Geophysics UNSOED
PENGANTAR SURVEI MAGNETIK
PENGANTAR SURVEI MAGNETIK
Keberadaan Bumi sebagai benda magnetik sudah dikenal orang sejak lama. Beberapa teori yang mendasari kenyataan ini telah dikemukakan oleh para ahli. Apabila Bumi dalam keadaan homogen, maka tidak banyak masalah yang timbul dari keadaannya, tetapi kenyataannya tidaklah demikian. Salah satu ketidakhomogenan Bumi adalah adanya perbedaan atau variasi sifat kemagnetan batuan-batuan penyusunnya, terutama yang terletak dekat dengan permukaan (kerak Bumi), sehingga mudah dirasakan efeknya. Ini menunjukkan bahwa Bumi tersusun dari berbagai jenis batuan dengan sifat yang berbeda. Jika Bumi tersusun dari batuan dengan kemagnetan homogen dan berbentuk bola, maka garis-garis gaya magnet akan melintas secara ideal dari satu kutub magnetik Bumi ke kutub magnetik yang berlawanan seperti bola magnet biasa. Namun, ternyata bentuk Bumi tidak benar-benar berbentuk bola, tetapi sedikit pipih di kedua kutubnya, dan susunan batuannya tidak homogen, tapi heterogen.
PENGANTAR SURVEI MAGNETIK
Kenyataan ini berakibat adanya perubahan pada lintasan garis gaya magnetik Bumi. Perubahan ini berupa penyimpangan nilai medan magnetik yang mudah diamati di permukaan Bumi melalui pengukuran langsung, misalnya Survei Geomagnetik. Efek penyimpangan ini disebut ANOMALI MAGNETIK.
PENGANTAR SURVEI MAGNETIK
ANOMALI MAGNETIK
PENGANTAR SURVEI MAGNETIK
Survei magnetik digunakan dalam suatu program eksplorasi yang luas. Dalam eksplorasi minyak, survei magnetik digunakan sebagai bagian dari pemetaan geofisika dari struktur dasar dan untuk menggambarkan struktur magnetik lain, seperti vulkanik. Tambahannya, terdapat suatu hal yang menarik dalam pemetaan bahwa deposit intrasedimen magnetit dpercaya berasosiasi dengan migrasi hidrokarbon yang berasal dari endapan minyak Survei magnetik mempunyai peranan penting dalam eksplorasi mineral karena banyak deposit mineral yang berasosiasi dengan konsentrasi magnetik yang lain. Jalur kimberlite sering dideteksi lansung dengan survei magnetik pada jarak yang dekat dengan sample. Perubahan hematite menjadi magnetit oleh adanya pembakaran di dalam lapisan – lapisan batubara juga sangat mudah dideteksi dengan survei magnetik
PENGANTAR SURVEI MAGNETIK
Survei magnetik dapat diterapkan untuk menduga sebaran dan model benda-benda bawah permukaan, sumberdaya alam atau struktur geologi bawah permukaan melalui pendugaan kontras kemagnetan atau kontras suseptibilitas magnetik batuan-batuan pengisi kerak Bumi. Survei geomagnetik juga sering digunakan di dunia kemiliteran, misalnya pencarian kapal selam, amunisi, ranjau darat, ranjau laut dan sebagainya. Selain itu, dalam bidang kemagnetan purba (paleomagnetik), survei geomagnetik sering dikaitkan dengan kejadian-kejadian yang pernah terjadi pada lapisan kuli t Bumi (lempeng tektonik) di masa lampau. Beberapa manfaat lain: untuk navigasi penerbangan dan pelayaran, menunjukkan arah sudut deklinasi dan inklinasi medan magnet Bumi di suatu tempat, mengkoreksi arah jarum kompas terhadap arah utara yang sebenarnya, membuat peta topografi berskala besar yang harus mencantumkan notasi dari deklinasi magnet di setiap lembar peta, menyusun peta magnetik suatu tempat, mengukur sifat magnetik batuan (misal ferromagnetik), menduga material arkeologi, membantu eksplorasi minyak Bumi dan mineral, dan sebagainya.
PENGANTAR SURVEI MAGNETIK
Untuk melakukan survei magnetik, ada beberapa parameter yang perlu diketahui, seperti: medan magnetik utama Bumi atau International Geomagnetic Reference Field (IGRF), sudut deklinasi, sudut inklinasi, medan magnetik vertikal dan medan magnetik horisontal untuk daerah survei. Selain itu, sifat fisik material atau batuan seperti suseptibilitas magnetik dan halhal yang berkaitan dengan ketelitian alat dan kejadian di luar target survei, seperti variasi medan magnet harian, badai magnetik dan ketelitian pengukuran posisi selama survei magnetik berlangsung juga harus diperhatikan. Instrumen yang umum digunakan dalam survei magnetik adalah MAGNETOMETER, yang mempunyai banyak variasi, antara lain untuk mengukur medan magnet komponen total, vertikal, dan horisontal.
PENGANTAR SURVEI MAGNETIK
Nilai kuat medan magnetik rata-rata di permukaan Bumi adalah sekitar 0,5 oersted . Dalam survei magnetik, besaran medan magnet yang langsung diukur dengan dengan peralatan magnetometer hanya dalam orde ratusan atau ribuan gamma saja, dimana 1 gamma sama dengan 10-5 oersted. Perhitungan dan analisis data survei geomagnetik melalui teknologi komputer memberikan peluang dalam melakukan interpretasi secara kuantitatif dalam usaha untuk mendeteksi secara lebih tepat dan akurat tentang bentuk, model dan ukuran benda-benda magnetik maupun struktur geologi yang terpendam.
Peta kontur medan magnetik utama Bumi, dalam nano Tesla
TEORI DASAR SURVEI MAGNETIK
Secara umum persamaan gaya magnetik berasal dari hukum Coulomb tentang gaya elektrostatik yang ekspresinya menyerupai hukum Newton tentang interaksi antara dua titik massa yang terpisah pada jarak r . Secara matematis hal ini dapat dituliskan (Sumarno, 1981) sebagai berikut:
F
m1 m2 2
r
r 1
dimana F adalah gaya dalam satuan dy ne terhadap kutub magnet m2, r adalah jarak antara dua kutub magnet m1 dan m2, r 1 adalah vektor satuan dari kutub m1 ke m2 dan adalah permeabilitas medium sekitar (besaran tidak berdimensi dan dalam ruang hampa, nilainya sama dengan 1). Jika antara dua kutub magnetik m1 dan m2 timbul kuat medan sebesar 1 emu, maka pada jarak 1 cm satu terhadap yang lain (di ruang hampa atau di udara), maka gaya magnetik di antaranya adalah 1 dyne.
TEORI DASAR SURVEI MAGNETIK
Jika suatu titik berada pada jarak r dari suatu kutub magnetik m, maka nilai kuat medan magnetik pada titik tersebut dapat didefinisikan sebagai: H
m r m ' r F
2
1
m adalah suatu kutub magnetik fiktif di udara (diasumsikan include di peralatan). Namun demikian nilai m tidak cukup besar pengaruhnya terhadap H pada titik pengukuran, dimana m’ << m. Dimensi H dalam satuan emu adalah oersted , yaitu setara dengan dyne per satuan kutub. Jika terdapat dua buah kutub magnetik yang berlawanan mempunyai kuat kutub +m dan –m dan keduanya terpisah pada jarak l , maka momen magnetiknya dapat didefinisikan sebagai:
M
m l r Μ r
1
1
Dimana M adalah vektor magnetisasi yang searah dengan vektor satuan r 1 dari kutub negatif ( –m) ke kutub positif (+m).
TEORI DASAR SURVEI MAGNETIK
Suatu benda magnet yang diletakkan dalam suatu medan magnet dapat termagnetisasi akibat induksi magnetiknya. Besar intensitas magnetisasinya sebanding dengan kuat medan magnetik dan arahnya sesuai dengan arah medan magnetik tersebut. Besaran ini didefinisikan pula sebagai momen magnetik per satuan volume, yaitu:
I
M V
J r
1
Magnetisasi akibat induksi ini praktis memantapkan polarisasi benda magnetik tersebut, sehingga seringkali dihubungkan dengan istilah polarisasi magnetik. J ika I tetap dan mempunyai arah yang sama, maka benda magnetik tersebut dikatakan termagnetisasi secara uniform atau homogen.
TEORI DASAR SURVEI MAGNETIK
Besaran fisika yang menjadi target dalam survei magnetik adalah anomali medan magnetik (H r0), baik berupa benda magnetik atau struktur geologi yang terpendam, yang besarnya berkisar dalam orde 10-4 kali intensitas medan magnetik utama Bumi (H 0), atau kira-kira sebesar 0,5 oersted . Jika dikonversi dalam satuan gamma (), maka:
1 = 10-5 oersted (oe) 1 = 1 nano Tesla (nT) Satuan nano Tesla merupakan satuan yang paling umum digunakan di dalam survei magnetik, misalnya pada peralatan Proton Precession Magnetometer atau PPM. Beberapa parameter yang terkait dengan survei magnetik adalah induksi magnetik, kuat medan magnetik, intensitas magnetisasi, polarisasi magnetik, momen dipol magnetik, suseptibilitas magnetik dan sebagainya seperti Tabel: TABEL
TEORI DASAR SURVEI MAGNETIK
Quantity
SATUAN CGS (Gaussian)
Induksi magnetik (B) Gauss (G) Kuat magnetik (H ) Oersted (Oe) Magnetisasi (M ) emu cm-3 Magnetisasi (4p M) Gauss (G) Polarisasi magnetik (J ) Magnetisasi spesifik (s) emu g-1 Permeabilitas magnetik (µ) Dimensionless Permeabilitas magnetik relatif (µr ) Susceptibilitas magnetik ( c ) emu cm-3 Oe-1 Energi yang dapat dihasilkan maksimum (BH max)
M G Oe
Faktor Konversi SATUAN S.I. (dari cgs ke S.I.) Tesla 10-4 Am-1 103(4 p)-1 Am-1 103 Tesla JT-1kg-1 1 H m-1 4 p . 10-7 Dimensionless Dimensionless 4 p
k J m-3
102(4 p)-1
AKUISISI DATA MAGNETIK
AKUISISI DATA MAGNETIK
AKUISISI DATA MAGNETIK
PENGOLAHAN DATA MAGNETIK
PENGOLAHAN DATA MAGNETIK
PROYEK SURVEI MAGNETIK
PROYEK SURVEI MAGNETIK
PROYEK SURVEI MAGNETIK
PROYEK SURVEI MAGNETIK
PROYEK SURVEI MAGNETIK
PENUTUP
...Bersambung...