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan
alami yang dipancarkan oleh bumi. Metode aktif dilakukan dengan
membuat medan gangguan kemudian mengukur respons yang dilakukan
oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi gelombang
gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnetik bumi, medan listrik
dan elektromagnetik bumi serta radiasi radioaktivitas bumi. Medan buatan
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 1
dapat berupa ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah,
pengiriman sinyal radar dan lain sebagainya.
Secara praktis, metode yang umum digunakan di dalam geofisika
tampak seperti tabel di bawah ini:
Metode Parameter yang diukur Sifat-sifat fisika yang
terlibat
Seismik Waktu tiba gelombang
seismik pantul atau bias,
amplitudo dan
frekuensigelombang seismik
Densitas dan modulus
elastisitas yang
menentukan kecepatan
rambat gelombang
seismik
Gravitasi Variasi harga percepatan
gravitasi bumi pada posisi
yang berbeda
Densitas
Magnetik Variasi harga intensitas
medan magnetik pada posisi
yang berbeda
Suseptibilitas atau
remanen magnetik
Resistivitas Harga resistansi dari bumi Konduktivitas listrik
Polarisasi
terinduksi
Tegangan polarisasi atau
resistivitas batuan sebagai
fungsi dari frekuensi
Kapasitansi listrik
Potensial diri Potensial listrik Konduktivitas listrik
Elektromagnetik Respon terhadap radiasi
elektromagnetik
Konduktivitas atau
Induktansi listrik
Radar Waktu tiba perambatan
gelombang radar
Konstanta dielektrik
Metode geomagnetik adalah metoda pendugaan bawah permukaan
dengan memanfaatkan sifat fisis bumi. Metoda geomagnetik merupakan
salah satu metoda geofisika yang dapat digunakan dalam eksplorasi bahan
tambang, terutama logam. Kepekaan magnetik (susceptibility) yang
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 2
dimiliki batuan merupakan karakteristik batuan yang menggambarkan
jumlah dari materi batuan yang dapat dirubah menjadi magnet.
Dari berbagai macam metode seperti yang disebut di atas, metode
Geomagnetik merupakan salah satu metode yang masih banyak digunakan
hingga saat ini. Oleh karena itu, perlu adanya pembahasan khusus
mengenai metode geomagnetik ini.
B. PERUMUSAN MASALAH
1. Bagaimana gambaran umum metode geomagnetik ?
2. Apa saja sifat-sifat kemagnetan material ?
3. Bagaimana sifat kemagnetan batuan ?
4. Bagaimana sifat kemagnetan bumi ?
5. Bagaimana metode geomagnetik dalam survei geofisika ?
6. Bagaimana metode pengukuran data geomagnetik ?
7. Bagaimana pengolahan data geomagnetik ?
8. Bagaimana interpretasi data geomagnetik ?
C. TUJUAN PENULISAN
1. Mengetahui tentang metode magnetik.
2. Mengetahui macam-macam sifat kemagnetan material
3. Mengetahui macam-macam sifat magnetik batuan
4. Mengetahui tentang sifat kemagnetan bumi
5. Mengetahui tentang metode pengukuran data geomagnetik
6. Mengetahui tentang pengaksesan data IGRF
7. Mengetahui tentang pengolahan data geomagnetik
8. Mengetahui tentang interpretasi data geomagnetik
9. Memenuhi tugas untuk mata kuliah Geofisika
D. MANFAAT PENULISAN
1. Manfaat teoritis
Secara umum, makalah ini diharapkan dapat memberikan sumbangan
kepada pembelajaran Fisika
2. Manfaat praktis
a. Membantu mahasiswa dalam mempelajari Geofisika.
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 3
b. Membantu mahasiswa dalam mempelajari metode geofisika,
khususnya metode geomagnetik
c. Dapat dimanfaatkan oleh guru Fisika dan Geografi sebagai referensi
pembelajarannya mengenai metode geomagnetik.
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 4
BAB II
PEMBAHASAN
A. Gambaran Umum Metode Geomagnetik
Metoda geomagnetik adalah suatu metoda pengolahan data potensial
untuk mendapatkan gambaran bawah permukaan bumi atau benda dengan
karakteristik magnetik tertentu. Metode ini didasarkan pada pengukuran
intensitas medan magnet yang dimiliki batuan. Sifat magnet ini ada karena
pengaruh dari medan magnet bumi pada waktu pembentukan batuan
tersebut. Dalam metode geomagnetik ini, bumi diyakini sebagai batang
magnet raksasa di mana medan magnet utama bumi dihasilkan. Kerak
bumi menghasilkan medan magnet jauh lebih kecil daripada medan utama
magnet yang dihasilkan bumi secara keseluruhan. Medan magnet yang
teramati pada bagian bumi tertentu, biasanya disebut anomali magnetik
yang dipengaruhi suseptibilitas batuan tersebut dan remanen magnetiknya.
Berdasarkan pada anomali magnetik batuan ini, pendugaan sebaran batuan
yang dipetakan baik secara lateral maupun vertikal.
Eksplorasi menggunakan metode magnetik, pada dasarnya terdiri atas
tiga tahap, yaitu akuisisi data lapangan, processing, interpretasi. Setiap
tahap terdiri dari beberapa perlakuan atau kegiatan. Pada tahap akuisisi,
dilakukan penentuan titik pengamatan dan pengukuran dengan satu atau
dua alat. Untuk koreksi data pengukuran dilakukan pada tahap processing.
Koreksi pada metode magnetik terdiri atas koreksi harian (diurnal),
koreksi topografi (terrain) dan koreksi lainnya. Sedangkan untuk
interpretasi dari hasil pengolahan data dengan menggunakan software
diperoleh peta anomali magnetik.
Metode ini didasarkan pada perbedaan tingkat magnetisasi suatu
batuan yang diinduksi oleh medan magnet bumi. Hal ini terjadi sebagai
akibat adanya perbedaan sifat kemagnetan suatu material. Kemampuan
untuk termagnetisasi tergantung dari suseptibilitas magnetik masing-
masing batuan. Harga suseptibilitas ini sangat penting di dalam pencarian
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 5
benda anomali karena sifat yang khas untuk setiap jenis mineral atau
mineral logam. Harganya akan semakin besar bila jumlah kandungan
mineral magnetik pada batuan semakin banyak.
Pengukuran magnetik dilakukan pada lintasan ukur yang tersedia
dengan interval antar titik ukur 10 m dan jarak lintasan 40 m. Batuan
dengan kandungan mineral-mineral tertentu dapat dikenali dengan baik
dalam eksplorasi geomagnet yang dimunculkan sebagai anomali yang
diperoleh merupakan hasil distorsi pada medan magnetik yang diakibatkan
oleh material magnetik kerak bumi atau mungkin juga bagian atas mantel.
Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika dengan
metode gravitasi, kedua metode sama-sama berdasarkan kepada teori
potensial, sehingga keduanya sering disebut sebagai metode potensial.
Namun demikian, ditinjau ari segi besaran fisika yang terlibat, keduanya
mempunyai perbedaan yang mendasar. Dalam magnetik harus
mempertimbangkan variasi arah dan besaran vektor magnetisasi,
sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan
gravitasi. Data pengamatan magnetik lebih menunjukkan sifat residual
kompleks. Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap
waktu lebih besar. Pengukuran intensitas medan magnetik bisa dilakukan
melalui darat, laut dan udara.
Metode magnetik sering digunakan dalam eksplorasi pendahuluan
minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta bisa diterapkan pada
pencarian prospek benda-benda arkeologi.
B. Sifat Kemagnetan Material
Pada mulanya penemuan obyek-obyek geologi, termasuk mineral-
mineral ekonomis, di bawah permukaan ditemukan secara kebetulan. Ilmu
kebumian terutama ilmu fisika belum berperan, sebab obyek-obyek
geologi tersebut belum dipahami dengan baik, sehingga sifat-sifat fisika,
serta prinsip-prinsip fisika untuk mendeteksinya belum diketahui. Setelah
itu para ilmuwan kemudian menciptakan metode-metode untuk melakukan
survei yang salah satunya adalah survei geomagnet.
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 6
Dalam survei geomagnet sendiri diperlukan pengertian dasar-dasar
fisika tentang kemagnetan, antara lain:
Gaya Magnetik
Jika dua buah benda atau kutub magnetik terpisah pada jarak r dan
muatannya masing-masing m1 dan m2 maka gaya magnetik yang
dihasilkan adalah :
rr
mmF
2
211
dengan : = permeabilitas magnetik yan menunjukkan sifat suatu
medium
F
= gaya magnetik pada m2
r
= vektor satuan ber-arah dari m1 ke m2
Kuat Medan Magnetik
Kuat medan magnetik pada suatu titik dengan jarak r dari muatannya
dapat dinyatakan sebagai :
rr
mH
2
1
Intensitas Magnetik
Suatu benda magnetik yang ditempatkan pada suatu medan magnet
dengan kuat medan H, maka akan terjadi polarisasi magnetik pada benda
tersebut yang besarnya diberikan oleh :
M
biasa disebut juga sebagai Intensitas Magnetik dan k adalah
kerentanan magnetik yang merefleksikan sifat kemagnetan suatu benda
atau batuan.
Susceptibilitas / Kerentanan Magnetik
Susceptibilitas magnetik adalah suatu ukuran termagnetisasi dari
suatu material karena pengaruh medan magnet eksternal. Hubungan k
dalam satuan SI dan emu dinyatakan sebagai :
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 7
HkM
k = 4 k’
di mana k' adalah susceptibilitas magnetik dalam satuan emu dan k
adalah susceptibilitas magnetik dalam satuan SI.
Kepekaan volume k, nilai tanpa satuan dimensi, yang digambarkan
sebagai perbandingan dari material termagnetisasi J (per unit volume)
terhadap medan magnet eksternal H:
J = k H
Massa susceptibilitas χ memiliki satuan m3kg-1, merupakan
perbandingan dari material termagnetisasi J (per satuan massa) terhadap
medan magnet eksternal H:
J = χ H
Harga susceptibilitas ini sangat penting didalam pencarian benda
anomali karena sifatnya yang sangat khas untuk setiap jenis mineral atau
mineral logam.
Induksi Magnetik
Adanya medan magnetik regional yang berasal dari bumi dapat
menyebabkan terjadinya induksi magnetik pada batuan yang mempunyai
susceptibilitas baik. Total medan magnetik yang dihasilkan pada batuan ini
dinyatakan sebagai induksi magnetik.
Medan magnetik yang terukur oleh magnetometer adalah medan
magnet induksi termasuk efek magnetisasi yang diberikan oleh
persamaan :
HkMHB
100
Di mana adalah permeabilitas magnetik ruang hampa dan = (1+k)
adalah permeabilitas magnetik relatif, sehingga persamaan di atas dapat
dituliskan juga dalam :
HB
0
Persamaan ini menunjukkan bahwa jika medan magnetik remanen
dan luar bumi diabaikan, medan magnet total yang terukur oleh
magnetometer di permukaan bumi adalah penjumlahan dari medan bumi
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 8
utama H dan variasinya (M). M adalah anomali magnet dalam eksplorasi
magnetik.
Momen Magnet (M)
Besaran vektor yang memanjang dari kutub negatif ke kutub positif.
C. Sifat Magnetik Batuan
Setiap jenis batuan mempunyai sifat dan karakteristik tertentu dalam
medan magnet. Adanya perbedaan serta sifat yang khusus dari tiap jenis
batuan serta mineral memudahkan kita didalam pencarian bahan-bahan
tersebut.
Untuk lebih mempermudah penafsiran umumnya dilakukan
klasifikasi batuan atau mineral berdasarkan sifat magnetik yang ditunjukan
oleh kerentanan magnetiknya sebagai berikut:
1. Diamagnetik
Dalam batuan diamagnetik atom-atom pembentuk batuan mempunyai
kulit elektron berpasangan dan mempunyai spin yang berlawanan dalam
tiap pasangan. Jika mendapat medan magnet dari luar orbit, elektron
tersebut akan berpresesi yang menghasilkan medan magnet lemah yang
melawan medan magnet luar. Batuan jenis ini mempunyai susceptibilitas
(k) negatif dan kecil dan tidak tergantung dari medan magnet luar.
Contoh : bismuth, grafit, gipsum, marmer, kuarsa, garam.
2. Paramagnetik
Di dalam batuan paramagnetik terdapat kulit elektron terluar yang
belum jenuh yakni terdapat elektron yang spinnya tidak berpasangan dan
mengarah pada spin yang sama. Jika terdapat medan magnetik luar, spin
tersebut berpresesi menghasilkan medan magnet yang mengarah searah
dengan medan tersebut sehingga memperkuatnya. Akan tetapi, momen
magnetik yang terbentuk terorientasi acak oleh agitasi termal. Oleh karena
itu, bahan tersebut dapat dikatakan mempunyai sifat susceptibilitas (k)
positif dan sedikit lebih besar dari satu. Susceptibilitas (k) bergantung
pada temperatur.
Contoh : piroksen, olivin, garnet, biotit, amfibolit dll.
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 9
3. Ferromagnetik
Terdapat banyak kulit elektron yang hanya diisi oleh suatu electron
sehingga mudah terinduksi oleh medan luar. Keadaan ini diperkuat lagi
oleh adanya kelompok-kelompok bahan berspin searah yang membentuk
dipol-dipol magnet (domain) mempunyai arah sama, apalagi jika di dalam
medan magnet luar. Batuan ini mempunyai sifat susceptibilitas (k) positif
dan jauh lebih besar dari satu. Susceptibilitas (k) bergantung dari
temperatur.
Contoh : besi, nikel, kobalt.
D. Magnet Bumi
Penyebab utama kemagnetan bumi sekitar 99% adalah gejala yang
terjadi di dalam bumi sesuai dengan teori magnetohidrodinamis. Teori ini
menyebutkan bahwa kemagnetan bumi disebabkan oleh arus listrik yang
terbentuk karena adanya proses rotasi bumi dan arus konveksi, sehingga
menginduksi material-material bersifat magnetik di dekatnya dan
mempengaruhi perubahan variasi medan magnet. Sifat kemagnetan bumi
ini terpolarisasi menjadi dua kutub yakni kutub utara dan kutub selatan,
sehingga seolah-olah di dalam bumi ini terdapat magnet batang yang
sangat besar dengan dua kutub yang letaknya terpisah jauh.
Para pakar telah sepakat bahwa bumi merupakan medan magnet yang
luar biasa besarnya, sebagaimana jarum kompas selalu menunjuk ke arah
utara dan selatan kutub magnet bumi.
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 10
Kedua kutub magnet bumi dikenal sebagai “Geomagnetic Poles” yang
merupakan kutub teoritis dimana sumbu magnet membuat sudut ± 11,5˚
dengan sumbu rotasi bumi yaitu pada :
a. Utara / kutub negatif magnet terletak di “ Pulau Canadian Artik ”
dengan posisi lintang : 75.50 LS dan Bujur : 100.40 BB.
b. Selatan / kutub positif magnet terletak di “ Pantai Selatan Antartika
dari Tasmania “ dengan posisi lintang : 66.50 LS dan Bujur : 1400
BT
Mineral atau batuan yang terdapat di permukaan bumi ada yang
mempunyai kekuatan (gaya) untuk tarik-menarik atau tolak-menolak
sesama benda. Secara umum, dapat dikatakan bahwa benda itu bersifat
magnet. Beberapa batuan yang bersifat magnetit (Fe3O4), hematit (Fe2O3),
ilmenit (FeTiO3), dan sebagainya. Dengan mempelajari bekas-bekas arah
yang ditunjukkan oleh mineral-mineral yang bersifat magnetis itu dalam
batuan secara palaeomagnetis, telah diketahui bahwa gaya medan magnet
bumi telah mengalami perubahan / pergeseran arah selama sejarah
pembentukannya.
Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut
juga elemen medan magnet bumi (gambar 1), yang dapat diukur yaitu
meliputi arah dan intensitas kemagnetannya. Parameter fisis tersebut
meliputi :
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 11
Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen
horizontal yang dihitung dari utara menuju timur
Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan
bidang horizontal yang dihitung dari bidang horizontal menuju
bidang vertikal ke bawah.
Intensitas Horizontal (H), yaitu besar dari medan magnetik total
pada bidang horizontal.
Medan magnetik total (F), yaitu besar dari vektor medan magnetik
total.
Gambar 1. tiga elemen medan magnet bumi
Medan magnet utama bumi tidak konstan, tetapi mengalami
perubahan terhadap waktu, sesuai keadaan di dalam bumi. Hal tersebut
ditunjukkan dalam studi peleomagnetik bahwa banyak batuan di kerak
bumi dengan posisi sebelah menyebelah yang memiliki arah kutub
kemagnetan yang berkebalikan. Perubahan kemagnetan bumi akibat
aktivitas bumi sendiri ini sangat lamban dan biasa disebut variasi sekuler.
Besarnya variasi ini untuk setiap tempat tidak sama, tetapi dalam skala
regional masih sama.
Beberapa ahli menduga perubahan ini diakibatkan aktivitas arus
konveksi yang berada di dalam inti bumi yang menimbulkan kelistrikan
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 12
sehingga medan magnet yang ditimbulkan mempengaruhi medan magnet
di sekitarnya. W.M. Elsasser (1939) menyimpulkan material inti bumi
yang dominan adalah besi yang merupakan konduktor yang baik. Gerakan
inti bumi cair inilah yang memungkinkan arus listrik kemudian
menimbulkan medan magnet bumi utama.
Karena medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu, maka
untuk menyeragamkan nilai-nilai medan utama magnet bumi, dibuat
standar nilai yang disebut International Geomagnetics Reference Field
(IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun sekali. Nilai-nilai IGRF tersebut
diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta
km2 yang dilakukan dalam waktu satu tahun.
Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian :
1. Medan magnet utama (main field)
Medan magnet utama dapat didefinisikan sebagai medan rata-rata
hasil pengukuran dalam jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah
dengan luas lebih dari 106 km2.
2. Medan magnet luar (external field)
Pengaruh medan luar berasal dari pengaruh luar bumi yang
merupakan hasil ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar
ultraviolet dari matahari. Karena sumber medan luar ini berhubungan
dengan arus listrik yang mengalir dalam lapisan terionisasi di atmosfer,
maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih cepat. Beberapa
sumber medan luar antara lain :
a) perubahan konduktivitas listrik lapisan atmosfer dengan siklus 11
tahun.
b) variasi harian dengan periode 24 jam yang berhubungan dengan
pasang surut matahari dan mempunyai jangkauan 30 nT.
c) variasi harian dengan periode 25 jam yang berhubungan dengan
pasang surut bulan dan mempunyai jangkauan 2 nT.
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 13
d) badai magnetik yang bersifat acak dan mempunyai jangkauan
sampai dengan 1000 nT.
3. Medan magnet anomali
Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal
(crustal field). Medan magnet anomali merupakan bagian dari medan
magnet bumi yang ditimbulkan karena ketidakteraturan distribusi material
magnetik di kerak bumi bagian luar. Materi penyusun kerak bumi tidak
homogen yang terlihat dari adanya anomali sampai kedalaman beberapa
puluh kilometer. Anomali medan magnet bumi ini biasanya bersifat lokal
sehingga tidak terlihat pada peta-peta isomagnetik secara regional. Untuk
kegiatan ekplorasi menggunakan metode magnet bumi akan selalu
berkaitan dengan anomali medan magnet, karena nilai anomali yang
terdeteksi di lapangan akan diinterpretasi untuk mengidentifikasi penyebab
anomali ini.
Medan magnet anomali ini dihasilkan oleh batuan yang mengandung
mineral bermagnet seperti magnetite (Fe7 S8 ), titanomagnetite (Fe2T iO4 )
dan lain-lain yang berada di kerak bumi. Berdasarkan sifat medan magnet
bumi dan sifat kemagnetan bahan pembentuk batuan, maka bentuk medan
magnetik anomali yang ditimbulkan oleh benda penyebabnya bergantung
pada :
a) inklinasi medan magnet bumi di sekitar benda penyebab
b) geometri dari benda penyebab
c) kecenderungan arah dipol-dipol magnet di dalam benda penyebab
d) orientasi arah dipol-dipol magnet benda penyebab terhadap arah
medan bumi
E. Metode Geomagnetik dalam Survei Geofisika
Batuan di dalam bumi mengandung mineral-mineral yang sebagian
juga memiliki sifat kemagnetan. Mineral tersebut terinduksi medan
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 14
magnet bumi dan menimbulkan medan magnet sekunder. Hal inilah yang
menjadi dasar metode geomagnet.
Dalam survei dengan metode magnetik yang menjadi target dari
pengukuran adalah variasi medan magnetik yang terukur di permukaan
(anomali magnetik). Secara garis besar anomali medan magnetik
disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnetik induksi.
Medan magnet remanen mempunyai peranan yang besar terhadap
magnetisasi batuan yaitu pada besar dan arah medan magnetiknya serta
berkaitan dengan peristiwa kemagnetan sebelumnya sehingga sangat rumit
untuk diamati. Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil
gabungan medan magnetik remanen dan induksi, bila arah medan magnet
remanen sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya
bertambah besar. Demikian pula sebaliknya. Dalam survei magnetik, efek
medan remanen akan diabaikan apabila anomali medan magnetik kurang
dari 25 % medan magnet utama bumi, sehingga dalam pengukuran medan
magnet berlaku :
HT=HM +H L+H A
dengan : HT : medan magnet total bumi
H M : medan magnet utama bumi
H L : medan magnet luar
H A : medan magnet anomali
F. Metode Pengukuran Data Geomagnetik
Dalam melakukan pengukuran geomagnetik, peralatan paling utama
yang digunakan adalah magnetometer. Peralatan ini digunakan untuk
mengukur kuat medan magnetik di lokasi survei. Salah satu jenisnya adalah
Proton Precission Magnetometer (PPM) yang digunakan untuk mengukur
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 15
nilai kuat medan magnetik total. Peralatan lain yang bersifat pendukung di
dalam survei magnetik adalah Global Positioning System (GPS). Peralatan ini
digunaka untuk mengukur posisi titik pengukuran yang meliputi bujur,
lintang, ketinggian, dan waktu. GPS ini dalam penentuan posisi suatu titik
lokasi menggunakan bantuan satelit. Penggunaan sinyal satelit karena sinyal
satelit menjangkau daerah yang sangat luas dan tidak terganggu oleh gunung,
bukit, lembah dan jurang.
Beberapa peralatan penunjang lain yang sering digunakan di dalam
survei magnetik, antara lain (Sehan, 2001) :
a. Kompas geologi, untuk mengetahui arah utara dan selatan dari medan
magnet bumi.
b. Peta topografi, untuk menentukan rute perjalanan dan letak titik
pengukuran pada saat survei magnetik di lokasi
c. Sarana transportasi
d. Buku kerja, untuk mencatat data-data selama pengambilan data
e. PC atau laptop dengan software seperti Surfer, Matlab, Mag2DC, dan
lain-lain.
Pengukuran data medan magnetik di lapangan dilakukan
menggunakan peralatan PPM, yang merupakan portable magnetometer. Data
yang dicatat selama proses pengukuran adalah hari, tanggal, waktu, kuat
medan magnetik, kondisi cuaca dan lingkungan.
Tabel 2. Contoh form untuk mencatat data hasil pengukuran
No Stasiun
Pengukuran
Waktu Posisi Geografis Kuat
Medan
Keadaan
LokasiTgl. Jam Bujur Lintang Tinggi
1
2
…
Dalam melakukan akuisisi data magnetik yang pertama dilakukan
adalah menentukan base station dan membuat station-station pengukuran
(usahakan membentuk grid-grid). Ukuran gridnya disesuaikan dengan
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 16
luasnya lokasi pengukuran, kemudian dilakukan pengukuran medan magnet
di station-station pengukuran di setiap lintasan, pada saat yang bersamaan
pula dilakukan pengukuran variasi harian di base station.
Pengaksesan Data IGRF
IGRF singkatan dati The International Geomagnetic Reference Field.
Merupakan medan acuan geomagnetik intenasional. Pada dasarnya nilai
IGRF merupakan nilai kuat medan magnetik utama bumi (H0). Nilai IGRF
termasuk nilai yang ikut terukur pada saat kita melakukan pengukuran medan
magnetik di permukaan bumi, yang merupakan komponen paling besar dalam
survei geomagnetik, sehingga perlu dilakukan koreksi untuk
menghilangkannya. Koreksi nilai IGRF terhadap data medan magnetik hasil
pengukuran dilakukan karena nilai yang menjadi terget survei magnetik
adalan anomali medan magnetik (ΔHr0).
Nilai IGRF yang diperoleh dikoreksikan terhadap data kuat medan
magnetik total dari hasil pengukuran di setiap stasiun atau titik lokasi
pengukuran. Meskipun nilai IGRF tidak menjadi target survei, namun nilai ini
bersama-sama dengan nilai sudut inklinasi dan sudut deklinasi sangat
diperlukan pada saat memasukkan pemodelan dan interpretasi.
G. Pengolahan Data Geomagnetik
Untuk memperoleh nilai anomali medan magnetik yang diinginkan,
maka dilakukan koreksi terhadap data medan magnetik total hasil pengukuran
pada setiap titik lokasi atau stasiun pengukuran, yang mencakup koreksi
harian, IGRF dan topografi.
1. Koreksi Harian
Koreksi harian (diurnal correction) merupakan penyimpangan
nilai medan magnetik bumi akibat adanya perbedaan waktu dan efek
radiasi matahari dalam satu hari.
Waktu yang dimaksudkan harus mengacu atau sesuai dengan
waktu pengukuran data medan magnetik di setiap titik lokasi (stasiun
pengukuran) yang akan dikoreksi. Apabila nilai variasi harian negatif,
maka koreksi harian dilakukan dengan cara menambahkan nilai
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 17
variasi harian yang terekan pada waktu tertentu terhadap data medan
magnetik yang akan dikoreksi. Sebaliknya apabila variasi harian
bernilai positif, maka koreksinya dilakukan dengan cara
mengurangkan nilai variasi harian yang terekan pada waktu tertentu
terhadap data medan magnetik yang akan dikoreksi, datap dituliskan
dalam persamaan
ΔH = Htotal ± ΔHharian
2. Koreksi IGRF
Data hasil pengukuran medan magnetik pada dasarnya adalah
konstribusi dari tiga komponen dasar, yaitu medan magnetik utama
bumi, medan magnetik luar dan medan anomali. Nilai medan
magnetik utama tidak lain adalah niali IGRF. Jika nilai medan
magnetik utama dihilangkan dengan koreksi harian, maka kontribusi
medan magnetik utama dihilangkan dengan koreksi IGRF. Koreksi
IGRFdapat dilakukan dengan cara mengurangkan nilai IGRF terhadap
nilai medan magnetik total yang telah terkoreksi harian pada setiap
titik pengukuran pada posisi geografis yang sesuai. Persamaan
koreksinya (setelah dikoreksi harian) dapat dituliskan sebagai berikut :
ΔH = Htotal ± ΔHharian ± H0
di mana H0 = IGRF
3. Koreksi Topografi
Koreksi topografi dilakukan jika pengaruh topografi dalam
survei megnetik sangat kuat. Koreksi topografi dalam survei
geomagnetik tidak mempunyai aturan yang jelas. Salah satu metode
untuk menentukan nilai koreksinya adalah dengan membangun suatu
model topografi menggunakan pemodelan beberapa prisma segiempat
(Suryanto, 1988). Ketika melakukan pemodelan, nilai suseptibilitas
magnetik (k) batuan topografi harus diketahui, sehingga model
topografi yang dibuat, menghasilkan nilai anomali medan magnetik
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 18
(ΔHtop) sesuai dengan fakta. Selanjutnya persamaan koreksinya
(setelah dilakukan koreski harian dan IGRF) dapat dituliska sebagai
ΔH = Htotal ± ΔHharian – H0 - ΔHtop
Setelah semua koreksi dikenakan pada data-data medan magnetik
yang terukur di lapangan, maka diperoleh data anomali medan magnetik total
di topogafi. Untuk mengetahui pola anomali yang diperoleh, yang akan
digunakan sebagai dasar dalam pendugaan model struktur geologi bawah
permukaan yang mungkin, maka data anomali harus disajikan dalam bentuk
peta kontur. Peta kontur terdiri dari garis-garis kontur yang menghubungkan
titik-titik yang memiliki nilai anomali sama, yang diukur dari suatu bidang
pembanding tertentu.
Reduksi ke Bidang Datar
Untuk mempermudah proses pengolahan dan interpretasi data
magnetik, maka data anomali medan magnetik total yang masih tersebar di
topografi harus direduksi atau dibawa ke bidang datar. Proses transformasi ini
mutlak dilakukan, karena proses pengolahan data berikutnya mensyaratkan
input anomali medan magnetik yang terdistribusi pada biang datar.
Beberapa teknik untuk mentransformasi data anomali medan magnetik
ke bidang datar, antara lain : teknik sumber ekuivalen (equivalent source),
lapisan ekivalen (equivalent layer) dan pendekatan deret Taylor (Taylor
series approximaion), dimana setiap teknik mempunyai kelebihan dan
kekurangan.
Pengangkatan ke Atas
Pengangkatan ke atas atau upward continuation merupakan proses
transformasi data medan potensial dari suatu bidang datar ke bidang datar
lainnya yang lebih tinggi. Pada pengolahan data geomagnetik, proses ini
dapat berfungsi sebagai filter tapis rendah, yaitu unutk menghilangkan suatu
mereduksi efek magnetik lokal yang berasal dari berbagai sumber benda
magnetik yang tersebar di permukaan topografi yang tidak terkait dengan
survei. Proses pengangkatan tidak boleh terlalu tinggi, karena ini dapat
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 19
mereduksi anomali magnetik lokal yang bersumber dari benda magnetik atau
struktur geologi yang menjadi target survei magnetik ini.
Koreksi Efek Regional
Dalam banyak kasus, data anomali medan magnetik yang menjadi
target survei selalu bersuperposisi atau bercampur dengan anomali magnetik
lain yang berasal dari sumber yang sangat dalam dan luas di bawah
permukaan bumi. Anomali magnetik ini disebut sebagai anomali magnetik
regional (Breiner, 1973). Untuk menginterpretasi anomali medan magnetik
yang menjadi target survei, maka dilakukan koreksi efek regional, yang
bertujuan untuk menghilangkan efek anomali magnetik regioanl dari data
anomali medan magnetik hasil pengukuran.
Salah satu metode yang dapat digunakan untuk memperoleh anomali
regional adalah pengangakatan ke atas hingga pada ketinggian-ketinggian
tertentu, dimana peta kontur anomali yang dihasilkan sudah cenderung tetap
dan tidak mengalami perubahan pola lagi ketika dilakukan pengangkatan
yang lebih tinggi.
H. Interpretasi Data Geomagnetk
Secara umum interpretasi data geomagnetik terbagi menjadi dua, yaitu
interpretasi kualitatif dan kuantitatif. Interpretasi kualitatif didasarkan pada
pola kontur anomali medan magnetik yang bersumber dari distribusi benda-
benda termagnetisasi atau struktur geologi bawah permukaan bumi.
Selanjutnya pola anomali medan magnetik yang dihasilkan ditafsirkan
berdasarkan informasi geologi setempat dalam bentuk distribusi benda
magnetik atau struktur geologi, yang dijadikan dasar pendugaan terhadap
keadaan geologi yang sebenarnya.
Interpretasi kuantitatif bertujuan untuk menentukan bentuk atau model
dan kedalaman benda anomali atau strukutr geologi melalui pemodelan
matematis. Untuk melakukan interpretasi kuantitatif, ada beberapa cara
dimana antara satu dengan lainnya mungkin berbeda, tergantung dari bentuk
anomali yang diperoleh, sasaran yang dicapai dan ketelitian hasil pengukuran.
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 20
Beberapa pemodelan yang biasa digunakan yaitu pemodelan dua setengah
dimensi dan pemodelan tiga dimensi.
BAB III
PENUTUP
A. KESIMPULAN
1. Metode geomagnetik adalah salah satu metode geofisika yang digunakan
untuk menyelidiki kondisi permukaan bumi dengan memanfaatkan sifat
kemagnetan batuan yang diidentifikasikan oleh kerentanan magnet batuan.
Metode ini didasarkan pada pengukuran variasi intensitas magnetik di
permukaan bumi yang disebabkan adanya variasi distribusi (anomali)
benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi.
2. Metode geomagnetik ini dapat digunakan untuk eksplorasi pendahuluan
minyak bumi, panas bumi, dan batuan mineral serta bisa diterapkan pada
pencarian prospek benda-benda arkeologi.
3. Eksplorasi dengan menggunakan geomagnetik pada umumnya dilakukan
dengan tiga tahap, yaitu akuisisi data lapangan, processing, interpretasi.
Pada tahap processing dilakukan koreksi pada metode magnetik yang
terdiri atas koreksi harian (diurnal), koreksi IGRF, koreksi topografi
(terrain).
4. Interpretasi data geomagnetik dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu
interpretasi kualitatif dan interpretasi kuantitatif.
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 21
DAFTAR PUSTAKA
L. Don Lee and Sheidon Judson. 1965. Physical Geology. New Jersey : Prentice-
Hall,inc.,Englewood cliftts
Munir, Moch. 2003. Geologi Lingkungan. Malang : Bayumedia Publishing
Tjasyono, Bayong. 2008. Ilmu Kebumian dan Antariksa. Bandung : PT Remaja
Rosdakarya
http://artha-bh.com/index.php/pekerjaan/aplikasi/10-aplikasi-metode-magnet
http://blog.unsri.ac.id/sodikin/pertambangan/metode-geolistrik-dan magnetik/mrdetail/42547/
http://bu-gis.blogspot.com/2010/12/metoda-geomagnet.html
http://debriadiharset.wordpress.com/2010/03/10/geomagnet/
http://geofisikamanado.blogspot.com/2009/05/cara-pengukuran-metode-magnetik.html
http://geoful.wordpress.com/metode-geofisika/
http://geomagneticmethod.blogspot.com/
http://nurmansyah-putra.blogspot.com/2009/01/metode-geofisika.html
http://poetrafic.wordpress.com/2010/10/06/metode-geomagnet/
http://smart-pustaka.blogspot.com/2011/10/geofisika.html
http://wawangeologi.blogspot.com/2011/03/teori-dasar-geomagnet.html?zx=533f7a5b65ac50b1
Linda/Geofisika/Metode GeomagnetikPage 22