BAB IPENDAHULUAN
I.1 Latar BelakangBumi memiliki suatu medan magnet yang disebabkan oleh sumber yang berasal dari dalam inti bumi. Metode geomagnetik merupakan salah satu metode dalam geofisika yang memanfaatkan medan magnet bumi untuk mendeteksi sesuatu yang ada dibawah permukaan bumi. Metode ini sering digunakan untuk survey pendahuluan dalam eksplorasi minyak bumi, panas bumi, batuan, mineral, maupun sebagai monitoring kegiatan vulkanisme. Hal ini sangat penting di pelajari oleh seorang geophysicist sebagai salah satu instrument dalam pemetaan dilapangan. Metode geomagnetik ini memiliki akurasi, instrumentasi dan pengoperasian dilapangan yang relative sederhana. Pengukuran medan magnetik yang terukur oleh alat Magnetometer dapat dilakukan menggunakan beberapa cara pengambilan data antara lain metode looping dan base-rover. Hasil yang terekam adalah gabungan dari medan magnetik utama bumi, medan magnet eksternal, dan medan magnet kerak bumi. Untuk mendapatkan nilai anomali sesungguhnya perlu mengalami koreksi. Pada metode akuisisi baik base rover maupun looping merupakan dua metode yang berbeda sehingga cara pengolahan data yang dilakukan juga beda. Pengertian tentang dua metode ini baik akuisisi maupun pengolahan data sangat penting. Metode magnetik pada dasarnya adalah memetakan gangguan lokal pada medan magnet bumi yang disebabkan oleh variasi kemagnetan batuan. Pada umumnya peta anomali medan magnetik bersifat agak kompleks. Variasi medan lebih tak menentu dan terlokalisir sebagai akibat dari medan magnetik yang merupakan besaran vektor. Peta anomali magnetik menunjukan sejumlah besar anomali yang merupakan hasil variasi yang besar bagian mineral magnetik yang terkandung dalam batuan dekat permukaan. Anomali ini cukup menjelaskan mengenai sifat variasi batuan di dekat permukaan. Yang datanya dapat di gunakan atau di kombinasikan untuk melakukan interpretasi. Umumnya peta anomali medan magnetik bersifat agak kompleks. Penggambaran variasi medan lebih tidak menentu dan terlokalisir sebagai akibat dari medan magnetik dipole yang merupakan besaran vektor. Sebagai akibat dari hal-hal tersebut di atas, maka interpretasi yang tepat dalam metode geomagnetik relatif lebih sulit. Meskipun demikian terdapat parameter lain dari metode magnetik yang unggul yang tidak dapat di tinggalkan hingga penting dalam melakukan peebelajaran tentang peta anomali medan magnetik.
I.2 Maksud dan TujuanMaksud dari acara pengolahan data magnetik adalah agar memahami konsep dasar dari metode geomagnetik dan mampu mengolah data base-rover dan data looping dengan menggunakan software (excel dan rw9). Tujuan dari praktikum acara pengolahan data magnetik ini yaitu mencari nilai variasi harian dan nilai anomali pada setiap titik yang berbeda-beda, dan memetakan persebaran kemagnetan berdasarkan nilai variasi harian dan anomali dengan menggunakan data base- rover dan data looping serta serta membuat grafiknya.
BAB IIDASAR TEORI
Pengertian umum medan magnet bumi adalah medan atau daerah dimana dapat dideteksi distribusi gaya magnet (BROOKE, 1966, Champman dan Barttels, 1940). Pada tahun 1839 Gauss pertama kali melakukan analisa harmonik dari medan magnet bumi untuk mengamati sifat-sifatnya. Analisa selanjutnya yang dilakukan oleh para ahli mengacu pada kesimpulan umum yang dibuat oleh Gauss yaitu : Intensitas medan magnet bumi hampir seluruhnya dari dalam bumi Medan yang teramati di permukaan bumi dapat didekati dengan persamaan harmonik yang pertama berhubungan dengan potensial dua kutub di pusat bumi. Dua kutub Gauss ini mempunyai kemiringan (menyimpang) kira-kira 11,50 terhadap sumbu geografis.Komponen medan magnet yang berasal dari dalam medan bumi merupakan efek yang timbul karena sifat inti bumi yang cair memungkinkan adanya gerak relatif antara kulit bumi dengan inti bumi yang sering disebut dengan efek dynamo.Variasi medan magnet yang hanya beberapa persen dari harganya yang timbul oleh aliran arus di ionosfer yang menghasilkan medan magnet, dengan demikian induksi arus listrik alam mengurangi komponen horisontal yang tergantung pada sifat kelistrikan kerak dan mantel bumi (Brooke, 1966). Arus ionosfer pada prinsipnya berasal dari : Fluktuasi harian sinar matahari dan pasang surut bulan yang menyebabkan bergeraknya elektron bebas. Variasi transien yang dihasilkan oleh aktivitas matahari, aliran partikel terionisasi yang berasal dari emisi gas hydrogen dari matahari ditahan dynamo ionosfer dan akibatnya menganggu medan magnet bumi (Oxford, 1965; Akasofu dan Champman, 1961).
II.1.Suseptibilitas Batuan dan MineralTingkat suatu benda magnetik untuk mampu dimagnetisasi ditentukan oleh suspebilitas kemagnetan atau K, dituliskan sebagai :I = k HBesaran yang tidak berdimensi ini merupakan parameter dasar yang dipergunakan dalam metode magnetik. Harga k pada batuan semakin besar apabila dalam batuan tersebut semakin banyak dijumpai banyak mineral mineral yang bersifat magnetik.Faktor yang mempengaruhi harga suspebilitas batuan adalah : Jenis batuan Komposisi batuanBenda magnet apabila berada dalam medan luar akan memiliki kutub kutub sendiri yang umumnya mengarah kearah yang sama dengan medan, sehingga akan dihasilkan suatu medan baru. Medan tambahan ini apabila dihubungkan dengan intensitas magnetisasi adalah induksi magnetik (B).Didefinisikan sebagai medan total dalam benda :
Berdasarkan harga kerentanan magnet, k bahan dapat dibedakan sebagai berikut : Diamagnetik, yaitu mempunyai harga k yang lebih kecil dan negatif.contoh : air, Hg, Cu, dll. Paramagnetik, yaitu mempunyai harga k yang kecil dan positif.contoh : Pt, AlO dll. Ferromagnetik, yaitu bahan paramagnetik yang mempunyai harga k besar sekali ( sampai 10 kali harga k bahan paramagnetik ).contoh : jenis jenis logam.
II.2.Konsep Dasar Metode Magnetik Gaya MagnetikDasar dari metode magnetik adalah gaya Coulomb yang dapat dirumsukan sebagai berikut :
(dyne)Dimana :F = gaya Coulumb dalam Newtonm1 dan m2 = kuat kutub magnet dalam ampere meterr = jarak kedua kutub (meter) o = permeabilitas medium (dalam udara / hampa harganya 4. (Telford, 1979) Kuat Medan MagnetKuat medan magnet ialah besarnya medan magnet pada suatu titik dalam ruang yang timbul sebagai akibat kutub m yang berada sejauh r dari titik tersebut. Kuat medan H didefinisikan sebagai gaya pada satu satuan kutub :
(oersted)
Satuan H dalam SI adalah weber/ m atau tedla (1 tesla = 10 gamma). Momen MagnetikBila dua kutub magnet yang berlawanan mempunyai kuat kutub magnet +p dan p, keduanya terletak dalam jarak I, maka momen magnetik M dapat ditulis sebagai :
dengan M adalah vektor dalam arah unit vektor r1 dari kutub negatif ke kutub positif.
Intensitas KemagnetanSuatu benda magnet yang terletak di dalam medan magnet luar menjadi termagnetisasi karena induksi. Intensitas magnetisasi itu berbanding lurus dengan kuat medan dan arahnya searah dengan medan tersebut. Intensitas magnetisasi didefinisikan sebagai magnet per satuan volume, yaitu :
Secara praktis magnetisasi akibat induksi ini kebanyakan meluruskan dipole- dipole material magnet, sehigga sering disebut sebagai polarisasi magnet. Bila besarnya konstan dan arahnya sama, maka dikatakan benda termagnetisasi secara uniform. Induksi MagnetikBila benda magnetik diletakkan dalam medan magnet luar H, kutub-kutub internalnya akan menyearahkan diri dengan H dan terbentuk suatu medan magnet baru yang besarnya adalah :
Medan magnet totalnya disebut dengan induksi magnet B dan ditulis sebagai :
Dengan dan disebut sebagai permeabilitas relatif dari suatu benda magnetik. Satuan B dalam emu adalah gauss, sedangkan dalam geofisika eksplorasi dipakai satuan gamma (g), dengan 1 g = 10-5 gauss = 1 nT. Potensial MagnetostatikPotensial magnetostatik didefenisikan sebagai tenaga yang diperlukan untuk memindahkan satu satuan kutub magnet dari titik tak terhingga ke suatu titik tertentu dan dapat ditulis sebagai :
Untuk benda tiga dimensi, material di dalamnya memberikan sumbangan momen magnetik per satuan volume M(r). Jadi potensialnya merupakan hasil integral sumbangan momen dwikutub per satuan volume dan dapat ditulis sebagai :
Dan medan magnet benda sebagai penyebab timbulnya anomali, dapat ditulis sebagai:
Medan Magnet BumiBumi berlaku seperti sebuah magnet sferis yang sangat besar dengan suatu medan magnet yang mengelilinginya. Medan itu dihasilkan oleh suatu dipole magnet yang terletak pada pusat bumi. Sumbu dipole ini bergeser sekitar 11o dari sumbu rotasi bumi, yang berarti kutub utara geografis bumi tidak terletak pada tempat yang sama dengan kutub selatan magnetik bumi. Menurut IGRF (2000), melalui perhitungan posisi simetris dimana dipole magnetik memotong permukaan bumi, letak kutub utara magnet bumi adalah 79,3 N, 71,5 W dan 79,3 S , 108,5 E untuk kutub selatan. Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis yang dapat diukur yaitu arah dan intensitas kemagnetannya. Parameter fisis itu adalah deklinasi magnetik D, intensitas horisontal H dan intensitas vertikal Z. Dari elemen-elemen ini, semua parameter medan magnet lainnya dapat dihitung. Parameter yang menggambarkan arah medan magnetik adalah deklinasi D (sudut antara utara magnetik dan utara geografis) dan inklinasi I (sudut antara bidang horisontal dan vektor medan total), yang diukur dalam derajat. Intensitas medan magnetik total F digambarkan dengan komponen horisontal H, komponen vertikal Z dan komponen horisontal kearah utara X dan kearah timur Y. Intensitas medan magnetik bumi secara kasar antara 25.000 65.000 nT. Untuk Indonesia, wilayah yang terletak di utara ekuator mempunyai intensitas 40.000 nT, sedangkan yang di selatan ekuator 45.000 nT.
Gambar 1. Elemen magnetik bumi
Sehingga :
Dimana :H = Fo cos IZ = Fo sin IX = H cos Dtan I = Z/ HY = H sin D tan D = Y / X
Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu sehingga untuk menyeragamkan nilai-nilai medan utama bumi dibuat standar nilai yang disebut dengan International Geomagnetics Reference Field (IGRF) yang diperbaharui tiap 5 tahun sekali. Nilai IGRF tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta Km yang dilakukan dalam waktu satu tahun. Medan magnet bumi terdiri dari tiga bagian, yaitu : Medan utama (Main field)Pengaruh medan utama magnet bumi 99 % dan variasinya terhadap waktu sangat lambat dan kecil. Medan luar (External field)Pengaruh medan luar berasal dari pengaruh luar bumi (aktifitas matahari, badai magnetik) yang merupakan hasil dari ionisasi di atmosfer yang ditimbulkan oleh sinar ultraviolet dari matahari. Karena sumber 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 luaar antara lain : Perubahan konduktivitas listrik lapisan atmosfer dengan siklus 11 tahun, Variasi harian dengan periode 24 jam yang berhubungan dengan pasang surut matahari dan mempunyai jangkauan 30 nT, Variasi harian dengan periode 25 jam yang berhubungan dengan pasang surut bulan dan mempunyai jangkauan 2 nT, Badai magnetik yang bersifat acak dan mempunyai jangkauan sampai dengan 1.000 nT Anomali medan magnetik Variasi medan magnet yang terukur di permukaan bumi merupakan target dari survey magnetik (anomali magnetik). Besar anomali magnetik berkisar ratusan sampai ribuan nano-tesla, tapi ada juga yang > 100.000 nT yang berupa endapan magnetik. Secara garis besar anomali ini disebabkan oleh madan magnetik remanen dan medan magnetik induksi. Anomali yang diperoleh dari survey merupakan hasil gabungan dari keduanya, bila arah medan magnet remanen sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya bertambah besar, demikian pula sebaliknya. Jika anomali medan magnetiknya < 25 % medan magnet utama bumi maka efek medan remanennya dapat diabaikan. Adanya anomali medan magnetik menyebabkan perubahan dalam medan magnet total bumi dan dapat dituliskan sebagai :
Dengan = medan magnet total bumi, = medan magnet utama bumi dan = medan anomali magnetik. Bila besar < dan arah hampr sama dengan arah maka anomali magnetik totalnya adalah
atau
Dimana : = medan magnet total terukur, = medan magnet teoritis berdasarkan IGRF dan = koreksi medan magnet akibat variasi harian. Magnetisasi BatuanApabila suatu batuan didalamnya mengandung mineral magnet berada dalam medan magnet bumi, maka akan timbul medan magnet baru dalam benda (induksi) yang menghasilkan anomaly magnet. Oleh sebab itu medan magnet normal bumi akan mengalami gangguan yang disebabkan oleh anomaly magnet sebagai hasil magnetisasi batuan.
Dimana
adalah medan magnet total bumi
adalah medan magnet normal bumi
adalah medan anomali magnet.
Dengan pendekatan
