BAB I

PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

Metode magnetik merupakan salah satu metode geofisika yang sering

digunakan untuk survei pendahuluan pada eksplorasi minyak bumi, panasbumi,

mineral maupun untuk keperluan pemantauan (monitoring) gunung api. Metode

ini memanfaatkan sifat kemagnetan batuan. Bumi yang dapat dipandang sebagai

dipole (kutub utara dan selatan magnetik) mempunyai medan magnet yang tidak

konstan, artinya besar medan magnet tersebut berubah terhadap waktu. Hal ini

terjadi karena adanya pembalikan kutub magnet bumi. Pada waktu tertentu kutub

positif berubah menjadi kutub negatif. Pada saat perubahan kutub-kutub tersebut

dalam selang waktu tertentu harus melalui kondisi netral.

Metode magnetik pada dasarnya adalah memetakan gangguan lokal pada

medan magnet bumi yang disebabkan oleh variasi kemagnetan batuan. Umumnya

peta anomali medan magnet (untuk geofisika terapan biasanya medan total atau

medan vertikal) bersifat agak kompleks. Variasi medan lebih tidak menentu dan

terlokalisir sebagai akibat dari medan magnetik dipole yang metupakan besaran

vektor. Peta anomali magnetik menujukkan sejumlah anomali residun yang

merupakan hasil variasi yang sebagian besar mineral magnetik yang terkandung

dalam batuan dekat permukaan. Sebagai akibat dari hal-hal tersebut, maka

intrepetasi yang tepat dalam metode geomagnetik relatif lebih sulit.

Anomali dalam medan magnet bumi disebabkan oleh imbasan suatu gaya

magnetik yang berosilasi dengan medan magnet bumi dan akibat dari remanent

medan magnet bumi. Anomali induksi magnetik merupakan hasil dari induksi

magnetik tambahan dalam suatu sulfidan besi belerang oleh medan magnet bumi.

Bentuk, dimensi dan amplitude dari suatu anomali induksi magnetik merupakan

suatu fungsi dari orientasi, geometri, ukuran. Kedalaman, dan suseptibilitas

magnetik dari benda yang sama baiknya dengan intensitas dan inklinasi dari

medan magnet bumi pada daerah survei. Dengan kata lain metode ini dalam

penerapannya berdasarkan sifat-sifat kemagnetan batuan bumi. Karena tidak

semua batuan mengandung mineral magnetik sehingga hasil dari metode ini

1

sangat kecil bila dibandingkan dengan metode lainnya seperti metode gravitasi

yang didasrka pada massa jenis dari batuan.

I.2. Maksud dan Tujuan

Maksud dari praktikum acara ini adalah agar praktikan bisa memahami

akuisisi data dan pengolahan data dengan menggunakan software magpick

Tujuan dari pengolahan data ini adalah didapatkannya nilai Δh, grafik dan

peta dari data yang sudah diolah baik secara excel maupun manual.

2

BAB II

DASAR TEORI

II.1. Medan magnet Bumi

Pada tahun 1893 Gauss pertama kali melakukan analisa harmonik dari

medan magnetik bumi untuk mengamati sifat-sifatnya. Analisa selanjutnya yang

dilakukan oleh para ahli mengacu pada kesimpulan umum yang dibuat oleh Gauss

yaitu :

1. Intensitas medan magnetik bumi hampir seluruhnya berasal dari

dalam bumi

2. Medan yang teramati di permukaan bumi dapat didekati dengan

persamaan harmonik yang pertama yang berhubungan dengan

potensial dwikutub di pusat bumi. Dwi kutub Gauss ini mempunyai

kemiringan 11.5o terhadap sumbu geografi.

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 (Fe7 S8 ),

3

titanomagnetite (Fe2T iO4 ) 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 :

HA = HT – HM – HL

dengan : HT : medan magnet total bumi

H M : medan magnet utama bumi

H L : medan magnet luar

H A : medan magnet anomali

4

II.2. Komponen Magnet Bumi

Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga

elemen medan magnet bumi, 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 III.3 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)

5

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 (Fe7 S8 ), titanomagnetite (Fe2T iO4 ) 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.

II.3. Sifat – sifat Kemagnetan Bumi

Sifat-sifat kemagnetan dapat dibagi menjadi 3 bagian yaitu Diamagnetik,

Paramagnetik, dan ferromagnetik.

a. Diamagnetik

Material – material dimana atom-atom pembentukannya memiliki elekton

yang telah jenuh yang mana tiap elektronnya berpasangan dan mempunyai spin

yang berlawanan dalam setiap pasangannya. Sehingga ketian diberikan magnet

luar maka elektron – elekton tersebut akan berpresisi menghasilkan medan magnet

menentang magnet luar. Nilai dari suseptibilitasnya negatif, sehingga intensitas

induksinya akan berlawan arah dengan gaya magnetnya atau medan polarisasi.

Contohnya yaitu batuan kuarsa, marmer, graphite, rocksalt, dan gypsum.

6

b. Paramagnetik

Material yang memiliki nilai suseptibilitas yang positif dan sangat kecil.

Paramagnetik muncul dalam bahan yang atom-atomnya memilik momen magneti

yang permanen dan berinteraksi satu sama lain dengan sangat lemah. Apabila

tidak terdapat medan magnet luar momen magneti ini akan berorientasi. Secara

acak, jika diberikan medan magnet luar maka momen magnetik ini akan

cenderung menyearahkan arah momen magnetiknya dengan medan magnet luar,

tapi dilawan kecenderungan momen untuk berorientasi oleh akibat gerak

thermalnya. Perbandingan momen yang menyearahkannya dengan medan ini

bergantung pada kekuatan medan magne luar dan temperaturnya. Nilai

suseptibilitas positif dan berbanding terbaik dengan temperatur absolut. Jumlah

elektron ganjil, momen medan magnet atomnya searah dengan medan polarisasi.

Contohnya : olivin, piroksin, amphibol, biotit.

c. Ferromagnetik

Material yang memiliki banyak elektron bebas pada tiap kulit elektronnya,

dan ini menyebabkan batuan ini sangat mudah berinduksi oleh medan luar, bahan

ini memiliki nilai suseptibilitas positif dan besar. Pada bahan ini sejumlah kecil

medan magnetik luar dapat menyebabkan derajat penyearahan yang tinggi pada

momen dipole magnetik atomnya. Penyerahan ini dapat bertahan sekalipun medan

magnet luar yang diberikan telah hilang. Hal ini dapat terjadi karena momen

dipole magnetik atom dari bahan-bahan yang menyearahkan gaya-gaya yang kuat

pada atom tetangganya sehingga dalam daerah ruang yang sempit momen ini

disearahkan satu sama lain sekalipun medan luarnya tidak ada lagi. Daeraah ruang

tempat momen dipole magnetik disearahkan ini disebut daerah magnetik. Pada

temperatur diatas suhu kritis yang disebut titik curie. Gerak termal acak sudah

cukup besar untuk merusak keteraturan penyearahan ini dan bahan ferromagnetik

berubah menjadi paramagnetik.

7

II.4. Akuisisi Data Metoda Geomagnet

Base – Rover

Pengukuran yang menggunakan dua buah alat PPM dimana satu

buah untuk pengambilan data base yang penempatan alat PPM tersebut di

tempatkan pada tempat yang bebas dari noise guna mencatat nilai variasi

harian dan tetap sedangkan satunya untuk pengambilan data di lapangan

guna mencatat intensitas medan total dari tiap lintasan.

Proses pengolahan data manual Base Rover yaitu dengan cara

menghitung data dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

BL = H Base X T Base Rover

T Terukur

BLN = Intensitas terdekat – BL

Hvar = BLN – Bl1

Ha = H intensitas rover – IGRF - Hvar

.

Keterangan : BL : kuat medan magnet

BLn : kuat medan magmet dititik n

Hvar : nilai variasi harian

Bl1 : Bl pada stasiun 1

IGRF : International Geomagnetics Reference Field

Ha : medan magnet anomali

8

Looping

Pengukuran yang menggunakan satubuah alat PPM dimana satu

buah untuk pengambilan nilai variasi harian juga untuk pengambilan data

di lapangan guna mencatat intensitas medan total dari tiap lintasan.

Proses pengolahan data manual Base Rover yaitu dengan cara

menghitung data dengan menggunakan rumus sebagai berikut :

Koreksi IGRF = Hrerata – IGRF

Var iansi harian = (Ti – Tawal) X (T akhir – T awal)

( Hrerata akhir – Hrerata awal)

Ha = H intensitas rover – IGRF - Hvar

Keterangan : Ti : Waktu di titik pengambilan

Tawal : Waktu di titik awal

Takhir : Waktu di titik akhir

IGRF : International Geomagnetics Reference Field

Ha : medan magnet anomali

9

MULAI

Hitung Nilai Δh

Variansi Harian Data Base

H rata-2 data Rover

Buat Peta Δh menggunakkan surfer

SELESAI

Data

BAB III

METODOLOGI

III.1. Diagram Alir

III.1 Diagram Alir Pengolahan Base Rover

10

MULAI

Hitung Nilai Δh

Variansi Harian

Koreksi nilai IGRF

Buat Peta Δh menggunakkan surfer

SELESAI

Data

III.2 Diagram Alir pengolahan Metode Satu Alat

11

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV.1. Tabel

1. Pengolahan Excel Metode Base-Rover

12

2. Pengolahan Excel Metode Satu Alat

13

IV.2. Grafik

1. Grafik ΔH versus Posisi (Base Rover)

Pada grafik yang didapatkan dari posisi titik dibandingkan dengan Δh maka

didapatkan grafik dibawah. Dari hasil pengolahan base rover didapatkan nilai

medan magnet anomali terbesar yaitu bernilai 487.49 nT pada stasiun 165.

Sedangkan untuk nilai medan magnet anomali terendah yaitu pada stasiun 167

yang bernilai – 418 nT. Pada grafik ditandai lingkaran merah yaitu nila medan

magnet anomaly yang paling berubah signifikan.

2. Variansi Harian versus Waktu ( Base Rover).

Pada grafik yang didapatkan dari waktu dibandingkan dengan varaiansi

harian maka didapatkan grafik dibawah.

14

Dari hasil pengolahan base rover didapatkan nilai variansi harian terbesar

terbesar yaitu bernilai 15,8 nT pada waktu 13:48:54. Sedangkan untuk nilai

medan magnet anomali terendah yaitu pada waktu 16:54:53 yang bernilai – 14,5

nT.

3. Grafik ΔH versus Posisi (Satu Alat)

Pada grafik yang didapatkan dari posisi titik dibandingkan dengan Δh maka

didapatkan grafik dibawah.

Dari hasil pengolahan satu alat didapatkan nilai medan magnet anomali

terbesar yaitu bernilai 1978,2 nT pada titik 160. Sedangkan untuk nilai medan

magnet anomali terendah yaitu pada titik 35 yang bernilai – 1160,9 nT. Pada

grafik ditandai lingkaran merah yaitu nilai medan magnet anomali yang paling

berubah signifikan.

15

4. Variansi Harian versus Waktu ( Satu Alat)

Pada grafik yang didapatkan dari posisi titik dibandingkan dengan Δh maka

didapatkan grafik dibawah.

Dari hasil pengolahan satu alat didapatkan nilai variansi harian terbesar yaitu

bernilai 61,059 nT pada waktu 11:31:59. Sedangkan untuk nilai medan magnet

anomali terendah yaitu pada waktu 08:32 yang bernilai –9,706 nT.

16

IV.3. Peta

1. Peta ΔH Metode Satu Alat

Dari hasil pengolahan data 12 line menggunakkan metode satu alat maka

didapatkan peta nilai Δh sebagai berikut. Dapat dilihat dari peta nilai medan

magnet anomaly tertinggi yaitu pada tengan daerah penelitian sedangkan pada

daerah barat dan timur cenderung bernilai negative. Hal ini menandakkan

bahwa nilai intensitas medan magnet pada tengah daerah penelitan lebih

besar dari daerah lain di sekitarnya.

2. Peta ΔH Metode Base Rover

Dari hasil pengolah data mengunakaan metode base rover maka didapatkan

peta Δh dibawah ini :

17

Dapat dilihat dari peta nilai medan magnet anomali tertinggi yaitu pada timur

daerah penelitian sedangkan pada daerah barat cenderung lebih rendah. . Hal ini

menandakkan bahwa nilai intensitas medan magnet pada timur daerah penelitan

lebih besar dari daerah lain di sekitarnya. Yang selanjutnya dapaat dianalisa lebih

detil guna menentukkan nilai supsebilitas daerah tersebut.

18

BAB V

PENUTUP

V.1 Kesimpulan

Dari hasil pengolahan data menggunakkan metode satu alat dan base rover

maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

Dengan metode satu alat didapatkan nilai Δh atau medan magnet anomali

terbesar yaitu bernilai 1978,2 nT pada titik 160 pada waktu 10:47:32. Sedangkan

nilai medan magnet anomaly terendah pada stasiun 35 yang bernilai – 1160,9 nT

dengan waktu 9:31:56.

Dengan metode base rover didapatkan nilai Δh atau medan magnet

anomali terbesar yaitu 487.49 nT pada stasiun 165 pada waktu 13:41:56.

Sedangkan untuk nilai terendah pada waktu 14:51:38 yang bernilai – 418 nT yaitu

pada stasiun 167.

V.2 Saran

Untuk pengolahan data baik menggunakkan metode satu alat atau base

rover diperlukan ketelitian. Pada saaat pencocokan waktu di base dan rover, juga

menentukkan waktu terdekat di base jika dibandingkan waktu permintaan dari

stasiun diperlukkan ketelitian karena akan berpengaruh ke nilai Δh.

19