kemagnetan bumi magnetism earth magnetism geophysics

Kemagnetan bumi

Jurusan Teknik GeofisikaUniversitas Pembangunan Nasional

(UPN) “Veteran” Yogyakarta

KEMAGNETAN BUMI Metode Geomagnet merupakan salah

satu metode geofisika yang paling tua digunakan oleh manusia dalam menemukan jenis-jenis yang tersembunyi di bawah permukaan bumi dengan memanfaatkan sifat kemagnetan batuan

Sifat Kemagnetan Bumi Bumi dipandang sebagai dipole (kutub

utara dan selatan magnetik) yang mempunyai medan magnet tidak konstan, artinya besar medan magnet tersebut berubah terhadap waktu

Akibatnya garis-garis medan magnet akan mengikuti pola Dipol, di mana pada suatu tempat di permukaan, garis tersebut akan mempunyai arah tertentu.

Teori Dasar Dalam kemagnetan dikenal dua jenis

muatan, yaitu muatan positif dan muatan negatif.

Muatan atau kutub yang berlawanan jenis akan tarik menarik sedangkan muatan yang sejenis akan tolak menolak dengan gaya F.

Sifat Kemagnetan

Suseptibilitas Kemagnetan Tingkat suatu benda magnetik untuk

mampu dimagnetisasi ditentukan oleh suseptibilitas kemagnetan

Dikenal 3 macam sifat kemagnetan bahan yaitu Ferromagnetik, Paramagnetik, dan Diamagnetik

Diamagnetik

Mempunyai sifat: - Suseptibilitas K negatip dan kecil. - Suseptibilitas tidak bergantung pada

medan magnet luar. Contoh: Gipsum, Marmer, Kuarts, Garam.

Paramagnetik Mempunyai sifat: - Suseptibilitas K positip dan sedikit lebih besar

dari satu.- Suseptibilitas K bergantung pada T. Contoh: Platina, Nikel28

Efek paramagnetisme merupakan suatu efek orientasi, mirip dengan efek orientasi dari molekul-molekul polar yaitu dalam hal sifatnya yang bergantung pada temperatur, yaitu K membesar jika T turun;

Ferromagnetik Mempunyai sifat: - K >>> 1 - K bergantung pada T Contoh : Besi, Nikel, cobalt

Untuk bahan-bahan ferromagnetik intensitas magnetisasi (M) kadang-kadang besarnya sejuta kali lebih besar daripada paramagnetik.

Sifat – Sifat Lain- Antiferromagnetisme : K = paramagnetik, tetapi harganya naik

sampai dengan titik Curie, kemudian turun lagi menurut H. Curie-Weiss.

- Ferrimagnetisme : K >> dan bergantung pada suhu.

Gaya Magnet Dasar dari metode magnetik adalah

gaya Coloumb antara dua kutub magnetik m1 dan m2 yang terpisah sejauh r dalam bentuk

rrmmF ˆ221

dengan μ adalah permeabilitas magnetik

Kuat Medan Magnet Kuat medan magnet adalah besarnya

medan magnet pada suatu titik dalam ruang yang timbul sebagai akibat dari sebuah kutub m yang berada sejauh r dari titik tersebut.

rrm

mFH ˆ2

1

2

ro

r

r-ro

A(r)

X

Y

Z

Intensitas Medan Magnet Benda magnet dapat dipandang sebagai sekumpulan dari

sejumlah momen-momen magnetik. Bila benda magnetik tersebut diletakkan dalam medan luar, benda tersebut menjadi termagnetisasi karena induksi.

Oleh karena itu intensitas kemagnetan I adalah tingkat kemampuan menyearahnya momen-momen magnetik dalam medan magnet luar, atau didefinisikan sebagai momen magnet persatuan volume

I = M / V

Suatu batuan dikatakan sebagai batuan magnetik jika di dalamnya terdapat dipol-dipol magnetik yang arahnya sama.

Harus dipahami bahwa suseptibilitas berbeda dengan permeabilitas.

- Suseptibilitas adalah kemampuan bahan untuk menjadi termegnetisasi

- Permeabilitas adalah kemudahan untuk melewatkan fluks yang melaluinya

Hubungan antara suseptibilitas (k) dan Permeabilitas (μ) :

μ = I + 4π k

Dimana I adalah intensitas magnet.

Kurva Hysterisis

0 H

BH : medan magnetB : fluks magnet

a

b

c

Jika kita mempunyai sampel material dengan medan magnet nol, dengan demikian fluks magnet juga nol; kemudian diberi medan magnet (induksi) sehingga H dan B meningkat sampai pada titik tertentu misalnya (a). Selanjutnya medan H diturunkan, maka fluks B akan mengalami penurunan lebih lambat dibandingkan saat naiknya. Ketika H menjadi nol, ternyata B tidak menjadi nol.

Besarnya penyimpangan B disebut magnetik sisa (remanent magnetisme)

Untuk memperkecil fluks menjadi nol, sampel harus diinduksi dengan kutub yang berlawanan.

Derajat remanent magnetisme yang ditunjukkan oleh setiap bahan sangat bervariasi.

Temperatur pada saat material kehilangan kemampuan untuk mempertahankan sifat kemagnetan disebut sebagai suhu Curie.

Suhu ini sangat mungkin dicapai pada bagian bawah kerakbumi.

Faktor tekanan tidak banyak berpengaruh pada suhu Curie.

Variasi Medan Magnet 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: Variasi Sekuler, Variasi Harian dan Badai Magnetik

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.

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 fluktuasi arus yang dapat menjadi sumber medan magnet.

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).

Anomali Magnetik Variasi medan magnetik yang terukur di permukaan

merupakan target dari survey magnetik (anomali magnetik).

Secara garis besar anomali ini disebabkan oleh medan magnetik remanen dan medan magnet induksi.

Anomali yang diperoleh dari survei merupakan hasil gabungan dari keduanya, bila arah medan magnet remanen sama dengan arah medan magnet induksi maka anomalinya bertambah besar, demikian pula sebaliknya.