a.
Gambaran Umum Metode Geomagnetik
Dalam
metode geomagnetik ini, bumi diyakini sebagai batang magnet raksasa dimana
medan magnet utama bumi dihasilkan. Kerak bumi menghasilkan medan magnet jauh
lebih kecil daripada medan utama magnet yang dihasilkan bumi secara
keseluruhan. Teramatinya medan magnet pada bagian bumi tertentu, biasanya
disebut anomali magnetik yang dipengaruhi suseptibilitas batuan tersebut dan
remanen magnetiknya. Berdasarkan pada anomali magnetik batuan ini, pendugaan
sebaran batuan yang dipetakan baik secara lateral maupun vertikal.
Eksplorasi
menggunakan metode magnetik, pada dasarnya terdiri atas tiga tahap : akuisisi
data lapangan, processing,
interpretasi. Setiap tahap terdiri dari beberapa perlakuan atau kegiatan. Pada
tahap akuisisi, dilakukan penentuan titik pengamatan dan pengukuran dengan satu
atau dua alat. Untuk koreksi data pengukuran dilakukan pada tahap processing.
Koreksi pada metode magnetik terdiri atas koreksi harian (diurnal), koreksi topografi (terrain)
dan koreksi lainnya. Sedangkan untuk interpretasi dari hasil pengolahan data
dengan menggunakan software diperoleh peta anomali magnetik.
Metode
ini didasarkan pada perbedaan tingkat magnetisasi suatu batuan yang diinduksi
oleh medan magnet bumi. Hal ini terjadi sebagai akibat adanya perbedaan sifat
kemagnetan suatu material. Kemampuan untuk termagnetisasi tergantung dari
suseptibilitas magnetik masing-masing batuan. Harga suseptibilitas ini sangat
penting di dalam pencarian benda anomali karena sifat yang khas untuk setiap
jenis mineral atau mineral logam. Harganya akan semakin besar bila jumlah
kandungan mineral magnetik pada batuan semakin banyak.
Pengukuran
magnetik dilakukan pada lintasan ukur yang tersedia dengan interval antar titik
ukur 10 m dan jarak lintasan 40 m. Batuan dengan kandungan mineral-mineral
tertentu dapat dikenali dengan baik dalam eksplorasi geomagnet yang dimunculkan
sebagai anomali yang diperoleh merupakan hasil distorsi pada medan magnetik
yang diakibatkan oleh material magnetik kerak bumi atau mungkin juga bagian
atas mantel.
Metode
magnetik memiliki kesamaan latar belakang fisika denga metode gravitasi, kedua
metode sama-sama berdasarkan kepada teori potensial, sehingga keduanya sering
disebut sebagai metode potensial. Namun demikian, ditinjau ari segi besaran
fisika yang terlibat, keduanya mempunyai perbedaan yang mendasar. Dalam
magnetik harus mempertimbangkan variasi arah dan besaran vektor magnetisasi,
sedangkan dalam gravitasi hanya ditinjau variasi besar vektor percepatan gravitasi.
Data pengamatan magnetik lebih menunjukkan sifat residual kompleks. Dengan
demikian, metode magnetik memiliki variasi terhadap waktu 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 bisa diterapkan pada pencarian
prospek benda-benda arkeologi.
Medan
Magnet Bumi
Medan magnet bumi terkarakterisasi
oleh parameter fisis atau disebut juga elemen medan magnet bumi (gambar I),
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 Tiga 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 :
•
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..
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, titanomagnetit 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 medanmagnetik 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 :
b. 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) :
•
Kompas geologi, untuk mengetahui arah utara dan selatan dari
medan magnet bumi.
•
Peta topografi, untuk menentukan rute perjalanan dan letak
titik pengukuran pada saat survei magnetik di lokasi
•
Sarana transportasi
•
Buku kerja, untuk mencatat data-data selama pengambilan data
•
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.
c. 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.
Reduksi ke Bidang Datar
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.
d. 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. Beberapa pemodelan yang biasa
digunakan yaitu pemodelan dua setengah dimensi dan pemodelan tiga dimensi.
NOTE: jika akuisisi data magnetik dengan menggunakan satu perangkat instrument, maka pegukuran dapat di lakukan dengan cara looping. untuk nilai base station dapat dilakukan interpolasi data pada Excel
