Tugas Individu
METODE
GEOMAGNETIK
NAMA : NURLAELA
NIM : 60400114032
JURUSAN
FISIKA
FAKULTAS
SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS
ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR
2015/2016
METODE
GEOMAGNETIK
A.
Pengertian Metode Geomagnet
Metoda Geomagnet adalah salah satu metoda di
geofisika yang memanfaatkan sifat kemagnetan bumi. Menggunakan
metoda ini diperoleh kontur yang menggambarkan distribusi susceptibility batuan
di bawah permukaan pada arah horizontal. Dari nilai susceptibility selanjutnya
dapat dilokalisir / dipisahkan batuan yang mengandung sifat kemagnetan dan yang
tidak. Mengingat survey ini hanya bagus untuk pemodelan kearah
horizontal, maka untuk mengetahui informasi kedalamannya diperlukan metoda
Resistivity 2D. Jadi, survey geomagnet diterapkan untuk daerah yang luas,
dengan tujuan untuk mencari daerah prospek. Setelah diperoleh daerah yang
prospek selanjutnya dilakukan survey Resistivity 2D.
Metode geomagnetik merupakan salah
satu metode geofisika yang digunakan untuk survei pendahuluan pada
eksplorasi minyak bumi, panas bumi, batuan mineral, maupun untuk keperluan
pemantauan (monitoring) gunung berapi. Dasar dari metode magnetik adalah gaya
coulomb antara dua kutub magnetik m1 dan m2 (emu) yang berjarak r (cm) dengan
μ0 adalah permeabilitas medium dalam ruang hampa, tidak berdimensi dan
berharga satu.
Dalam
metode geomagnetik ini, bumi diyakini sebagai batang magnet raksasa dimana
medan magnet utama bumi dihasilkan. Kerak bumi menghasilkan medan magnet jauh
lebih kecil daripada medan utama magnet yang dihasilkan bumi secara
keseluruhan. Teramatinya medan magnet 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 :
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 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 denga 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.
Medan Magnet Bumi
Medan magnet
bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan
magnet bumi (gambar I), yang dapat diukur yaitu meliputi arah dan intensitas
kemagnetannya. Parameter fisis tersebut meliputi :
1.
Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik
dengan komponen horizontal yang dihitung dari utara menuju timur
2.
Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik
total dengan bidang horizontal yang dihitung dari bidang horizontal menuju
bidang vertikal ke bawah.
3.
Intensitas
Horizontal (H), yaitu besar dari medan
magnetik total pada bidang horizontal.
4.
Medan
magnetik total (F), yaitu besar
dari vektor medan magnetik total.
Medan magnet
utama bumi berubah terhadap waktu. 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 magnet 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.
3.
Medan magnet anomali
Medan magnet anomali sering juga
disebut medan magnet lokal (crustal field). Medan magnet ini dihasilkan oleh
batuan yang mengandung mineral bermagnet seperti magnetite , titanomagnetite ( ) dan
lain-lain yang berada di kerak bumi.
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 (Telford, 1976), sehingga dalam pengukuran medan magnet
berlaku :
dengan ; : medan magnet
total bumi
: medan magnet
utama bumi
: medan magnet
luar
: medan magnet
anomali
Medan magnet utama bumi berubah
terhadap waktu. 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 magnet 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.
3. Medan magnet
anomali
Medan magnet anomali sering juga
disebut medan magnet lokal (crustal field). Medan magnet ini dihasilkan
oleh batuan yang mengandung mineral bermagnet seperti magnetite (),
titanomagnetite () dan lain-lain yang berada di kerak bumi.
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.
o
SURAT YASIN : 38
“dan matahari
berjalan ditempat peredarannya. Demikianlah ketetapan yang Maha Perkasa lagi
Maha mengetahui.”
Ayat diatas menjelaskan bahwa matahari terus menerus beredar
pada garis edarnya secara amat teratur sejak penciptaannya hingga kini. Akbiat
peredarannya itulah maka terjadi siang dan malam serta gelap dan terang. Hal
ini menunjukan betapa besarnya kuasa dan kudrat Allah, yang dapat kita
bayangkan begitu besarnya matahari yang mencapai satu juta kali lipat besarnya
bumi, dan bahwa dia bergerak di angkasa raya yang begitu luas dan dalam keadaan
yang sangat teliti lagi teratur.
Dalam hadis nabi yang terdapat dalam lafazh At-Tirmidzi dan
Abu Dzar, dia berkata “saya masuk masjid ketika matahari tenggelam,
sementara nabi saw duduk, lalu nabbi saw bersabda: “ wahai abu dzar, tahukah
kamu kemana ia pergi”. Abu Dzar menjawab “ Allah dan rasulnya lebih
mengetahui. Beliau bersabda “sesungguhnya ia pergi dan meminta izin dalam
sujud, lalu ia diberi izin. Seolah-olah dikatakan kepadanya, terbitlah dari
mana kamu datang. Maka ia pun terbit dari arah barat.”
Disamping itu, Qurasih Shihab mengatakan ketika ia
menjelaskan kalimat لمستقر dari aspek bahasa yaitu ada yang memahaminya dalam
arti ila, yakni menuju atau batas akhir. Ada juga yang memahaminya
dalam arti agar. Sedang kata mustqar terambil dari kata قرار (qarar)
yakni kemanatpan/perhentian. Tetapi, dalam konteks ini bermakna tempat atau
waktu. Dengan demikian, kata ini dapat mengandung beberapa makna. Ia dapat
berarti matahari bergerak (beredar) menuju ke tempat perhentiannya atau sampai
waktu perhentiannya atau mencapai tempat atau waktu perhentiannya. Bergerak
menuju tempat perhentiannya yang dimaksud adalah peredarannya setiap hari dari
garis edaranya yang tidak menyimpang hingga dia terbenam. Atau dalam arti lain
yaitu bergerak terus-menerus sampai waktu yang ditetapkan allah untuk
perhentian geraknya, yakni pada saat dunia akan kiamat. Atau peredarannya itu
bertujuan agar ia sampai pada waktu atau tempat yang ditentukan.
Kemudian, Ayat diatas ditutup dengan dua sifat Allah, yakni
العزيز (maha perkasa) dan العليم (maha mengetahui). Itu agaknya bertujuan
menjelaskan bahwa pengaturan Allah terhadap benda langit seperti matahari yang
demikian besar dapat terlaksana Karena dia maha perkasa sehingga semua tunduk kepadanya
dan maha mengethaui sehingga peraturan sangat teliti dang mengagumkan.
Dalam Ilmu falak telah menetapkan bahwa matahari mempunyai
sekumpulan planet-planet, rembulan-rembulan dan komet-komet yang selalu
mengiringnya dan tunduk kepada gaya gravitasinya sehingga menyebabkannya
berputar di sekitarnya dalam poros-poros satelit yang yang berbentuk bulat
telur. Seluruh masing-masing kumpulan (galaksi) ini berpindah bersama
mengelilingi matahari selama gerakannya yang bersifat esensial.
Ringkasnya bahwa system tata surya berjalan diangkasa dengan kecepatan
tertentu, yang mana kecepatan tersebut mencapai 700 kilometer per-detik,
ketinggiannya memuncak di sekitar markas dalam jangka 200 juta tahun cahaya.
C.
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 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 :
1.
Kompas geologi, untuk mengetahui arah utara dan
selatan dari medan magnet bumi.
2.
Peta topografi, untuk menentukan rute perjalanan dan
letak titik pengukuran pada saat survei magnetik di lokasi
3.
Sarana transportasi
4.
Buku kerja, untuk mencatat data-data selama
pengambilan data
5.
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.
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 luasnya lokasi pengukuran, kemudian
dilakukan pengukuran medan magnet di station – station pengukuran di setiap
lintasan, pada saat yang bersamaan pula dilakukan pengukuravariasi harian di
base station.
D.
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 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
Dimana 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 (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 dilapangan, 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 dar suatu bidang
pembanding tertentu.
a.
Reduksi ke Bidang Data
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 ekivalen (equivalent source), lapisan
ekivalen (equivalent layer) dan pendekatan deret Taylor (Taylor
series approximaion), dimana setiap teknik mempunyai kelebihan dan
kekurangan (Blakely, 1995).
b.
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 mereduksi anomali magnetik lokal yang bersumber dari benda magnetik
atau struktur geologi yang menjadi target survei magnetik ini.
c.
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.
d.
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.
DAFTAR
PUSTAKA
Komentar
Posting Komentar