Modul 10 Pengolahan awal metode magnetik 1. Dasar Teori Tujuan praktikum kali ini adalah untuk melakukan pengolahan data magnetik, dengan menggunakan data lapangan sampai mendapatkan anomali medan magnet total. Untuk mendapatkannya dilakukan koreksi-koreksi yang mempengaruhi data magnetik, diantaranya koreksi IGRF (International Geomagnetic Reference Field) yang sesuai dengan posisi serta waktu pengukuran (akuisisi data) dan Koreksi Variasi Harian. Sesuai dengan persamaan (Blakely, 1995) (Gambar 10.1) : T H (10-1) Jika T H 0 H A merepresentasikan gangguan dari H 0 karena adanya sumber anomali magnetik, maka medan magnetik total dapat dinyatakan dengan persamaan (Blakely, 1995) : H H 0 (10-2) T H A Anomali medan magnetik total tidak sama dengan besar dari medan anomali karena (Blakely, 1995) : T H H (10-3) 0 A H 0 H A Gambar. 10.1. Penggambaran vektor anomali medan magnetik total (Blakely, 1995). 2. Medan Magnet Bumi Bumi 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 11 o dari sumbu rotasi bumi, yang berarti Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 1
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. 10.2. Elemen Magnetik Bumi (Blakely, 1995). Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu sehingga untuk menyeragamkan nilai-nilai medan utama magnet bumi, dibuat standard nilai yang disebut dengan International Geomagnetics Reference Field (IGRF) yang diperbaharui tipa 5 tahun sekali. Nilai-nilai IGRF tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata-rata pada daerah luasan sekitar 1 juta km yang dilakukan dalam waktu satu tahun. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 2
Medan magnet bumi terdiri dari tiga bagian, yaitu : a. Medan magnetik utama bumi (Main field) Pengaruh medan magnetik utama bumi 99% dan variasinya terhadap waktu sangat lambat dan kecil. Gambar. 10.3. Distribusi Intensitas Medan Magnet Bumi (Telford, 1979). b. Medan magnetik luar (external field) Pengaruh medan 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 tehadap waktu jauh lebih cepat. Beberapa sumber medan luar 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 jangkau 30 nt Variasi harian dengan periode 25 jam yang berhubungan dengan pasang surut bulan dan mempunyai jangkau 2 nt Badai magnetik yang bersifat acak dan dengan jangkau sampai dengan 1000 nt c. Anomali Medan Magnetik Variasi medan magnetik yang terukur di permukaan merupakan target dari survey magnetik (anomali magnetik). Besarnya anomali magnetik berkisar ratusaan sampai dengan ribuan nano-tesla, tetapi ada juga yang yang lebih besar dari 100.000 nt yang berupa Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 3
endapan magnetik. Secara garis besar anomali ini disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnet induksi. Medan magnet remanen mempunyai peranan yang besar pada magnetisasi batuan yaitu pada besar dan arah medan magnetnya serta sangat rumit diamati karena berkaitan dengan peristiwa kemagnetan yang dialami sebelumnya. Sisa kemagnetan ini disebut dengan Normal Residual Magnetism yang merupakan akibat dari magnetisasi medan utama. Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil gabungan dari keduanya, 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 magnet kurang dari 25 % medan magnet utama bumi (Telford, 1979). 3. Pengolahan Data Metode pengolahan data anomali geomagnetik secara garis besar ditunjukkan pada diagram alir sebagai berikut : Gambar. 10.4. Diagram alir pengolahan awal data magnetik Dari pengukuran di lapangan, diperoleh data intensitas medan magnet total atau vertikal dan horizontal, yaitu dari pengukuran PPM dan Fluxgate magnetometer. Data-data tersebut merupakan harga terbaik dari lima kali pengukuran di setiap titik pengukuran. Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 4
Dengan mengoreksi dengan medan magnet utama bumi (untuk P. Jawa diasumsikan besarnya 45.300 nt) atau dapat menggunakan model yang dikeluarkan oleh IGRF pada epoch yang bersangkutan dan koreksi variasi harian yang dipengaruhi oleh medan magnet luar bumi, maka dapat diperoleh data anomali medan geomagnet bumi pada daerah survei. Selanjutnya data anomali ini diolah (misalnya dengan filtering) untuk dilakukan penafsiran (interpretasi data) misalnya dengan pemodelan untuk mendapatkan struktur batuan di bawah permukaan bumi. Besarnya nilai anomali tersebtu dapat dihitung dengan persamaan : H T = H M + H L + H A (10-6) dengan H T = medan magnetik total (Pembacaan alat) H M H L H A = medan magnetik utama bumi (IGRF) = medan magnetik luar (koreksi variasi harian) = anomali medan magnetik (Hasil yang dicari) Bila besar H A << H T dan arah H A hampir sama dengan arah H T maka anomali magnetik totalnya adalah : H A = H T H M - H L (10-7) Prak Metode Gravitasi dan Magnetik Page 5