METODE MAGNETOTELURIK

Teman-teman, artikel kali ini akan membahas tentang salah satu metode geofisika yaitu Metode Magnetotelurik. Apa itu Metode Magnetotelurik?

1.                  Definisi Metode Magnetotelurik

Metode magnetotelurik atau biasa yang disebut dengan MT merupakan salah satu metode geofisika yang memanfaatkan variasi medan elektromagnetik yang terdapat pada permukaan bumi atau dapat juga diartikan sebagai  metode pasif yang mengukur arus listrik alami dalam bumi, yang dihasilkan oleh induksi magnetik dari arus listrik di ionosfer. Variasi medan tersebut berasal dari batuan-batuan di bawah permukaan yang terinduksi  oleh medan elektromagnetik yang terdapat pada atmosfer bumi. Variasi medan yang terukur akan diterjemahkan oleh software menjadi nilai resisitivitas yang kemudian dapat dimodelkan secara vertikal maupun horizontal. Dari model tersebut dapat diprediksi jenis-jenis dan susunan batuan yang terdapat di bawah permukaan.

Sumber yang menyebabkan adanya variasi medan magnet bumi bergantung pada frekuensi gelombang  yang dihasilkan. Untuk frekuensi di atas 1 Hz bersumber dari lighting discharges yang berada di daerah equator bumi. Adapun untuk frekuensi di bawah 1 Hz bersumber dari interaksi antar lapisan magnetosphere bumi dengan solar wind. Ketika mengenai lapisan magnetosphere bumi, proton dan elektron yang terkandung di dalam plasma solar wind dibelokan dengan arah yang saling berlawanan sehingga menghasilkan medan listrik. Variasi intensitas dan kecepatan dari solar wind  menghasilkan gelombang elektromagnetik yang bergantung terhadap waktu. Konsep utama dari metode magnetotelurik didasarkan pada persamaan Maxwell, khususnya persamaan Hukum Ampere dan Hukum Faraday.

Setelah menegetahui tentang definisi Metode Magnetotelurik, mari kita cari tahu tentang sejarah penggunaan Metode Magnetotellurik.

2.                  Sejarah Penggunaan Metode Magnetotelurik

Kebergantukan fenomena listrik-magnet terhadap kelistrikan terutama konduktivitas medium (bumi) dapat dimanfaatkan untuk keperluan metoda MT. Hal ini dilakukan dengan mengukur variasi medan listrik (E) dan variasi medan magnet (H) sebagai fungsi waktu. Pada sekitar dekade 50-an, untuk pertama kali hal ini dilakukan dan dibahas secara terpisah oleh Tikhonov (1950), Rikitake (1946), Kato dan Kikuchi (1950) dan Cagniard (1953) yang kemudian menjadi dasar dari metoda magnetotelurik. Dengan demikian, metoda ini masih relatif baru jika dibandingkan dengan metoda geofisika lainnya.

Lalu bagaimana prinsip kerja Metode Magnetotelurik? Komponen apa saja yang terlibat didalamnya?

3.                  Prinsip Kerja

      Prinsip Kerja Metode Magnetotelurik

           Medan elektromagnetik yang menembus bawah permukaan akan menginduksi anomali konduktif bawah permukaan sehingga menghasilkan medan listrik yang kemudian direkam oleh alat magnetotelurik. Kontras resistivitas antara atmosfer dan permukaan bumi menunjukan bahwa gelombang elektromagnetik merambat secara vertikal ke bawah permukaan. Berdasarkan sifat penjalaran, kedalaman penetrasi bergantung pada frekuensi dan resistivitas. Material resistivitas yang lebih kecil mempunyai daya tembus yang kecil sedangkan medan elegtromagnetik memiliki daya tembus yang besar dikarenakan mempunyai frekuensi yang besar.

Prinsip munculnya gelombang tellurik mirip dengan cara kerja dinamo atau generator listrik. Generator memiliki 2 komponen utama, rotor dan kumparan konduktor. Rotor merupakan bagian dinamo yang dapat berputar. Komponen tersebut mengandung magnet yang memancarkan flux magnet, sedangkan permukaan kumparan yang bersifat konduktif menangkapnya. Pada keadaan diam, flux yang dihasilkan dan diterima kumparan jumlahnya tetap. Ketika rotor diputar, flux magnet yang mengenai permukaan kumparan berubah sepanjang waktu. Perubahan fluks tersebut menyebabkan arus listrik mengalir di kumparan konduktor, yang kemudian dijadikan untuk berbagai kebutuhan.

 Mirip dengan analogi tersebut, medan listrik yang terekam pada metode magnetotelurik muncul karena induksi medan magnet bumi terhadap lapisan bumi. Medan magnet bumi besarnya fluktuatif seiring berjalannya waktu, mirip dengan medan magnet yang dihasilkan oleh rotor yang berputar. Fluktuasi medan magnet mengenai permukaan bumi, kemudian merambat ke dalamnya. Medan magnet bumi biasa disebut sebagai medan magnet primer.

Bumi memiliki sifat konduktor, analog dengan kumparan pada generator. Mirip seperti sebelumnya, lapisan bumi yang konduktif mengalirkan arus listrik ketika dirambati oleh medan magnet yang berubah-ubah. Nah, arus listrik tersebut dikenal sebagai arus telluric yang kemudian ditangkap oleh receiver sebagai medan listrik. Lebih jauh lagi, aliran arus telluric menyebabkan munculnya medan magnet sekunder.

Medan magnet bumi (primer), medan listrik (arus telluric), dan medan magnet sekunder kemudian direkam oleh receiver, yang kemudian diolah hingga diperoleh model resistivitas bawah permukaan. Salah satu pertanyaan yang sering muncul adalah, bagaimana membedakan medan magnet sekunder dan medan magnet primer? Kesimpulan sementara yang dapat diambil, medan magnet sekunder diukur pada arah z, atau vertikal dan biasa disebut dengan Hz. Sedangkan medan magnet primer diukur pada arah lateral sebagai Hx dan Hy. Prinsipnya kurang lebih seperti ini, medan magnet sekunder dihasilkan akibar aktivitas arus listrik telluric yang arahnya lateral. Dengan menggunakan aturan tangan kanan, dimana jempol menunjukkan arah arus dan jari menunjukkan arah medan magnet, maka medan magnet sekunder dapat memiliki arah vertikal, atau arah z. Lebih banyak nanti akan dibahas pada uraian tentang tipper.

Lalu apa saja manfaat dari Metode Magnetotelurik? Apakah pengaplikasiannya hanya di bidang geofisika saja?                  

4. Aplikasi metode Magnetotelurik

Metode ini dapat digunakan untuk menentukan sifat listrik bahan pada kedalaman yang relatif besar (termasuk mantel) di dalam bumi. Dengan teknik ini, variasi waktu pada potensi listrik diukur pada stasiun pangkalan dan stasiun survei. Selain itu, metoda magnetotelurik sering digunakan dalam :

1.      Mengetahui sebaran tahanan jenis batuan di bawah permukaan

2.      Mengukur arus listrik alami dalam bumi yang dihasilkan oleh induksi magnetic dari arus listrik di ionosfer

3.      Menentukan sifat bahan pada kedalaman yang relative besar  (termasuk mantel ) di dalam bumi

4.      Penelitian panas bumi, minyak dan gas bumi, geohidrologi dan arkeologi

5.      Mencari respon anomaly benda berupa struktur geologi tertentu, misalnya patahan zona konduktif

Selain itu, metoda ini juga dapat diaplikasikan dalam pencarian ganesa bahan galian berupa nikel, emas, besi, dan lainnya yang terdapat di bawah permukaan bumi.

Demikianlah teman-teman artikel singkat tentang seluk beluk Metode Magnetotelurik. Sampai juga di artikel berikutnya.Terimakasih...