Post on 28-Apr-2019
UPGRADE SISTEM PERALATAN MAGNET BUMI
Oleh :
Yohanes Tasar, Ahmad Kadarisman, Mahmud Yusuf, Abdul Aziz
I. Pendahuluan
Penelitian tentang perubahan nilai medan magnet bumi terkait dengan aktifitas
stress pada mantel bumi bagian atas telah lama dilakukan, dan muncul istilah
Tectonomagnetism ( Nagata, 1969). Sedangkan perubahan medan magnet bumi
yang berhubungan dengan kejadian gempabumi adalah Seismomagnetic
( Stacey, 1963). Proses tektonik stress berhubungan dengan tiga jenis efek 1)
Dilatancy (Scholz, 1973) 2) Electrokinetic 3) Piezomagnetic (Stacey,1972).
Sumber magnetbumi yang terrekam oleh peralatan berasal dari sistem internal
bumi dan Eksternal gambar 1. Sistem internal yang pertama yang dominan
berkontribusi memberikan medan magnetbumi adalah efek hidodinamika dinamo
dari pergerakan Fluida pada inti bumi, dan yang kedua adalah lapisan batuan
yang sudah termagnetisasi pada saat pembekuan. Sedangkan faktor eksternal
adalah aktifitas Matahari yang menyebabkan adanya penyebaran gelombang
elektromagnetik dari Matahari.
Sumber Internal
Sumber Eksternal
Gambar 1. Sumber Magnet bumi
Medan magnet bumi merupakan besaran vektor yang mempunyai arah dan
besaran (Intensitas), dinyatakan dalam komponen-komponen horizontal dan
vertical. Deklinasi dan Inklinasi merupakan besaran sudut komponen vector
medan magnet bumi. Dijelaskan dalam gambar 2.
Gambar 2. Komponen medan magnet bumi
Sedangkan Deklinasi adalah sudut yang dibentuk oleh arah vektor medan
magnet bumi disuatu tempat dengan arah utara geografis, Inklinasi adalah sudut
yang dibentuk oleh arah medan magnet bumi disuatu tempat dengan bidang
horisontal. Variasi harian yang direkam oleh fluxgate magnetometer. Gambar 3
Gambar 3. Variasi harian medan magnet bumi
Pada tahun 2016 dilakukan upgrade sistem peralatan magnet bumi di stasiun
Pelabuhan Ratu dan Kupang dengan tujuan untuk mengingkatkan output data
dengan interval sampling 1 detik, dan diharapkan dapat mengamati anomali
magnet pada saat terjadi gempa bumi.
II. Metode
Pengukuran variasi harian medan magnet bumi dapat diukur dengan Fluxgate
magnetometer. Fluxgate magnetometer bekerja dengan prinsip dua buah
kumparan primer dan sekunder yang mengubah medan listrik menjadi medan
magnet, karena kedua kumparan memiliki arah lilitan yang berlawanan maka
medan magnet yang dihasilkan akan saling meniadakan, tetapi jika ada medan
magnet luar yang searah dengan inti sensor akan terukur nilai dan dapat
dinyatakan sebagai medan magnet luar yang berada disekitar sensor.
Stasiun observasi magnetbumi Pelabuhan Ratu dan kupang dibangun pada
tahun 2006, dengan dipasang peralatan magnet bumi digital. Fungsi utama
kedua stasiun tersebut dalam mengamati parameter magnet bumi melengkapi 3
stasiun magnetbumi yang telah ada sebelumnya yaitu Tangeng, Tuntungan dan
Manado.
Peralatan yang dipasang di Pelabuhan Ratu dan Kupang memiliki spesifikasi
yang sama diantaranya :
1. Fluxgate magnetometer 3 komponen ( Suspended version),Gambar 4
2. Fluxgate electronic digital device
3. Proton Magnetometer
4. DI Flux Theodolite ( Alat Pengamatan Absolute )
Gambar 4. Fluxgate magnetometer Suspended
Fluxgate magnetometer tipe Suspended keluaran dari Danish Meteorological
Institute ini memiliki spesifikasi sebagai berikut :
1. Output range : ± 64000 nT
2. Resolusi : 0.2 nT
3. Sensitivity : 631 nT/Volt
4. Long term drift : < 0.3 nT/years
5. ADC digitizer : 16 Bit
Pada awal pemasangan perangkat Fluxgate magnetometer ditambah dengan
perangkat Digitizer Indigo dengan tujuan untuk mengabungkan data fluxgate
magnetometer dan Proton Magnetometer dengan output data samping 5 detik.
Kemudian pada bulan Agustus 2016 dilakukan upgrade system dan software
akusisinya pada peralatan tersebut sehingga dapat mengeluarkan data dengan
sampling 1 detik seperti digambarkan pada skema konfigurasi pada gambar 5.
Konfigurasi Sebelum di Upgrade
Konfigurasi Setelah Upgrade
Gambar 5. Kofigurasi Peralatan Magnetometer
III. Hasil dan Pembahasan
Upgrade sistem peralatan dengan output data sampling 1 detik cukup
signifikan memberikan kontribusi untuk mengamatan gempabumi.
Phenomena Seismomagnetic ( pengaruh perubahan sifat magnetik batuan
pada saat terjadi gempa bumi) dapat terrekam dengan baik oleh stasiun
magnet bumi di Pelabuhan Ratu, dan Kupang Dari 17 kali kejadian
gempabumi dengan magnitude skala diatas 5 SR selama periode Juli 2016 –
Juli 2017, ada 15 kali kejadian gempa yang anomali perubahan variasi
medan magnet bumi yang tercatat di Pelabuhan Ratu, dan 2 kali kejadian
gempabumi disekitar Kupang Terrekam di stasiun observasi Bau Mata
Kupang.
Info Gempa bumi
Tanggal 19 Oktober 2016 jam 00:26:01
Lokasi : -4.8626 LS ; 108.1627 BT
Kedalaman : 614 Km
Magnitute :6.6 SR
Jarak : 120 Km Timurlaut Subang Jawabarat
Gambar 6. Rekaman fluxgate Magnetometer pada saat gempa bumi di Laut
Jawa
Info Gempa bumi
Tanggal 05 Desember 2016 Jam
01:13:04 UTC
Lokasi : -7.316 LS ; 123.380 BT
Kedalaman : 526 Km
Magnitute :6.3 SR
Jarak : 147 Km Timurlaut Kupang, NTT
Gambar 7. Rekaman Fluxgate magnetometer pada saat terjadi gempa bumi
di Flores
Gempa bumi yang terjadi di Laut Jawa terekam oleh Fluxgate magnetometer
di stasiun Pelabuhan Ratu mengalami gangguan magnetik selama 4 menit
dengan amplitude maksimum 40 nT (nanoTesla) Gambar 6, sedangkan
gempa bumi yang terjadi di Flores terekam oleh Fluxgate magnetometer di
stasiun Kupang mengalami gangguan magnetic selama 5 detik dengan
amplitude 20 nT Gambar 7. Phase gelombang seismik P dan S terlihat jelas
pada variasi magnetik.
Selain itu ada perubahan pola variasi harian beberapa jam sebelum
terjadinya gempa bumi, yang dapat diduga sebagai prekursor gempa
bumi.Gambar 8
Gambar 8. Anomali variasi medan Magnet Bumi sebelum terjadinya gempa
bumi
Tabel 1. Rekap kejadian gempa bumi yang terekam pada Fluxgate magnetometer di
stasiun Pelabuhan Ratu
No Date Time Latitude Longitude Depth Mag MagType
1 7/8/2017 22:48:36 -7.4516 105.9556 42.73 5.2 mb
2 6/11/2017 23:15:06 -8.3071 106.2682 7 5.6 mww
3 4/24/2017 21:29:00 -6.0171 105.3705 50.16 5 mb
4 4/23/2017 18:01:13 -7.7404 108.0192 72.22 5.2 mb
5 3/21/2017 13:13:40 -6.0389 104.366 54.71 5.3 mb
6 3/14/2017 4:36:30 -5.6225 110.1835 545.67 5.1 mb
7 2/19/2017 15:14:08 -6.4023 104.6528 45.93 5.1 mb
8 2/15/2017 18:53:39 -7.5161 107.3878 77.33 5 mb
9 2/8/2017 8:34:18 -7.5557 106.9498 74.88 5 mb
10 1/2/2017 21:02:25 -8.7459 108.7974 38.14 5.2 mb
11 11/7/2016 21:31:28 -8.11 104.8401 33 5.8 mww
12 10/19/2016 0:26:01 -4.8626 108.1627 614 6.6 mww
13 9/11/2016 15:35:06 -6.3091 105.2056 10 5 mb
14 8/12/2016 8:30:08 -6.5442 104.9177 56.45 5.2 mb
15 8/12/2016 7:17:15 -6.5866 104.8479 44.17 5.1 mb
16 8/7/2016 14:02:40 -5.9627 104.164 48.95 5 mb
17 7/29/2016 9:07:10 -9.5526 107.018 10 5 mb
IV. Kesimpulan
1. Hasil upgrade system peralatan magnet bumi di stasiun Pelabuhan Ratu
dan kupang dapat merekam gangguan magnetik pada saat terjadi gempa
bumi.
2. Ada anomaly variasi medan magnet bumi beberapa saat sebelum
terjadinya gempa bumi.
V. Daftar Pustaka
1. Nagata, T. (1969) : Basic magnetic propesties of rock under the effect of
mechanical stresses Tectonophysic, 21. 427-445
2. Stacey, F.D. (1963) ; Seismomagnetic effect and the possibility of
forecasting earthquake. Nature. 200 1083-1085
3. Stacey F D and Johnston M J S (1972): Theory of the piezomagnetic
effect in Titanomagnetic bearing rocks ; Pageoph 97 146-155
4. Scholz C H, Sykes L R and Agarwal Y P. (1973): Earthquake Prediction :
A Physical Basis ; Science 181, 803-809