Dosen
: Ayusari Wahyuni, S.Si., M.Sc
Mata kuliah : Pengantar Geofisika
MAKALAH
“METODE-METODE
GEOFISIKA “
OLEH:
RISKA
OKTAVIANI
(60400114025)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN
TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM
NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR
2016
BAB I
PENDAHULUAN
A.
Latar Belakang
Metoda
magnetik merupakan metoda pengolahan
data potensial untuk memperoleh gambaran bawah permukaan bumi atau berdasarkan karakteristik
magnetiknya. Metode ini didasarkan pada pengukuran intensitas medan magnet pada
batuan yang timbul karena pengaruh dari medan magnet bumi saat batuan itu terbentuk.
Kemampuan suatu batuan untuk dapat ter magnetisasi sangat di pengaruhi oleh
faktor susceptibilitas batuan. Objek pengamatan dari metode ini adalah benda yang
bersifat magnetik, dapat berupa gejala struktur bawah permukaan ataupun batuan tertentu.
Metode ini dapat,
dipakai sebagai preliminary
survey untuk menentukan bentuk
geometri dari bentuk basement, intrusi dan patahan. Metode magnetik didasarkan
pada pengukuran variasi intensitas medan magnetik di permukaan
bumi yang disebabkan oleh adanya
variasi distribusi benda termagnetisasi
di bawah permukaan bumi
(suseptibilitas).
Variasi
yang terukur (anomali) berada dalam latar belakang medan yang relatif besar.
Variasi intensitas medan magnetik
yang terukur kemudian
ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik di bawah
permukaan, yang kemudian dijadikan dasar bagi
pendugaan keadaan geologi
yang mungkin.
Metode magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika
dengan metode gravitasi, kedua metode sama- sama berdasarkan
kepada teori potensial,
sehngga keduanya sering
disebut sebagai metoda potensial.
Namun
demikian, ditinjau dari segi besaran fisika yang terlibat, keduanya mempunyai
perbedaan yang mendasar. Dalam magnetik
harus mempertimbangkan variasi arah dan besar vector magnetisasi. sedangkan
dalam gravitasi hanya
ditinjau variasi besar
vector percepatan gravitasi. Data pengamatan magnetik lebih menunjukan
sifat residual yang kompleks. Dengan demikian, metode magnetik memiliki variasi
terhadap waktu jauh 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 serta bisa
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian 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:
1.
Metode pasif dilakukan dengan mengukur medan
alami yang dipancarkan oleh bumi.
2.
Metode aktif dilakukan
dengan membuat medan gangguan kemudian mengukur respon yang dilakukan oleh
bumi.
Medan dalam ilmu geofisika terdiri dari 2 :
1.
Medan alami adalah misalnya
radiasi gelombang gempa bumi, medan gravitasi bumi, medan magnet bumi, medan
listrik dan elektromagnetik bumi serta radiasi radiokativitas bumi.
2.
Medan buatan dapat berupa
ledakan dinamit, pemberian arus listrik ke dalam tanah, pengiriman sinyal radar
dan lain sebagainya.
B.
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 :
1.
Deklinasi (D), yaitu
sudut antara utara magnetik dengan komponen horizontal yang dihitung dari utara
menuju timur
2.
Inklinasi(I), yaitu
sudut antara medan magnetik total dengan bidang horizontal yang dihitung dari
bidang horizontal menuju bidang vertikal ke bawah.
3.
Intensitas
Horizontal (H), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang
horizontal.
4.
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 :
·
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..
·
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.
·
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),
C.
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. 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.
D.
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.
E.
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.
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
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
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.
F.
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).
G.
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.
H.
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.
I.
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.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar