VARIASI MEDAN MAGNET BUMI

Pada dasarnya pengukuran metode geofisika akan merespon dari segala sumber yang terbentuk baik secara alami ataupun sumber yang sudah ada. Medan magnet dapat dianalogikan sebagai suatu titik yang memiliki kuat medan magnet dengan radius yang sesuai dari intensitas magnetnya. Pengukuran metode magnetik merupakan pengukuran yang dilakukan untuk mengetahui intensitas magnet dibawah permukaan dengan menggunakan alat sensor magnetik yaitu PPM (Proton Precisioun Magnetometer). Nilai yang didapatkan dari pengukuran merupakan hasil dari total medan magnet yang terekam. Tentu hal tersebut menyebabkan penentuan intensitas magnet anomali (sesuatu yang dicari) dengan medan magnet lainnya akan sulit untuk dibedakan. Maka dengan itu tujuan dari memahami variasi medan magnet bumi untuk mengetaui respon medan magnet mana saja yang akan terekam ketika saat pengukuran.

1. Variasi Sekuler

Variasi sekuler merupakan medan magnet yang bersumber dari bumi itu sendiri. Jika dianalogikan bumi merupakan batang magnet raksasa sebagai sumber utama medan magnet bumi. Flux manget bumi berasal dari kutub utara manet (kutub selatan khatulistiwa) menuju kutub selatan magnet (kutub utara khatulistiwa). Garis kutub magnet dengan kutub khatulistiwa tidak saling berhimpitan, dua garis tersebut membentuk sudut yang disebut sebagai sudut deklinasi. Seiring berjalannya waktu deklinasi ini akan berubah karena adanya proses geodinamo di dalam bumi yang merubah lokasi kutub magnet. Dapat terlihat pada gambar diatas dari tahun 1600 - 2010 kutub magnet mengalami perubahan beberapa kali.

Perubahan nilai kemagnetan tersebut dapat dibandingkan dari peta medan magnet bumi pada tahun 1900 dan 2000. Hasil dari pengukuran di beberapa lokasi menunjukan adanya perubahan yang kontras seiring berjalannya waktu. Selain itu pengukuran pada lokasi yang berbeda menunjukan nilai kemagnetan yang berbeda pula. Hal tersebut dipengaruhi oleh keadaan geologi setempat dan juga sudut inklinasi yang terbentuk oleh permukaan bumi dengan flux medan magnet bumi. Untuk mengantisipasi perubahan dari nilai medan magnet bumi dengan periode tertentu makan dilakukan pembaruan dan penetapan medan magnet bumi setiap 5 tahun sekali yang disebut dengan IGRF (International Geomagnetic Reference Field). Di Indonesia sendiri memiliki nilai IGRF berkisar 45000 nT.

2. Variasi Harian

Variasi harian merupakan medan magnet yang bersumber dari aktivitas matahari atau medan magnet luar. Aktivitas matahari dari keberadaan sunspot akan mempengaruhi besar kecilnya intensitas magnet. Sunspot merupakan titik hitam pada permukaan matahari yang memiliki kosentrasi medan magnet tinggi dan merupakan area yang memiliki suhu rendah disekitarnya. Sunspot ini akan memancarkan medan magnetnya menuju bumi serta akan menimbulkan ionisasi yang menghasilkan perputaran arus listrik sebagai sumber medan magnet. Aktivitas sunspot ini memiliki siklus tersendiri yang disebut dengan Solar Cycle yang terdiri dari fasa maksimun dan fasa minimum. Fasa ini memiliki periode selama 11 tahun. Fasa maksimum dimana aktivitas sunspot sangat reaktif sehingga pengaruh medan magnet luar akan sangat besar sedangkan fasa minimum sebaliknya dimana aktivitas sunspot sedikit atau hampir sama sekali tidak ada.

Gambar diatas menunjukan grafik variasi harian terhadap waktu hasil dari pengukuran di lapangan, berlokasikan di Purworejo, Kaligesing pada tahun 2018. Pengukuran dilakukan selama kurang lebih 7 jam dengan gap 1,5 jam dari pukul 13.00 WIB. Untuk melakukan pengukuran dilakukan dengan cara penentuan satu titik lokasi pengukuran yang jauh daru gangguan (noise) dan melakukan seting pada PPM dengan skala waktu pengukuran dalam detik (15 detik). Dari tabel tersebut jelas terlihat variasi harian memiliki fruktuasi yang stabil sesuai intensitas matahari pada waktu tertentu.

3. Medan Magnet Anomali

Medan magnet anomali merupakan medan magnet yang bersumber dari kemagnetan batuan tergantung oleh induksi dari medan magnet bumi dan susebtibilitas batuan. Induksi medan magnet bumi akan mempengaruhi arah momen ketika terjadinya pembentukan batuan seperti yang dijelaskan pada kurva histerisis. Selain pengaruh dari induksi medan magnet, penentuan momen magnet sendiri tergantung dari tingkat susebtibilitas magnet pada suatu material. 

Susebtibilitas merupakan sifat benda yang mana seberapa besar benda tersebut dapat dimagnetisasi. Susebtibilitas magnet ditentukan dari susunan atom pada material. Atom yang memiliki elektron bebas akan lebih mudah dimagnetisasi karena elektron yang berputar terhadap inti atom akan menyebabkan gaya gerak listirk yang arahnya berbanding terbalik dengan arah rotasi elektron. 

Gaya gerak listrik yang terus bergerak terhadap waktu akan menghasilkan medan magnet di sekitar arah elekrton. Sedangkan jika pada elektron yang berpasangan, kedua elektron tersebut akan berotasi berlawanan arah sehingga arus listrik yang dihasilkan akan saling meniadakan. Sehingga dari pengaruh susunan atom tersebut menentukan arah momen-momen magnet pada suatu benda. Semakin momen magnet memiliki arah yang sama sifat kemgnetannya akan semakin tinggi begitupun sebaliknya. Maka berdasarkn momen magnetnya sifat kemagnetan batuan dibagi menjadi: Diamagnetik, paramagnetik, ferromagnetik, antiferomagnetik, dan ferimagnetik.