Pengantar Teknik Geofisika

KEMAGNETAN BUMI

Pengantar Teknik Geofisika

Medan magnet bumi dapat dipandang sebagaiMedan dipol (sedangkan medan Gravity bumidisebut Medan Monopol). Akibatnya garis-garismedan magnet akan mengikuti pola Dipol, di-mana pada suatu tempat di permukaan, garistersebut akan mempunyai arah tertentu.

Pengantar Teknik Geofisika

Banyak benda-benda bersifat magnet, baik buatan (magnet induksi) maupun alamiah. Magnet mempunyai kemampuan membe- rikan gaya pada sesama magnet atau benda lain seperti besi. Semua magnet mempunyai dua kutub di- sebut kutub utara dan kutub selatan. Kutub sejenis akan saling tolak-menolak, sedangkan kutub yang tidak sejenis akan saling tarik-menarik.

Pengantar Teknik Geofisika

Pengantar Teknik Geofisika

Dikenal 3 macam sifat kemagnetan bahan yaituFerromagnetik, Paramagnetik, dan Diamagnetik.

Diamagnetik : Mempunyai sifat: - Suseptibilitas K negatip dan kecil. - Suseptibilitas tidak bergantung pada medan magnet luar. Contoh: Bismuth, Grafit, 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 efekorientasi, mirip dengan efek orientasi darimolekul-molekul polar yaitu dalam hal sifat-nya yang bergantung pada temperatur, yaituK membesar jika T turun;

Pengantar Teknik Geofisika

Karena agitasi termal dari atom (molekul)cenderung untuk mencegah orientasi.Sebaliknya sifat diamagnetisme tidak ber-gantung pada T.

Dalam benda-benda magnetik, medan yangdihasilkan oleh momen magnetik atomik per-manen, cenderung untuk membantu medan luar.

Pengantar Teknik Geofisika

Ferromagnetisme Mempunyai sifat: - K >>> 1 - K bergantung pada T

Contoh : Besi, Nikel cobalt.

Untuk bahan-bahan ferromagnetik intensitasmagnetisasi (M) kadang-kadang besarnyasejuta kali lebih besar daripada paramagnetik.

Pengantar Teknik Geofisika

Sifat-sifat yang lain: - Antiferromagnetisme : K = paramagnetik, tetapi harganya naik sampai dengan titik Curie, kemudian turun lagi menurut H. Curie-Weiss. - Ferrimagnetisme : K >> dan bergantung pada suhu.

• Paramagnetic State

Susceptibility = Magnetization/Magnetic Field: = M/H

Curie-Weiss Law ( K T-1)

CT

GAYA MAGNETIK

Bila dua buah kutub magnet, masing-masingdengan kekuatan Po dan P1, terpisah pada jarakr, maka gaya (F) yang dihasilkan adalah:

210

rP.P1

= Fμ

F : Gaya magnetikP : kekuatan magnetikμ : permeabilitas absolutR : jarak antara kedua kutub magnet

Pengantar Teknik Geofisika

Kuat medan magnetik

Bila suatu titik berada pada jarak r dari kutubmagnet m, maka kuat medan magnetik padatitik tersebut adalah:

ro

r

r-roA(r)

X

Y

Z

Pengantar Teknik Geofisika

Bentuk medan potensial skalarnya A(r) darisuatu material magnetik dengan bentuk seba-rang dapat dinyatakan sebagai:

dVr

rA0v r-

1M - )(

Dimana :M momen dipol magnet persatuan volumV volume dari sumber dipol magnetr0 vektor posisi dari sumber dipol

Pengantar Teknik Geofisika

Sedangkan intensitas medan magnet dapatdinyatakan:

Untuk intensitas medan magnet bumi, simbol-nya ditulis Ho.

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

A(r) - H

Untuk material yang termagnetisasi linier:

oH •K = M

Dimana :M Momen dipol magnetikK kontras (perbedaan) suseptibilitas k – ko

ko suseptibilitas rata-rata di sekitar bahan

Pengantar Teknik Geofisika

Pengantar Teknik Geofisika

Harus dipahami bahwa suseptibilitas berbedadengan permeabilitas.- Suseptibilitas adalah kemampuan bahan untuk menjadi termegnetisasi- Permeabilitas adalah kemudahan untuk melewatkan fluks yang melaluinya

Hubungan antara suseptibilitas (k) danPermeabilitas (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 denganmedan magnet nol, dengan demikian fluksmagnet juga nol; kemudian diberi medan mag-net (induksi) sehingga H dan B meningkat sam-pai pada titik tertentu misalnya (a). Selanjutnyamedan H diturunkan, maka fluks B akan meng-alami penurunan lebih lambat dibandingkansaat naiknya. Ketika H menjadi nol, ternyataB tidak menjadi nol.

Besarnya penyimpangan B disebut magnetiksisa (remanent magnetisme)

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

Derajat remanent magnetisme yang ditunjukkanoleh setiap bahan sangat bervariasi.

Temperatur pada saat material kehilangan ke-mampuan untuk mempertahankan sifat kemag-netan disebut sebagai suhu Curie. Suhu ini sa-ngat mungkin dicapai pada bagian bawah kerakbumi. Faktor tekanan tidak banyak berpengaruhpada suhu Curie.