Magnetometer

Dari berbagai macam metode seperti yang disebut di atas, metode Geomagnetik merupakan salah satu metode yang masih banyak digunakan hingga saat ini. Oleh karena itu perlu adanya pembahasan khusus mengenai metode geomagnetik ini.

Sejarah perkembangan Metode Magnetik telah dikenal sekitar 400 tahun yang lalu. Orang yang pertama kali melakukan penelitian magnetisasi bumi secara ilmiah adalah Sir William Gilbert(1540 – 1603). Gilbert adalah orang yang pertama kali melihat bahwa medan magnet bumi ekivalen dengan arah utara – selatan sumbu rotasi bumi. Penemuan Gilbert kemudian diperdalam oleh Van Wrede (1843) untuk melokalisir endapan bijih besi dengan mengukur variasi magnet di permukaan bumi. Hasil penelitiannya kemudian dibukukan oleh Thalen (1879) dengan judul :” The Examination Of Iron Ore Deposite By Magnetic Measurement” yang kemudian menjadi pionir bagi pengukuran magnetisasi bumi .

(Geomagnet) Metode magnet adalah salah satu metode geofisika yang digunakan untuk menyelidiki kondisi permukaan bumi dengan memanfaatkan sifat kemagnetan batuan yang diidentifikasikan oleh kerentanan magnet batuan. Metode ini didasarkan pada pengukuran variasi intensitas magnetik di permukaan bumi yang disebabkan adanya variasi distribusi (anomali) benda termagnetisasi di bawah permukaan bumi. Variasi intensitas medan magnetik yang terukur kemudian ditafsirkan dalam bentuk distribusi bahan magnetik dibawah permukaan, kemudian dijadikan dasar bagi pendugaan keadaan geologi yang mungkin teramati. 

Para Sistem Internasional Satuan satuan ukuran kekuatan medan magnet adalah tesla. Karena ini adalah unit yang sangat besar, pekerja di ilmu bumi biasanya menggunakan nanotesla (nT) sebagai unit kerja mereka ukuran. Insinyur sering mengukur medan magnet di Gauss . 1 Gauss = 100.000 nT atau 1 Gauss = 100.000 gamma.

Para medan magnet bumi (yang magnetosfer ) adalah potensi lapangan. Itu bervariasi baik temporal dan spasial karena berbagai alasan, termasuk inhomogeneity batuan dan interaksi antara partikel bermuatan dari Matahari dan magnetosfer.

Medan magnet bumi relatif lemah. Sebuah magnet sederhana yang dapat dibeli di toko perangkat keras menghasilkan ratusan bidang kali lebih kuat dari lapangan bumi. Medan magnet bumi bervariasi dari sekitar 20.000 nT dekat khatulistiwa untuk 80.000 nT dekat kutub. Hal ini juga bervariasi dengan waktu. Ada variasi harian sekitar 30 nT di lintang menengah dan ratusan nT di kutub. geomagnetik badai dapat menyebabkan variasi yang jauh lebih besar.

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.

Akuisisi Data

q  Lintasan tertutup: setiap pengambilan data pada titik-titik harus dimulai dan diakhiri dengan

pengambilan data di titik “base” dengan selang waktu  pengambilan data awal dan data akhir harus > 2jam. Semakin kecil selisih waktu maka koreksi data akan semakin akurat.q   Lintasan  terbuka: pengambilan data dengan dua buah magnetometer,. Satu buah dtempatkan pada titik base untuk mengukur  medan magnet  total pada tiap-tiap waktu tertentu, satu yang lain digunakan untuk pengambilan data pada titik-titik pengukuran . Hasil yang didapat lebih akurat karena magnetometer pada base dapat diatur  untuk mengambil data dengan selang waktu yangg cukup rapat.q Lintasan pengukuran: sebaiknya dilakukan pada lintasan yang membentuk garis lurus untuk memudahkan melakukan penafsiran dua dimensi.q   Syarat pengukuran:  hal-hal yangg harus diperhatikan meliputi:

-           Operator harus bebas dari benda-benda metal. Ex: jam tangan metal, koin , dll.

-           Tidak melakukan pengukuran selama badai magnet belum reda.

-   Tidak menempatkn titik base pada daerah yang diperkirakan mengandung banyak metal (ANOMALI).

-           Radio komunikasi dalam keadaan mati ketika pengukuran dilakukan.

PENGOLAHAN DATA

Dari data pengukuran di lapangan diperoleh data intensitas medan magnet total atau vertikal dan horizontal, yaitu dari pengukuran PPM dan fluxgate magnetometer yang merupkan data terbaik dari lima kali pengukuran di setiap titik pengukuran, kemudian diproleh data anomali geomagnetik bumi pada daerah survey yang selanjutnya diolah (misalnya: filtering) untuk selanjutnya dilakukan penafsiran data dengan pemodelan untuk mendapatkan struktur batuan di bawah permukaan bumi.

KOREKSI DATA

Koreksi data dapat dikukan secara manual atau komputer. Pada dasarnya koreksi ini dapat dijelaskan sbb:

Setelah diproleh harga koreksi, semua harga pengukuran diplotkan pada kertas grafik dengan sumbu mendatar adalah waktu dan sumbu vertikal selang waktu pembacaan, kemudian ditarik garis lurus   yang menghubungkan pembacaan  akhir dan awal pada titik base, garis ini disebut garis “trend”.

Pemfilteran merupakan lanjutan dari koreksi harian. Proses ini dimaksudkan untuk menekan serendah mungkin gangguan (noise yang timbul pada data lapangan. Ada  beberapa macam filter, yang paling  mudah dilakukan ialah dengan melihat hasil pngukuran yang mungkin dihinggapi noise. Kemudian hasil pengukuran diperilahtkan pada titik-titik disekelilingnya dan mengubah angka hasil pengukuran dengan angka yang lebih memungkinkan.

 PEMODELAN

Pemodelan dari anomali biasanya dilakukan terhadap data lintasan pengukuran. Dapat dilakukan secara manual untuk  bentuk benda yang sederhana dan dapat juga dilakukan dengan menggunkan komputer, beberpa program pemodelan data manager seperti MAGPOLY dan MAGMOD produksi dari Gosoft Inc.

Dengan mnggunakan hasil pemodelan dari setiap lintasan, maka bentuk sederhana 3 dimensi benda anomali dapat diperkirakan.

PENAFSIRAN

Penafsiran (Interpretasi) data dilakukan dengan menggabungkan dan mencocokkna semua informasi yang ada, informasi ini bisa dari survai geologi, geokimia, foto udara, citra satelit, citra radar atau pengukuran geofisika dari udara (aeromagnetic, TM , aeroradioactivity, dll). Hasil interpretasi data digambarkan sebgai bentuk sederhan perkiraan 3 dimensi dari benda anomali sesuai dengan parameter-parameter magnet yang diperoleh.

Gambar 2. Peta Kontur Medan Magnet

APLIKASI

1. Pengukuran Medan Magnet Planet
   Magnetometer memiliki rentang yang sangat beragam aplikasi dari kapal selam menemukan dan Galleon Spanyol, senjata posisi sistem, mendeteksi ordenance meledak, lokasi drum limbah beracun, monitor detak jantung, sensor anti-penguncian rem, prediksi cuaca (melalui siklus matahari), kedalaman dari baja tiang, bor sistem bimbingan, menemukan bahaya untuk mesin terowongan membosankan, arkeologi, Lempeng Tektonik, menemukan berbagai deposit mineral dan struktur geologi, bahaya di tambang batubara, untuk propagasi gelombang radio dan eksplorasi planet. Dan ada lebih banyak aplikasi.
2. Arkeologi
   Magnetometer juga digunakan untuk mendeteksi situs-situs arkeologi, bangkai kapal dan benda-benda terkubur atau terendam lainnya. Gradiometers fluxgate yang populer karena konfigurasi yang kompak dan relatif biaya rendah. Gradiometers meningkatkan fitur dangkal dan meniadakan kebutuhan untuk base station. Cesium dan magnetometer Overhauser juga sangat efektif bila digunakan sebagai gradiometers atau sebagai sistem sensor tunggal dengan BTS.
3. Indikasi Adanya Aurora
   Magnetometer dapat memberikan indikasi aktivitas auroral mungkin sebelum seseorang dapat melihat cahaya dari aurora . Sebuah grid magnetometer di seluruh dunia terus-menerus mengukur efek dari angin matahari di lapangan magnet bumi, yang diterbitkan pada indeks K-
4. Eksplorasi BatuBara
   
   Sementara magnetometer dapat digunakan untuk membantu memetakan membentuk cekungan pada skala regional, mereka lebih sering digunakan untuk memetakan bahaya untuk pertambangan batubara, termasuk gangguan basaltik (tanggul , kusen dan colokan vulkanik) yang menghancurkan sumber daya dan melampiaskan malapetaka dengan peralatan pertambangan longwall. Magnetometer juga dapat menemukan kesalahan dan membakar zona (dinyalakan oleh petir). dan peta siderit - pengotor dalam batubara beberapa.
   
5. Pengeboran Directional
   Mereka digunakan dalam pengeboran terarah minyak atau gas untuk mendeteksiazimut dari alat-alat pengeboran di dekat mata bor. Mereka paling sering dipasangkan dengan accelerometers di alat pengeboran sehingga kedua kecenderungan dan azimut mata bor dapat ditemukan.
6. Karena magnetometer dapat digunakan untuk mendeteksi kapal selam, magnetometer adalah teknologi diklasifikasikan di negara-negara seperti Australia, Kanada, dan Amerika Serikat.
   Untuk tujuan defensif, angkatan laut menggunakan array dari magnetometer diletakkan di lantai laut di lokasi strategis (yaitu di sekitar pelabuhan) untuk memantau aktivitas kapal selam. The 'Goldfish' Rusia (kapal selam titanium) yang dirancang dan dibangun dengan biaya besar untuk menggagalkan sistem tersebut (titanium murni adalah non-magnetik).
   
   Kapal selam militer degaussed dengan melewati loop bawah air besar secara teratur dalam upaya untuk menghindari deteksi oleh dasar laut sistem pemantauan, detektor anomali magnetik , dan tambang yang memicu pada anomali magnetik. Kapal selam tidak pernah benar-benar de-magnetised. Hal ini mungkin untuk mengatakan seberapa dalam kapal selam telah menyelam dengan mengukur medan magnet, karena tekanan mendistorsi baja dan perubahan lapangan. Pemanasan juga dapat mengubah magnetisasi baja. [ klarifikasi diperlukan ]
   
   Kapal selam derek array sonar lama untuk mendengarkan kapal - mereka bahkan dapat mengenali suara baling-baling yang berbeda. Array sonar perlu akurat diposisikan sehingga mereka dapat triangulasi arah target (kapal misalnya). Array tidak tow dalam garis lurus, sehingga fluxgate magnetometer digunakan untuk mengarahkan setiap node dalam array sonar.
   Fluxgates juga dapat digunakan dalam sistem senjata navigasi, tetapi sebagian besar telah digantikan oleh GPS dan giroskop laser yang cincin .
   
   Magnetometer seperti Forster Jerman digunakan untuk menemukan persenjataan besi. Cesium magnetometer dan Overhauser digunakan untuk mencari dan membantu membersihkan bom tua / rentang tes. UAV muatan juga termasuk magnetometer untuk berbagai tugas defensif dan agresif.
7. Eksplorasi Mineral
   Eksplorasi mineral adalah salah satu driver komersial utama dan pengguna magnetometer. Magnetometer adalah salah satu alat utama yang digunakan untuk menemukan deposit emas kelas dunia, perak, tembaga, besi, timah, platina dan berlian.
8. Eksplorasi Minyak
   Seismik metode yang disukai untuk magnetometer untuk eksplorasi minyak. Aeromag survei dapat digunakan untuk bentuk baskom, dan kesalahan lokasi. Deposit minyak bisa bocor hidrokarbon yang menemukan cara mereka sampai patah tulang di tanah yang akan dimakan oleh bug pada atau dekat permukaan. Bug dapat memicu magnetit dari hematit menghasilkan anomali magnetik halus. Anomali tersebut sebaiknya dipetakan oleh magnetometer berbasis tanah.
9. Wahana Antariksa
   Tiga-sumbu fluxgate magnetometer adalah bagian dari Mariner 2 dan Mariner 10 misi. Sebuah magnetometer teknik dual merupakan bagian dari Cassini-Huygens misi untuk menjelajahi Saturnus. Sistem ini terdiri dari helium vektor dan fluxgate magnetometer. Magnetometer juga merupakan instrumen komponen pada Merkurius MESSENGER misi. Magnetometer juga dapat digunakan oleh satelit seperti GOES untuk mengukur baikmagnitudo dan arah dari sebuah planet atau medan magnet bulan.
10. Smartphone
    Smartphone banyak mengandung magnetometer. Ada kompas aplikasi yang menunjukkan arah. Para peneliti di Deutsche Telekom telah menggunakan magnetometer tertanam di perangkat mobile untuk memungkinkan touchless 3-D interaksi. Interaksi kerangka kerja mereka, yang disebut MagiTact, trek perubahan pada medan magnet di sekitar ponsel untuk mengidentifikasi gerakan yang berbeda yang dibuat oleh tangan yang memegang atau memakai magnet.

artikel terkait:

1. Magnetometer type Schmidt
2. Magnetometer Fluxgate
3. Proton Precession Magnetometer