UPGRADE SISTEM PERALATAN MAGNET BUMI. Oleh : Yohanes Tasar, Ahmad Kadarisman, Mahmud Yusuf, Abdul Aziz

Transkripsi

1 UPGRADE SISTEM PERALATAN MAGNET BUMI Oleh : Yohanes Tasar, Ahmad Kadarisman, Mahmud Yusuf, Abdul Aziz I. Pendahuluan Penelitian tentang perubahan nilai medan magnet bumi terkait dengan aktifitas stress pada mantel bumi bagian atas telah lama dilakukan, dan muncul istilah Tectonomagnetism ( Nagata, 1969). Sedangkan perubahan medan magnet bumi yang berhubungan dengan kejadian gempabumi adalah Seismomagnetic ( Stacey, 1963). Proses tektonik stress berhubungan dengan tiga jenis efek 1) Dilatancy (Scholz, 1973) 2) Electrokinetic 3) Piezomagnetic (Stacey,1972). Sumber magnetbumi yang terrekam oleh peralatan berasal dari sistem internal bumi dan Eksternal gambar 1. Sistem internal yang pertama yang dominan berkontribusi memberikan medan magnetbumi adalah efek hidodinamika dinamo dari pergerakan Fluida pada inti bumi, dan yang kedua adalah lapisan batuan yang sudah termagnetisasi pada saat pembekuan. Sedangkan faktor eksternal adalah aktifitas Matahari yang menyebabkan adanya penyebaran gelombang elektromagnetik dari Matahari.

2 Sumber Internal Sumber Eksternal Gambar 1. Sumber Magnet bumi Medan magnet bumi merupakan besaran vektor yang mempunyai arah dan besaran (Intensitas), dinyatakan dalam komponen-komponen horizontal dan vertical. Deklinasi dan Inklinasi merupakan besaran sudut komponen vector medan magnet bumi. Dijelaskan dalam gambar 2. Gambar 2. Komponen medan magnet bumi Sedangkan Deklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh arah vektor medan magnet bumi disuatu tempat dengan arah utara geografis, Inklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh arah medan magnet bumi disuatu tempat dengan bidang horisontal. Variasi harian yang direkam oleh fluxgate magnetometer. Gambar 3

3 Gambar 3. Variasi harian medan magnet bumi Pada tahun 2016 dilakukan upgrade sistem peralatan magnet bumi di stasiun Pelabuhan Ratu dan Kupang dengan tujuan untuk mengingkatkan output data dengan interval sampling 1 detik, dan diharapkan dapat mengamati anomali magnet pada saat terjadi gempa bumi. II. Metode Pengukuran variasi harian medan magnet bumi dapat diukur dengan Fluxgate magnetometer. Fluxgate magnetometer bekerja dengan prinsip dua buah kumparan primer dan sekunder yang mengubah medan listrik menjadi medan magnet, karena kedua kumparan memiliki arah lilitan yang berlawanan maka medan magnet yang dihasilkan akan saling meniadakan, tetapi jika ada medan magnet luar yang searah dengan inti sensor akan terukur nilai dan dapat dinyatakan sebagai medan magnet luar yang berada disekitar sensor. Stasiun observasi magnetbumi Pelabuhan Ratu dan kupang dibangun pada tahun 2006, dengan dipasang peralatan magnet bumi digital. Fungsi utama kedua stasiun tersebut dalam mengamati parameter magnet bumi melengkapi 3 stasiun magnetbumi yang telah ada sebelumnya yaitu Tangeng, Tuntungan dan Manado.

4 Peralatan yang dipasang di Pelabuhan Ratu dan Kupang memiliki spesifikasi yang sama diantaranya : 1. Fluxgate magnetometer 3 komponen ( Suspended version),gambar 4 2. Fluxgate electronic digital device 3. Proton Magnetometer 4. DI Flux Theodolite ( Alat Pengamatan Absolute ) Gambar 4. Fluxgate magnetometer Suspended Fluxgate magnetometer tipe Suspended keluaran dari Danish Meteorological Institute ini memiliki spesifikasi sebagai berikut : 1. Output range : ± nt 2. Resolusi : 0.2 nt 3. Sensitivity : 631 nt/volt 4. Long term drift : < 0.3 nt/years 5. ADC digitizer : 16 Bit Pada awal pemasangan perangkat Fluxgate magnetometer ditambah dengan perangkat Digitizer Indigo dengan tujuan untuk mengabungkan data fluxgate magnetometer dan Proton Magnetometer dengan output data samping 5 detik.

5 Kemudian pada bulan Agustus 2016 dilakukan upgrade system dan software akusisinya pada peralatan tersebut sehingga dapat mengeluarkan data dengan sampling 1 detik seperti digambarkan pada skema konfigurasi pada gambar 5. Konfigurasi Sebelum di Upgrade Konfigurasi Setelah Upgrade Gambar 5. Kofigurasi Peralatan Magnetometer

6 III. Hasil dan Pembahasan Upgrade sistem peralatan dengan output data sampling 1 detik cukup signifikan memberikan kontribusi untuk mengamatan gempabumi. Phenomena Seismomagnetic ( pengaruh perubahan sifat magnetik batuan pada saat terjadi gempa bumi) dapat terrekam dengan baik oleh stasiun magnet bumi di Pelabuhan Ratu, dan Kupang Dari 17 kali kejadian gempabumi dengan magnitude skala diatas 5 SR selama periode Juli 2016 Juli 2017, ada 15 kali kejadian gempa yang anomali perubahan variasi medan magnet bumi yang tercatat di Pelabuhan Ratu, dan 2 kali kejadian gempabumi disekitar Kupang Terrekam di stasiun observasi Bau Mata Kupang. Info Gempa bumi Tanggal 19 Oktober 2016 jam 00:26:01 Lokasi : LS ; BT Kedalaman : 614 Km Magnitute :6.6 SR Jarak : 120 Km Timurlaut Subang Jawabarat Gambar 6. Rekaman fluxgate Magnetometer pada saat gempa bumi di Laut Jawa

7 Info Gempa bumi Tanggal 05 Desember 2016 Jam 01:13:04 UTC Lokasi : LS ; BT Kedalaman : 526 Km Magnitute :6.3 SR Jarak : 147 Km Timurlaut Kupang, NTT Gambar 7. Rekaman Fluxgate magnetometer pada saat terjadi gempa bumi di Flores Gempa bumi yang terjadi di Laut Jawa terekam oleh Fluxgate magnetometer di stasiun Pelabuhan Ratu mengalami gangguan magnetik selama 4 menit dengan amplitude maksimum 40 nt (nanotesla) Gambar 6, sedangkan gempa bumi yang terjadi di Flores terekam oleh Fluxgate magnetometer di stasiun Kupang mengalami gangguan magnetic selama 5 detik dengan

8 amplitude 20 nt Gambar 7. Phase gelombang seismik P dan S terlihat jelas pada variasi magnetik. Selain itu ada perubahan pola variasi harian beberapa jam sebelum terjadinya gempa bumi, yang dapat diduga sebagai prekursor gempa bumi.gambar 8 Gambar 8. Anomali variasi medan Magnet Bumi sebelum terjadinya gempa bumi

9 Tabel 1. Rekap kejadian gempa bumi yang terekam pada Fluxgate magnetometer di stasiun Pelabuhan Ratu No Date Time Latitude Longitude Depth Mag MagType 1 7/8/ :48: mb 2 6/11/ :15: mww 3 4/24/ :29: mb 4 4/23/ :01: mb 5 3/21/ :13: mb 6 3/14/2017 4:36: mb 7 2/19/ :14: mb 8 2/15/ :53: mb 9 2/8/2017 8:34: mb 10 1/2/ :02: mb 11 11/7/ :31: mww 12 10/19/20160:26: mww 13 9/11/ :35: mb 14 8/12/2016 8:30: mb 15 8/12/2016 7:17: mb 16 8/7/ :02: mb 17 7/29/2016 9:07: mb

10 IV. Kesimpulan 1. Hasil upgrade system peralatan magnet bumi di stasiun Pelabuhan Ratu dan kupang dapat merekam gangguan magnetik pada saat terjadi gempa bumi. 2. Ada anomaly variasi medan magnet bumi beberapa saat sebelum terjadinya gempa bumi. V. Daftar Pustaka 1. Nagata, T. (1969) : Basic magnetic propesties of rock under the effect of mechanical stresses Tectonophysic, Stacey, F.D. (1963) ; Seismomagnetic effect and the possibility of forecasting earthquake. Nature Stacey F D and Johnston M J S (1972): Theory of the piezomagnetic effect in Titanomagnetic bearing rocks ; Pageoph Scholz C H, Sykes L R and Agarwal Y P. (1973): Earthquake Prediction : A Physical Basis ; Science 181,