PENGANTAR
GEOFISIKA
“Metode-Metode
Geomagnetik”
OLEH:
Nama : Ibrahim Adhyatma Ismail
Nim :
60400114024
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI
ALAUDDIN MAKASSAR
2016
Segala puji hanya milik
Allah SWT. Shalawat dan salam selalu tercurahkan kepada
Rasulullah SAW. Berkat limpahan dan rahmat-Nya penyusun
mampu menyelesaikan tugas makalah ini guna memenuhi
tugas mata kuliah Geofisika.
Fisika sebagai ilmu pengetahuan alam
dalam kehidupan umat manusia dapat dikaji
melalui berbagai sudut pandang. Fisika
sebagai ilmu yang telah berkembang selama
empat belas abad lebih menyimpan banyak
masalah yang perlu diteliti, baik itu
menyangkut ajaran dan pemikiran keilmuan
maupun realitas sosial, politik, ekonomi
dan budaya.
Dalam penyusunan tugas atau materi ini, tidak
sedikit hambatan yang penulis hadapi. Namun penulis menyadari bahwa kelancaran
dalam penyusunan materi ini tidak lain berkat bantuan, dorongan, dan bimbingan
orang tua, sehingga kendala-kendala yang penulis hadapi teratasi.
Makalah ini disusun agar pembaca dapat
memperluas ilmu tentang metode-metode geomagnetik, yang saya sajikan
berdasarkan pengamatan dari berbagai sumber informasi, referensi, dan berita.
Makalah ini di susun oleh penyusun dengan berbagai rintangan. Baik itu yang
datang dari diri penyusun maupun yang datang dari luar. Namun dengan penuh
kesabaran dan terutama pertolongan dari Allah akhirnya makalah ini dapat
terselesaikan.
Semoga makalah ini dapat memberikan wawasan yang
lebih luas dan menjadi sumbangan pemikiran kepada pembaca khususnya para
mahasiswa Universitas Islam Negeri Alauddin Makassar. Saya sadar bahwa makalah
ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna. Untuk itu,
kepada dosen pembimbing saya meminta
masukannya demi perbaikan pembuatan makalah
saya di masa yang akan datang dan mengharapkan
kritik dan saran dari para pembaca.
Samata-Gowa, 22 April 2016
Penyusun
DAFTAR ISI
Kata pengantar
........................................................................................
Daftar isi
.................................................................................................
A. Pendahuluan
B. Pembahasan
C. Penutup
Daftar pustaka
........................................................................................
PENDAHULUAN
Metode Geofisika merupakan ilmu
yang mempelajari tentang bumi dengan menggunakan pengukuran fisis pada atau di
atas permukaan. Dari sisi lain, geofisika mempelajari semua isi bumi baik yang
terlihat maupun tidak terlihat langsung oleh pengukuran sifat fisis dengan
penyesuaian pada umumnya pada permukaan (Dobrin dan Savit, 1988).
Metode geofisika sebagai
pendeteksi perbedaan tentang sifat fisis di dalam bumi. Kemagnetan, kepadatan,
kekenyalan, dan tahanan jenis adalah sifat fisis yang paling umum digunakan
untuk mengukur penelitian yang memungkinkan perbedaan di dalam bumi untuk
ditafsirkan kaitannya dengan struktur mengenai lapisan tanah, berat jenis
batuan dan rembesan isi air, dan mutu air (Todd, 1959).
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 respon yang dilakukan
oleh bumi. Medan alami yang dimaksud disini misalnya radiasi gelombang gempa
bumi, medan gravitasi bumi, medan magnet bumi, medan listrik dan
elektromagnetik bumi serta radiasi radiokativitas bumi. Medan buatan 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 tampal seperti tabel dibawah ini :
Tabel 1. Beberapa Macam Metode Geofisika
|
Metode
|
Parameter Yang Diukur
|
Sifat Fisis Yang Diukur
|
|
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
|
|
Elektromagnetik
|
Respon
terhadap radiasi elektromagnetik
|
Konduktivitas
atau Induktansi listrik
|
|
Potensial Diri
|
Potensial
listrik
|
Konduktivitas
listrik
|
Dari berbagai macam metode seperti
yang disebut di atas, metode Geomagnetik merupakan salah satu metode yang masih
banyak digunakan hingga saat ini.
B. PEMBAHASAN
a. Gambaran Umum Metode Geomagnetik
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.
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 :
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
I. Tiga Elemen medan magnet bumi
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
b. 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 (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
Lokasi
|
|||
|
Tgl.
|
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 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.
c. 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.
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 ekivalen (equivalent source),
lapisan ekivalen (equivalent layer)
dan pendekatan deret Taylor (Taylor
series approximaion), dimana setiap teknik mempunyai kelebihan dan
kekurangan (Blakely, 1995).
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.
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 Geomagnetik
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. Beberapa pemodelan yang biasa digunakan yaitu pemodelan dua
setengah dimensi dan pemodelan tiga dimensi.
C. KESIMPULAN
1. Geomagnetik
merupakan salah satu metode seurvei geofisika dengan cara mengukur variasi
intensitas medan magnetik dari posisi yang berbeda.
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) dan koreksi
lainnya.
4. Interpretasi
data geomagnetik dapat dilakukan dengan dua cara, yaitu interpretasi kualitatif
dan interpretasi kuantitatif.
DAFTAR PUSTAKA
Tidak ada komentar:
Posting Komentar