BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Magnet
adalah suatu obyek yang mempunyai medan magnet.
Pada saat ini, suatu magnet adalah suatu materi yang
mempunyai suatu medan magnet. Materi tersebut bisa dalam wujud magnet tetap
atau wujud tidak tetap. Magnet yang ada
sekarang ini hampir semuanya adalah magnet buatan.
Magnet selalu
memiliki dua kutub yaitu: kutub utara (north/ N) dan kutub selatan (south/ S).
Walaupun magnet itu dipotong-potong, potongan magnet kecil tersebut akan tetap
memiliki dua kutub.
Magnet dapat
menarik benda lain. Beberapa benda bahkan tertarik lebih kuat dari yang lain,
yaitu bahan logam.
Namun tidak semua logam mempunyai daya tarik yang sama terhadap magnet. Besi dan baja adalah dua contoh
materi yang mempunyai daya tarik yang tinggi oleh magnet. Sedangkan oksigen
cair adalah contoh materi yang mempunyai daya tarik yang rendah oleh magnet.
B. Rumusan Makalah
Mengetahui lebih jauh tentang Medan magnetik Bumi
C. Tujuan Penulisan
Makalah
ini dibuat dengan tujuan untuk meningkatkan pemahaman mahasiswa tentang hal-hal
yang berkaitan dengan medan magnet di bumi
BAB II
PEMBAHASAN
Pada
tahun 1893 Gauss pertama kali melakukan analisa harmonik dari medan
magnetik bumi untuk mengamati sifat-sifatnya. Analisa selanjutnya yang
dilakukan oleh para ahli mengacu pada kesimpulan umum yang dibuat oleh
Gauss yaitu :
1. Intensitas medan magnetik bumi hampir seluruhnya berasal dari dalam bumi
2. Medan
yang teramati di permukaan bumi dapat didekati dengan persamaan
harmonik yang pertama yang berhubungan dengan potensial dwi kutub di
pusat bumi. Dwi kutub Gauss ini mempunyai kemiringan 11.5o terhadap sumbu geografi.
Medan
magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter fisis atau disebut juga
elemen medan magnet bumi (gambar 3), 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 (Bh), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang horizontal.
Medan magnetik total (B), yaitu besar dari vektor medan magnetik total.
Komponen Medan Magnetik Bumi
Medan
magnet utama bumi berubah terhadap waktu. Untuk menyeragamkan
nilai-nilai medan utama magnet bumi, dibuat standar nilai yang disebut International Geomagnetiks 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.
Orientasi Arah Medan Magnetik Bumi
Medan magnet bumi terdiri dari 3 bagian :
1. 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
2. Medan magnet luar (external field)
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.
3. 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, titanomagnetite 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 medan magnetik 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).
Variasi Medan Magnetik Bumi
Intensitas
medan magnetik yang terukur di atas permukaan bumi senantiasa mengalami
perubahan terhadap waktu. Perubahan medan magnetik ini dapat terjadi
dalam waktu yang relatif singkat ataupun lama. Berdasarkan faktor-faktor
penyebabnya perubahan medan magnetik bumi dapat terjadi antara lain:
1. Variasi sekuler
Variasi
sekuler adalah variasi medan bumi yang berasal dari variasi medan
magnetik utama bumi, sebagai akibat dari perubahan posisi kutub magnetik
bumi. Pengaruh variasi sekuler telah diantisipasi dengan cara
memperbarui dan menetapkan nilai intensitas medan magnetik utama bumi
yang dikenal dengan IGRF setiap lima tahun sekali.
2. Variasi harian
Variasi
harian adalah variasi medan magnetik bumi yang sebagian besar bersumber
dari medan magnet luar. Medan magnet luar berasal dari perputaran arus
listrik di dalam lapisan ionosfer yang bersumber dari partikel-partikel
terionisasi oleh radiasi matahari sehingga menghasilkan fluktasi arus
yang dapat menjadi sumber medan magnet. Jangkauan variasi ini hingga
mencapai 30 gamma dengan perioda 24 jam. Selain itu juga terdapat
variasi yang amplitudonya berkisar 2 gamma dengan perioda 25 jam.
Variasi ini diasosiasikan dengan interaksi ionosfer bulan yang dikenal
dengan variasi harian bulan (Telford, 1976).
3. Badai Magnetik
Badai
magnetik adalah gangguan yang bersifat sementara dalam medan magnetik
bumi dengan magnetik sekitar 1000 gamma. Faktor penyebabnya
diasosiasikan dengan aurora. Meskipun periodanya acak tetapi kejadian
ini sering muncul dalam interval sekitar 27 hari, yaitu suatu periode
yang berhubungan dengan aktivitas sunspot (Telford, 1976). Badai magnetik secara langsung dapat mengacaukan hasil pengamatan.
Koreksi Data Magnetik
Untuk
mendapatkan anomali medan magnetik yang menjadi target survei, maka
data magnetik yang telah diperoleh harus dibersihkan atau dikoreksi dari
pengaruh beberapa medan magnet yang lain. Secara umum beberapa koreksi
yang dilakukan dalam survei magnetik meliputi:
1. Koreksi harian
Koreksi
harian adalah koreksi yang dilakukan terhadap data magnetik terukur
untuk menghilangkan pengaruh medan magnet luar atau variasi harian.
2. Koreksi IGRF
Koreksi
IGRF adalah koreksi yang dilakukan terhadap data medan magnet terukur
untuk menghilangkan pengaruh medan utama magnet bumi.
Nilai IGRF
The International Geomagnetik Reference Field
(IGRF) adalah deskripsi matematis medan magnet utama Bumi yang
digunakan secara luas dalam studi tentang kerak bumi, ionosfer, dan
magnetosfer. Nilai IGRF berupa nilai intensitas magnetik utama bumi yang
merupakan hasil kesepakatan lembaga-lembaga internasional geomagnetik.
Nilai IGRF umumnya direvisi setiap lima tahun oleh badan IAGA (International Association of Geomagnetism and Aeronomy)
yang ditetapkan pertama kali di tahun 1990. Nilai IGRF merupakan
penggabungan data observasi geomanetik dan perhitungan berdasar
formulasi Gauss pada koefisien harmonic sferis untuk kasus potensial
magnetostatik. Formula Gauss dinyatakan sebagai :
(1.12)
di mana r adalah jarak radial dari pusat Bumi, L adalah tingkat maksimum ekspansi, φ adalah Bujur Timur, θ adalah colatitude (sudut kutub), and dan adalah koefisien Gauss, dan adalah normalisasi Schmidt dalam fungsi Legendre pada derajat l dan tetapan m .
Peta Kontur IGRF 2000
Software
IGRF versi 4.0 adalah software yang digunakan untuk menentukan nilai
IGRF (medan magnetik utama Bumi) dengan menginput beberapa parameter
tertentu. Software ini menggunakan formulasi Gauss dalam perhitungannya
dan menggunakan data observasi generasi kesepuluh (tahun 2005).
Pada
interface software IGRF versi 4.0, user akan diminta untuk menginput
sejumlah parameter. Parameter input dapat berupa koordinat geodetic
ataupun geosentris. Input posisi dalam lintang dan bujur dinyatakan
dalam derajat dan menit hingga beberapa angka decimal. Waktu dimasukkan
dalam decimal tahun dan bulan. Software IGRF mampu menentukan nilai IGRF
dalam kisaran tahun 1990 sampai 2015. Pada koordinat geodetic, maka
diperlukan posisi ketinggian terhadap muka air laut.
Software
IGRF versi 4.0 akan menghitung nilai-nilai bidang geomagnetik dan
tingkat variasi sekuler sesuai input parameter yang diberikan. Parameter
yang ditentukan oleh software ini adalah sudut deklinasi, sudut
inklinasi, komponen horizontal berupa komponen magnetik arah utara dan
komponen magnetik arah timur, komponen magnetik vertical, dan komponen
magnetik total.
Surfer 8.0
Surfer adalah program pembuatan kontur 3D dan ploting permukaan yang bekerja dibawah Microsoft Windows. Surfer
sangat cepat dan mudah dalam mengkonversi data kedalam peta kontur
outstanding dan plot permukaan. Dan dengan semua pilihan yang ada pada surfer anda dapat membuat peta yang mirip sesuai yang diinginkan. (http://www.ssg-surfer.com).
Surfer
adalah salah satu perangkat lunak yang digunakan untuk pembuatan peta
kontur dan pemodelan tiga dimensi yang berdasarkan pada grid. Perangkat
lunak ini melakukan plotting data tabular XYZ tak beraturan menjadi
lembar titik-titik segiempat (grid) yang beraturan. Grid adalah
serangkaian garis vertikal dan horizontal yang dalam Surfer
berbentuk segi empat dan digunakan sebagai dasar pembentuk kontur dan
surface tiga dimensi. Garis vertikal dan horizontal ini memiliki
titik-titik perpotongan. Pada titik perpotongan ini disimpan nilai Z
yang berupa titik ketinggian atau kedalaman. Gridding merupakan proses
pembentukan rangkaian nilai Z yang teratur dari sebuah data XYZ. Hasil
dari proses gridding ini adalah file grid yang tersimpan pada file.grd.
Surface
plot adalah lembar kerja yang digunakan untuk membuat peta atau file
grid. Pada saat awal dibuka, lembar kerja ini berada pada kondisi yang
masih kosong. Pada lembar plot ini peta dibentuk dan diolah untuk
selanjutnya disajikan. Lembar plot digunakan untuk mengolah dan
membentuk peta dalam dua dimensional, seperti peta kontur, dan peta tiga
dimensional seperti bentukan muka tiga dimensi (Budiyanto, 2005).
Surfer
meruapakan program Komputer yang secara otomatis menampilkan lapisan
tanah di bawah permukan dari hasil permukaan yang telah diperoleh
sebelumnya. Surfer digunakan untuk melihat kontur isoresistivitas permukaan pada kedalaman tertentu. (Loke, 1999). Dimana kontur yang ditampilkan dapat dalam bentuk 2 dimensi, dapat pula dalam bentuk 3 dimensi. Dalam surfer terdiri dari beberapa program diantaranya program Grid, program Map, dan program Surf.
Sumber: http://nalinsumarlin.blogspot.com/2011/11/medan-magnetik-bumi.html
http://contohmakalahfisikaa.blogspot.com/2013/03/contoh-makalah-fisika-magnet.html
1 komentar:
(Y)
Posting Komentar