Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial Interpretasi Kuantitatif Anomali Magnetik Oleh: Sudra Irawan(11/323010/PPA/03603) Dosen Pengampu Prof. Dr. Kirbani Sri Brotopuspito Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11.1 Koreksi-koreksi yang diterapkan pada DataMagnetik 11.2 Reduksi Bidang Horisontal 11.3 Anomali Magnetik 11.4 Kontinuasi medan Magnetik 11-5 Demagnetisasi 11.6 Kurva Karakteristik: Model Step 11.7 Model Ribbon 11-8 Model Tabel 11-9 Penghitungan numerik pada penampanganomali magnet 11-10 Menghitung kedalaman dari penelitianaeromagnetik Interpretasi Kuantitatif Anomali Magnetik Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial Survey Magnetik Peta Anomali Magnetik Menginterpretasi geologi regional Kualitatif Tujuan Survey Magnetik: Untuk mendeteksi pengaruh sifat-sifat magnetik yangtidak biasa dari batuanataumineral,yangmenyebabkangangguan atau anomali terhadap intensitas medan magnetik bumi. Interpretasi kualitatif dilaksanakan dengan melakukan estimasi kedalaman dan batas-batas benda target survey Interpretasi kuantitatif dilaksanakan dengan pemodelan maju (forward modeling) atau pemodelan inversi (invers modeling) guna menduga posisi, bentuk, ukuran, dan nilai suseptibilitas atau magnetisasi benda target survey PENDAHULUAN Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-1.KOREKSI-KOREKSI YANG DITERAPKAN PADA DATA MAGNETIK 1. Koreksi Variasi Harian (Diurnal Corecction) 1 Dilaksanakanuntukmenekanefekperusakanmedan geomagnetikyangsecarautamadisebabkanolehpartikel-partikel dan radiasi elektromagnetik dari matahari yang merusak ionosfer bumi dengan periode 24 jam2 Hargavariasiharianmedangeomagnetikdapatdiukurdengan menggunakan Base Station PPMyang disetel dengan mode auto 3 Hargavariasiharianjugadapatjugadiperolehdengan menggunakanmetodeloopingataumelakukanpengukuran padatitikstasiunpengukuranyangsamasetiapbeberapajam sekali, biasanya duasekali, dan dihitung nilai selisih medan yang terukur. Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-1.KOREKSI-KOREKSI YANG DITERAPKAN PADA DATA MAGNETIK 1. Koreksi Variasi Harian (Diurnal Corecction) 4 Koreksi variasi harian dilakukan untuk mengurangkan harga variasi harianterhadapkuatmedanmagnetiktotaldarisetiapstasiun pengukuran secara langsung 5 Koreksi variasi harian disebabkan medan magnet luar(external field), sumbernya: 1. Perubahan konduktivitas listrik lapisan atmosfer dengan siklus 11 tahun 2. Variasi harian dengan periode 24 jam yang berhubungan dengan pasang surut matahari dan mempunyai jangkau 30 nT 3. Variasi harian dengan periode 25 jam yang berhubungan dengan pasang surut bulan dan menpunyai jangkau 2 nT 4. Badai magnetik yang bersifat acak dan mempunyai jangkau sampai dengan 1000 nT

Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-1.KOREKSI-KOREKSI YANG DITERAPKAN PADA DATA MAGNETIK 2. Koreksi Topografi (Terrain) Koreksiinidilakukanuntukmenghilangkanpengaruhmedan magnetyangditimbulkanolehbukit-bukityangtermagnetisasi terhadap harga medan hasil pengamatan Efekterrain,olehmagnetisasidisekelilingsingkapanbatuan, mungkinmenyebabkanperubahanyangsignifikandalam intensitasmedanmagnet,khususnyadidaerahsingkapanbatuan bekukarenaperapian.Tetapi,informasisifat-sifatmagnetikini hampirtidakpernahtersediasecaradetail yangdiperlukanuntuk menghitung efek terrain. Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-1.KOREKSI-KOREKSI YANG DITERAPKAN PADA DATA MAGNETIK 3. Koreksi IGRF (Internasional Geomagnetic Referens Field) 1 Koreksi IGRF dilaksanakan untuk mendapatkan harga anomali medan magnetik total bumi dengan cara mengurangkan kuat medan magnetik utama bumi terhadap kuat medan magnetik total bumi secara langsung pada setiap stasiun pengukuran Gambar7. Peta kontur intensitas medan utama magnet bumi berdasarkan IGRF tahun 2000 -2005 (www.ngdc.noaa.gov/) Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-2.REDUKSI BIDANG HORIZONTAL Koreksi data magnetik untuk perubahan H0 elevasi diabaikan Pengaruh Medan medan Lokal dapat direduksi akibat ketidakteraturan bentuk permukaan tanah Caranya: menggunakan : H = Intensitas medan magnetX = Komponen Horizontal H Y = Komponen Vertikal HUntuk mereduksi pengukuranZ dari permukaanz=h(x,y) terhadap bidang horizontal z=0, kita tulis pendekatan ,Umumnya, derivatif harus dihitung dari peta z=h(x,y,h). Proses numerik digunakan untuk menghitung formula ini jika data yang digunakan adalah jaringan regular stasion-stasion dan juga diberikantitik-titik yang terdistribusi irreguler Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK Anomali medan magnetik total bumi merupakan medan yang dibangkitkanoleh anomali atau batuan termagnetisasi pada kerak bumi akibat induksimedan magnetik utama bumiAnomali medan magnetik total dihitung dari pengukuran medan magnetik totaldikurangi medan magnetik utama bumi (biasanya menggunakan model IGRFsesuai dengan lokasi survei), koreksi harian dan terrain ,Potensial skalar magnet pada titik eksternal oleh volume V pada batuan yangtermagnetisasi dengan momen dipole per satuan volum M adalah Jika M konstan dan jika arahnya ditunjukkan oleh simbol , sehingga , kita tulis: Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK Arah dervatif/ dalam arah M, dan dalam system koordinat arah positifOz vertikal ke bawah, mempunyai komponen: , adalah termasuk magnetisasi M yang diukur searah jarum jam dari horizontal jika arah M adalah ke kanan (gambar 11.1), i adalah sudut yang diukur berlawanan arah dengan jarum jam dari axis y ke proyeksi M pada bidang horizontal, kelihatan ke bawah.Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK , Jika badan termagnetisasi induktif dalam medan magnet bumi dan momenmagnetdalamsegalaarahyanglaindiabaikan,akan sama dengan inklinasi magnetik I dan I akan sama dengan deklinasi magnetikpadaOy.jikabadantidakmempunyaimomen magnetikpermanen,M=kH0dimanakadalahsuseptibilitasvolum magnetik PadadaerahdiluarV,intensitasmedanmagnetdiberikanolehgradient negatifA(r).Jikainiadalahanomalousmedanmagnetikyangmenyusun medan geomagnetik utama, kita tulis Intensitas medan total disekitar batuan termagnetisasi akan menjadi Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK , Jika , komponen diukur oleh medan total magnetometer yangterletak pada arah medan geomagnetic utama. Jika komponen ini adalah, adalah jelas bahwa: Dimanamenandakan arah H0 . Dengan kata lain Jikabadantermagnetisasiolehinduksiseragammeliputiseluruhvolumnya dantidakmempunyaimomenmagnetpermanendandemagnetisasi diabaikan, maka: Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK , Jika momen magnetik permanen mendominasi magnetisasi terinduksi, atau jika k menjadi besar, maka Jikabendamengalamiinduksimagnetiksecarauniformdanmomenmagnetik dapat diabaikan dan pada dua dimensi maka : ; pada saat k tidak terlalu besar UntukSurveymagnetikyanghanyapadaarahvertikalatauhorisontal, interpretasi akan lebih mudah. Pada kasus ini dapat ditulis: dan Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK , Untukbadantermagnetisasiinduktiftidakmempunyaimomen permanen dan sebuah suseptibilitas moderat : Saat benda mempunyai suseptibiltaslebih besar, maka anomali magnetik: Pada benda dua dimensi, anomali medan vertikal :Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK , Pada saat benda tidak memiliki moment permanen dan susepsitibilasnya besar : Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK ,Profil Anomali medan magnet totalyang diukur di atas kawasan anomali sebagai fungsi elevasi di atas permukaan tanah (Wahyudi, 2001)Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-3.ANOMALI MAGNETIK ,Profil Anomali medan medan vertikaldan medan total di atas bola yang termagnetisasi seragam, yang berada pada daerah dengan inklinasi yang berbeda (Wahyudi, 2001)Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Kontinuasiadalahtransformasimatematisantarbidangketinggian dari titik-titik akuisisi data, sehingga dapat dipakai sebagai filter. 1. Kontinuasi upward Kontinuasiupwardmerupakanproseskontinuasidatayangseakankita melakukanpengukuranditempatyanglebihtinggidaripadatempat pengukuran sesungguhnya Kontinuasidimaksudkanuntukmengurangiefekanomalidangkaldan untukmendapatkanefekanomalimagnetikdaribendadalamyang dikenalsebagaianomaliregional(untukmenyederhanakankenampakan peta magnetik dengan menekan pola-polalokal) Dengandemikian,kontinuasiupwardbisadikatakansebagailowpass filter Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, 1. Kontinuasi upward (lanjutan) Prinsip Kontinuasi : Medan magnetik memenuhi hukum Laplace. Dengan demikiandimungkinkanuntukmenghitungmedanmagnetikpadasuatu areapermukaantertentujikadiketahuibesarmedanmagnetikdisuatu luasanpermukaanyanglainselamadiantarakeduapermukaantersebut dianggaptidakadabendabermassa(yangdapatmenimbulkanmedan magnetik) ( ){ }3/ 222 2/ 2( ', ', ) ( , , 0)' ( ')hFx y h Fxy dxdyx x y y ht = + +}}; Hanya medan magnet vertikal yang digunakan kontinuasi (lihat sesi 8.4) Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, CONTOH kontinuasi up ward (a) (b) (d) (c) Gbr.4.Hasilkontinuasiupwarddaridataanomalimagnetikdenganvariasi ketinggianh(a).50m,(b).100m,(c).200m,dan(d).500m.Nampaktrend regional anomali magnetik makin jelas pada nilai h yang makin besar. Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, 2. Kontinuasi down ward Kebalikan dari Kontinuasi upward, yaitu mendekatkan bidang pengukuran terhadapbendaanomalidaniniberartimendominankanpengaruh anomali benda lokal/dangkal Meskipunkontinuasidownwardbukanlahlowcutfiltertetapiiabisa dikatakansebagaisebuahhighpassfilter(menguatkanresolosianomali lemah) Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK,(a) contoh kontinuasi down ward Gbr. 6. Hasil downward data magnetik untuk h (a) 10 m, dan (b) 30 m (b) Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Asumsi Peters . Materialmagnetikterpolarisasisecaravertikal,sehinggakontinuasi downwarddapatdigunakanuntukmenentukanbentukinterfaceseragam tetapi media magnetisasinya berbeda . Batuantermagnetisasisecaraseragamsempurnauntuksifat-sifat magnetikadalahsangatlemah,danjikamenggunakankontinuasi downward untuk tujuan menggambarkanpeta struktur harus digunakan dengan reservasi yang kuatSosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Asumsi Peters . DasardarisugestiPeteradalah:dalamgambar11.2,misalkanbahwa batuan kristalin termagnetisasi seragam, kedalamannya dari permukaan teratas batuan ini diberikan oleh nilai rata-rata d plus h(x,y) yang lebih kecil,yangmewakilireliftopografipadapermukaanbatuanbeku (karena perapian) Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Asumsi Peters . Misalkan k adalah kontras suseptibilitas magnetik volume rata-rata antara batuan kristalin dan batuan nonkristalin, dan H0 adalah intensitas medan geomagnetik.Intensitasmagnetikakandihasilkanpadaz=0karena perubahankedalamanbatuantermagnetisasiakandiberikanoleh potensial ; jikaAnomali medan vertical akan menjadi Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Asumsi Peters Sekaranganomalimedanvertikaldiatasz=0dalamhubungannyadengan potensial magnetik Magnetisasi vertikal pada z=d, adalah equivalent stratum untuk medan magnetik: Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Asumsi Peters . Menghitung pada z=d, adalah penting untuk mentukan potensial magnetic anomalypadaleveltersebutdaripengukuranyangdiambilpadaz=0. dengan menggunakan transformasi Fourier pada persamaan: TF . Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Asumsi Peters . Dimanaadalah Fourier transform padapada z=0 danadalahFouriertransformdariApadaz=d.Transposepersamaanini memberikan Dan mengambil Fourier inversion memberikanFourierinversionpersamaan(11.15)memberikankesulitanyangsamadengan konvergensi sebagai analog problem dalam metode gravity, hanya dalam bentuk terintensifkan.Karenaumumnyakarakternoise(olehkarenasensitivitasnya yanglebihtinggipadapola/sisidekatpermukaan),datamagnetikharus dismoothsebelumkontinuasidownwarddilakukan.Nilaidiambilpadagrid regulardengantitik-titikmxnpadaz=0,danformulayanganologpersamaan (11.13)mungkindigunakanmembawamedandownward.Sebagaialternatif, kita menggunakan metode smoothing analitik Bullard dan Cooper Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Asumsi Peters Formula kuadratur mirip persamaan (9.11) dikonstruksi dari koefisien berat dapat dihitung dengan cara yang sama dengan yang digunakan pada masalah gravity.

. Karenabatasaninherenanomalimedanvertikaldanpolarisasivertikalnya,aplikasi prinsipmetodePeterhanyauntukinterpretasisurveymagneticgroundyangdibuat padalatitudemagnetikyangtinggi.Karenakebanyakansurveymagnetikyangdibuat daripesawatmenggunakaninstrumentmedantotal,makapraktislebihmemerlukan metodekontinuasiyangdapatdigunakandenganpengukuranmedan-total.Untuk melanjutkanmedanmagnetiktotalupwardataudownward,adalahpentinguntuk mengekstrak komponen vertikal darikemudian menghitung kontinuasi. Kedua operasi ini dapat dikombinasikanke dalam hitungan tunggal Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, . Masalahmenghitungkomponenmedanverticaldaripetapertamakali dipecahkanolehHughesdanPondrom,Untukmenemukankitamulai dengan menuliskan Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-4.KONTINUASI MEDAN MAGNETIK, . MetodetransformasiFourierdiaplikasikansepertibiasa,akan memberikan peta pseudo-gravity pada kedalaman d Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial 11-5.DEMAGNETISASI , Magnetisasi pada tubuh permeable, medan magnet di dalam tubuh tidak samadenganmedandilingkungan.Misal:tubuhyangsuseptibilitas volumnyaadalahkditempatkandalammedanmagnetikyang intensitasnyaH0.Didalamtubuh,akanterdapatmedanmagnetikH2, yang diwakili oleh potensial skalar A2. Menurut (8.5a), ( ) ( )0 0 02. 4 r M r V = V t Amaka Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial ,11-5.DEMAGNETISASI Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial , 11-5.DEMAGNETISASI Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial , 11-5.DEMAGNETISASI Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial , . Permukaan tertutup S, volume V. Jika Vtablet tipis seperti gambar 11-4 yangmempunyaibataspotongankecil,kitamengacuhkankontribusi integralpermukaandarigerbangterlenkungkandenganmenempatkantabletsetipismungkin.Dalambatasankontribusiintegralpermukaan dari permukaan flat harus setimbang, dan ini dapat terjadi untuk S yang berubah-ubah hanya jika .(11.20) YaituprodukdaripermeabelitasdankomponennormalHadalahkontinupada batas. Jika tubuh sphere homogen dan H0 uniform, maka 11-5.DEMAGNETISASI Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial , 11-5.DEMAGNETISASI Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial , Dengan suseptibilitas magnetik apparent sphere , yang jika dikalikan dengana H0 menghasilkan magnetisasi M. Tambahan mewakili efek demagnetisasi-dengan kata lain, reduksi intensitasmedanmagnetikdibagiandalamsphereolehkarena magnetisasi. koefisiendisebut faktor demagnetisasi dari sphere. 11-5.DEMAGNETISASI Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial , Untuktubuhsepertilembaran,faktordemagnetisasilebihbesaruntuk magnetisasimelintangdaripadaparalel.Suseptibilitassesungguhnya adalahselalulebihkecildalamarahmelintangplatdaripadaarah paralelnya.Tubuhsheetlikemempuyaiaeolotropymagnetikalami, tendensinyaadalahmembelokkanmagnetisasiMkeluararahH0menuju bidangtubuh.Efekaeolotropymulainampakjikakmelebihinilaikira-kira0,02emu,yangmenyebabkanarahMyangdikontrololehdiptubuh pada arah H0. Ketika ini terjadi, koreksi khusus untuk efek demagnetisasi mungkin perlu. 11-5.DEMAGNETISASI Sosialisasi KTSP Teori Medan Potensial , Menurut teori nilai batas, medan magnet di dalam tubuh yang peka dapat seragamhanyajikatubuhterikatolehpermukaanderajatdua,seperti elipsoid.Untukberbagaialasan,lebihtepatuntukmenggunakanbentuk sepertilebaranatauprismasebagaimodelinterpretasional,danjuga lebih sederhana diasumsikan bahwa tubuh termagnetisasi uniform. Asumsi iniakanbenar-benargagaldidekatpinggirandansudut,tetapiakan memuaskandalamkeseluruhantubuh.Ketidak beruntunganpendekatan ini adalah kesulitan untuk test kekakuan, tetapi volume yang dipengaruhi umumnyakeciluntuktubuhyangmempunyaibentuksederhanadimana efekmagnetisasitidakuniformdidekatpinggirandandisudutmungkin diabaikan. 11-5.DEMAGNETISASI