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 Linda/Geofisika/Metode Geomagnetik Page 1
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
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.