METODE GEOMAGNET
Metoda Geomagnet adalah salah
satu metoda di geofisika yang memanfaatkan sifat kemagnetan bumi.
Menggunakan metoda ini diperoleh kontur yang menggambarkan distribusi
susceptibility batuan di bawah permukaan pada arah horizontal. Dari nilai
susceptibility selanjutnya dapat dilokalisir / dipisahkan batuan yang
mengandung sifat kemagnetan dan yang tidak. Mengingat survey ini hanya
bagus untuk pemodelan kearah horizontal, maka untuk mengetahui informasi
kedalamannya diperlukan metoda Resistivity 2D. Jadi, survey geomagnet
diterapkan untuk daerah yang luas, dengan tujuan untuk mencari daerah prospek.
Setelah diperoleh daerah yang prospek selanjutnya dilakukan survey Resistivity
2D.
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). Secara umum,
metode geofisika dibagi menjadi dua kategori, yaitu:
–
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 dalam ilmu geofisika terdiri dari
2 :
–
Medan alami adalah 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.
Medan 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.
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 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. 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),
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) :
1.
Kompas geologi, untuk mengetahui arah utara dan selatan dari medan magnet
bumi.
2.
Peta topografi, untuk menentukan rute perjalanan dan letak titik pengukuran
pada saat survei magnetik di lokasi
3.
Sarana transportasi
4.
Buku kerja, untuk mencatat data-data selama pengambilan data
5.
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.
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.
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.
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.
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 Data
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.
Interpretasi Data Geomagnetk
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.