Magnetik Bumi

Magnetik Bumi

Bumi punya medan magnet seperti yang dihasilkan magnet batang. Kutub magnet bumi terletak pada lintang sekitar 78° ± 1330 km dari kutub geografi. Sumber medan magnet, disebabkan arus konveksi. Medan magnet bumi digambarkan dengan garis-garis lengkung yang berasal dari kutub selatan bumi menuju kutub utara bumi. Magnet bumi tidak tepat menunjuk arah utara-selatan geografis. Penyimpangan magnet bumi ini akan menghasilkan garis-garis gaya magnet bumi yang menyimpang terhadap arah utara-selatan geografis. Studi tentang kemagnetan bumi salah satu cabang yang paling tua dalam geofisika. 

kemagnetan bumi

  

          Bumi dapat dipandang sebagai benda magnet besar bersifat dipole dengan sumbu magnetik tidak berimpit dengan sumbu geografis bumi tapi membentuk sudut 11,5 derajat dengan sumbu perputaran bumi. Sumbu-sumbu dipole menembus permukaan bumi pada dua titik dan perpotongannya disebut kutub geomagnetik, kutub geomagnetik utara terletak pada 78,5o N, 71o W (daerah barat laut Greenland) dan kutub geomagnetik selatan terletak pada 78,5o S, 110oE yaitu daerah disekitar antartika (Sharma, 1976).

Besar dan arah medan magnetik bumi dinyatakan dalam deklinasi dan inklinasi. Kuat medan magnet yang terukur dipermukaan sebagian besar berasal dari dalam bumi 90% (internal field) sedangkan sisanya medan magnet dari kerak bumi (merupakan target dalam metode eksplorasi geofisika) serta medan dari luar bumi (eksternal Filed)

          Internal field karena sangat besar sehingga medan ini disebut dengan medan utama magnet bumi yang dihasilkan oleh aktivitas di dalam inti luar dan inti dalam bumi. Konsep ini dapat dijelaskan dengan teori dinamo. Medan utama magnet bumi bervariasi terhadap posisi dan waktu yang kompleks.

Untuk menyeragamkan harga medan utama magnet bumi di suatu tempat dibuat standar harga yang dinamakan International Geomagnetics Reference Fileds (IGRF) yang diperbaharui setiap 5 tahun.

A.                     Elemen-elemen Medan Magnet

Medan magnet pada setiap titik dipermukaan bumi dengan intensitas total F memiliki  komponen: komponen vertikal Z dan komponen horisontal H. Komponen H selalu bernilai positif sedangkan komponen vertikal Z positif ke arah bawah dan negatif ke arah atas. Sudut yang dibentuk antara komponen horisontal  dengan arah utara geografik disebut deklinasi D (positif searah jarum jam 0-360°), sudut yang dibentuk oleh intensitas total F dengan komponen horisontal disebut sudut inklinasi I (positif kearah bawah, -90° sampai +90°) Komponen komponen tersebut diorientasikan dengan kordinat geografik, yaitu utara (X), timur (Y) dan arah vertikal (Z). Parameter-parameter X,Y,Z,D,I,H dan F dikenal dengan elemen geomagnetik.

B.                      Variasi Medan Magnet Bumi

Sejak tahun 1600 melalui penelitian yang lebih teliti pada data geomagnetik diperoleh bahwa medan magnet bumi berubah terhadap waktu baik intensitas maupun arahnya. Perubahan atau variasi medan magnet bumi dapat terjadi pada waktu relatif singkat, kadang-kadang variasinya besar dan tidak beraturan.Variasi medan magnetik secara garis besar dibagi atas: Variasi Harian (diurnal Variation), Variasi Sekuler dan Badai Magnetik (magnetic strom).

a.          Variasi Harian

ü  Perubahan medan magnet dalam waktu yang singkat dengan periode harian.

ü  Dominan disebabkan oleh gangguan matahari yang berkaitan dengan berubahnya besar dan arah sirkulasi arus listrik dalam ionosfera (Milson, 1989).

ü  Radiasi ultraviolet matahari menimbulkan ionosasi pada ionosfer.

ü  Ionisasi dan adanya elektron2 yang terlempar dari matahari menimbulkan fluktuasi arus sebagai sumber medan magnet.

ü  Sifat variasi ini acak dan periodik, dengan periode rata-rata 10-30 gamma.

b.         Variasi Sekuler

ü  Perubahan intensitas yang terjadi kecil dan sangat lamban.

ü  Selain terjadi perubahan intensitas medan magnetik bumi juga perubahan posisi kutub magnetik bumi.

ü  Perubahan posisi kutub magnetik terjadi dalam waktu puluhan atau ratusan tahun.

ü  Perubahan posisi kutub magnetik bumi ini berpengaruh pada besarnya intensitas medan magnetik bumi.

c.          Badai Magnetik

ü  Penyebabnya hampir sama dengan variasi harian, yakni aktivitas matahari terutama pada saat bintik matahari muncul.

ü  Perubahannya sangat cepat acak dan besar, sehingga secara praktis mengaburkan hasil pengamatan.

ü  Badai magnetik ini berlangsung beberapa jam bahkan sampai beberapa hari.

ü  Besarnya bisa mencapai ratusan sampai ribuan gamma dan menurun kembali ke keadaan normal secara tidak menentu.

C.       Sifat anomaly Medan Magnet

Berdasarkan sifat medan magnet bumi dan sifat kemagnetan bahan pembentuk batuan, bentuk anomali medan magnet yang ditimbulkan oleh benda penyebabnya bergantung pada:

Ø Inklinasi medan magnet bumi disekitar benda penyebab.

Ø Geometri dari benda penyebab.

Ø Kecendrungan arah dipole-dipole magnet benda penyebab.

Ø Orientasi arah dipole-dipole magnet benda penyebab terhadap arah medan magnet bumi

Ø  

a.          Magnetometer

 Magnetometer rmerupakan alat yang berfungsi untuk menguukur badai magnetic.

b.         Kompas           

        Kompas adalah alat penunjuk arah mata angin. Kompas terbuat dari logam magnetik yang diletakkan sedemikian rupa sehingga dengan mudah dapat bebas bergerak ke semua arah. Hanya saja, perlu diperhatikan bahwa penunjukan jarum kompas tidaklah selalu mengarah ke titik utara sejati (true north) pada suatu tempat. Hal ini disebabkan, berdasarkan teori dan praktek, bahwa kutub-kutub magnet bumi tidak berimpit atau berada pada kutub-kutub bumi (Tim Penyusun Buku Revisi Almanak Hisab Rukyat, 2010: 239). 

Untuk mendapatkan utara sejati (true north) ketika menggunakan kompas, dibutuhkan koreksi deklinasi magnetik terhadap arah jarum kompas (Khazin, 2005: 60). Hal ini karena kutub magnet utara memiliki selisih dengan utara sejati yang besarannya berubah-ubah. Selisih itu disebut variasi magnet atau juga disebut deklinasi magnetik. Nilai variasi magnet ini selalu berbeda di setiap waktu dan tempat (Hambali, 2011: 234). 

D.  Pengukuran Geomagnetik

Pengukuran medan magnet dapat dilakukan di darat , laut dan udara. Teknik pengukukuran berbeda untuk masing-masing tempat sesuai dengan maksud eksplorasinya. Pengukuran di darat selang antar titik ukur kecil beberapa meter sampai beberapa puluh meter dan daerah eksplorasi biasanya terbatas. Pengukuran di laut maupun di udara selang antar titik ukur lebih besar berkisar antara 0,25 mil sampai beberapa mil dan daerahnya lebih luas.

a.     Pengukuran Geomagnetik di Darat

ü Biasanya untuk eksplorasi mineral juga untuk penelitian geologi tinjau.

ü Selang antar titik ukur rapat (beberapa meter sampai beberapa puluh meter)

ü Titik amat dan pengamat harus bebas dari gangguan magnetik (listrik, jembatan,barang  dari besi, jam tangan, pisau lipat dll).

ü Pengukuran dapat dilakukan dengan satu atau dua alat.

ü Pada akhir survey tiap hari pembacaan harus dilakukan kembali di titik base station dengan tujuan mengetahui perbedaan pembacaan.

ü Pengukuran geomagnetik di darat dilakukan dengan menggunakan magnetometer jenis medan magnet vertikal dan medan magnet total, adapun medan magnet horisontal jarang dilakukan

b.    Survey Geomagnetik di Udara

ü Biasanya dilakukan dengan tujuan penelitian ilmaih dan geologi tinjau (rekonesen)

ü Yang terukur medan magnet total.

ü Alat memiliki sensitivitas magnetometer besar (1-5 gamma) lebih sensitif daripada magnetometer darat.

ü Alat digantung pada pesawat (lintasan dan ketinggian tergantung pada tujuan survey), data terekam secara otomatis pada kertas rekam

ü Pencatatan variasi harian diletakkan di darat (untuk mengetahui adanya badai magnetik)

ü Variasi harian tidak didasarkan di darat, karena variasi harian berbeda untuk lintasan yang jauh.

ü Lintasan pengukuran memotong dilakukan untuk koreksi pembacaan.

ü Penentuan lokasi dilakukan dengan pemotretan udara, bantuan radar, signal radio dll.

ü Daerah datar tidak ada gangguan magnetik yang menonjol.

ü Keuntungannya adalah luas daerah yang besar serta dilakukan dengan cepat.

ü Untuk pekerjaan eksplorasi mineral lokasi yang kecil biaya survey lebih besar tidak ekonomis.

ü Anomali yang diharapkan pada eksplorasi mineral lebih dangkal.

c.     Survey Geomagnetik Laut

ü Keuntungannya adalah luas daerah yang besar serta dilakukan dengan cepat.

ü Untuk pekerjaan eksplorasi mineral lokasi yang kecil biaya survey lebih besar tidak ekonomis.

ü Anomali yang diharapkan pada eksplorasi mineral lebih dangkal.