HASIL INTERPRETASI GEOMAGNETIK UNTUK MONITORING LANJUTAN BAWAH BAWAH PERMUKAAN GUNUNG KELUD Almira Mahsa Jurusan Teknik Ge!isika Ins"i"u" Teknl#i Se$uluh N$em%er &ITS' Sura%a(a Kam$us ITS Suklil Sura%a(a )*+++ almiramahsa,-#mail./m
A%s"rak
Telah dila dilaku kukan kan stud studii liter literatu aturr untu untuk k meng menget etah ahui ui baga bagaim iman anaa stru strukt ktur ur bawa bawah h permukaan dari Gunung Kelud. Pada data sekunder didapat anomali magnetik memanja memanjang ng dari dari gunung gunung sumbin sumbing g dan gunung gunung Lirang Lirang menuju menuju kawah kawah gunung gunung Kelud, Kelud, anom anomal alii ters terseb ebut ut beru berupa pa magm magmaa gunu gunung ng api, api, yang ang kemu kemudi dian an digu diguna naka kan n untu untuk k rekom rekomend endasi asi kegiata kegiatan n monito monitoring ring lanjutan lanjutan bawah permukaa permukaan n dengan dengan tujuan tujuan untuk untuk mengetahui kemungkinan akan terjadinya erupsi dari gunung Kelud.
kata kunci : Magnetik, Kelud, Monitoring
Pen0ahuluan
rup rupsi si yang ang terj terjad adii pada pada Gunu Gunung ng Kelud pada tahun !""# tidak dapat memas emasttikan apakah gunung terse rsebut nantiny nantinyaa akan akan mengal mengalami ami erupsi erupsi kembal kembalii atau tidak, pergerakan dari magma haruslah dipant dipantau au untuk untuk mengeta mengetahui hui naik naik tidakny tidaknyaa magma ke atas permukaan. $ntuk itu perlu dilak lakukan proses lebih lanjut jut untuk memp empelaja lajari ri struk ruktur intern ernal sua suatu gunungapi yang kemudian dapat dimengerti tanda%tanda peningkatan akti&itas gunungapi guna mengetahui indikator suatu gunungapi akan mengalami erupsi guna mempersiapkan langkah untuk mengantisipasi dan meminimalisasi dampak dari erupsi tersebut.
$ntu $ntuk k meng mengid iden enti ti'i 'ika kasi si stru strukt ktur ur bawa bawah h permukaan, dapat digunakan beberapa metode geo'isika, dalam hal ini digunakan metode magnetik. A$likasi Me"0e Ge!isika
Metode geo'isika yang sering digu diguna naka kan n untu untuk k meny menyel elid idik ikii stru strukt ktur ur bawah permukaan antara lain: metode geol geolis istr trik ik,, meto metode de gay gaya bera berat, t, metod etodee sei seismi smik dan metode geom eomagnet atau tau magn magnet etik ik.. Pene Peneli liti tian an ini ini meng menggu guna naka kan n meto metode de magn magnet etik ik kare karena na tela telah h bany banyak ak diguna digunakan kan dalam dalam eksplo eksplorasi rasi minera minerall dan batuan. Metode magnetik dapat digunakan
untuk menentukan struktur geologi besar bawah permukaan seperti sesar, lipatan, intrusi batuan beku atau kubah garam dan reser&oir geothermal. Menurut metode magnetik dapat digunakan untuk mengetahui kedalaman dan struktur permukaan, pengukuran dapat diperoleh dengan mudah untuk studi lokal dan regional. Metode magnetik bekerja didasarkan pada pengukuran &ariasi kecil intensitas medan magnetik di permukaan bumi. (ariasi ini disebabkan oleh kontras si'at kemagnetan antar batuan di dalam kerak bumi, sehingga menimbulkan medan magnet bumi yang tidak homogen, bisa disebut juga sebagai suatu anomali magnetik. Mni"rin# Gunun# A$i Monitoring gunung api merupakan serangkaian kegiatan pengukuran, analisa, dan interpretasi data Gunung )pi dengan tujuan untuk dapat memprediksi terjadinya erupsi gunung api. Monitoring gunung api merupakan serangkaian kegiatan pengukuran, analisa, dan interpretasi data Gunung )pi dengan tujuan untuk dapat memprediksi erupsi artinya bagaimana mengetahui kapan erupsi terjadi, berapa lama erupsi berlangsung, dimana pusat erupsi dan bagaimana karakteristik erupsi. *ebelum erupsi biasanya terdapat +Prekursor erupsi+ yaitu suatu gejala awal berupa perubahan%perubahan parameter 'isika dan kimia yang terlihat secara &isual maupun yang terukur secara intrumental sebagai tanda akti&itas &ulkanik sebelum erupsi. $ntuk menyimpulkan bahwa suatu perubahan 'isika atau kimia sebagai prekursor erupsi terlebih dahulu harus diketahui basis data pada masa gunungapi tidak akti'.
Peme"aan Den#an Me"0e Ma#ne"ik
Metode geo%magnet adalah metode geo'isika yang paling tua. Prinsip dasar dalam metode ini adalah mempelari kondisi bawah permukaan bumi berdasar si'at kemagnetan batuan. atu magnet sudah lama digunakan oleh orang -ina sebagai petunjuk dalam pelayaran namun gagasan bahwa bumi ini bersi'at magnet timbul beberapa tahun kemudian. illiam Gilbert /012"304"56, seorang doktor 7atu li8abeth 9 telah menuliskan sebuah buku yang berjudul ;e Magnete< pada tahun 04"". Pada masa inilah timbul pemikiran bahwa semua titik di atas permukaan bumi memiliki nilai dan arah medan magnet yang berbeda%beda. Pada tahun 0=5" sampai 0=2!, Karl >rederick Gauss melakukan pengamatan secara detail terhadap medan magnet bumi. ;ia menyimpulkan bahawa sumber medan magnet bumi berasal dari dalam bumi. ;ia juga menyatakan bahwa medan magnet bumi juga memiliki hubungan erat dengan perputaran bumi karena kutub magnet bumi dekat dengan sumbu putaran bumi /Tel'ord, 0??"6. Tujuan dari metode ini adalah untuk mengetahui kondisi bawah permukaan dan perlapisan batuan. )kan tetapi sekarang metode ini sering digunakan untuk memantau akti&itas gunung api. *ebelum melakukan proses monitoring, umumnya juga dilakukan pengamatan persebaran nilai anomali medan magnet secara berkala atau pemetaan. Pemetaan ini bertujuan untuk mengetahui posisi dapur magma beserta dengan kecenderungan pergerakannya. ;alam monitoring gunung api, desain sur&ey yang digunakan biasannya radial, menyesuaikan dengan kontur dan semakin rapat saat
mendekati kawah gunung. Metode magnetik ini mengasumsikan bahwa setiap batuan yang ada di bawah permukaan bumi memiliki si'at magnetik yang berbeda%beda. @adi ketika medan magnet bumi menginduksi batuan yang ada di bawah permukaan bumi maka akan timbul medan magnet sekunder akibat induksi tadi. Ailai intensitas medan magnet sekunder ini akan berbeda%beda pada setiap batuan dan sangat bergantung pada si'at kemagnetan batuan /diamagnetik, paramagnetik, dan 'eromagnetik6 serta remanen magnet yang sudah ada sejak 8aman dulu pada batuan tersebut. Mr!l#i Daerah Peneli"ian
Gunung Kelud /#".14B * dan 00!."0?C 6 merupakan salah satu gunung api kuarter yang berkembang di @awa Timur. Gunung Kelud dikelilingi oleh beberapa gunung api yang lebih tua, seperti Gunung Kawi dan Gunung utak di sebelah timur, serta Gunung )njasmara di sebelah timur laut. Gunung%gunung tersebut membentuk mor'ologi kasar dengan bukit, dan jurang yang terjal di timur laut dan di lereng Gunung Kelud. Menurut mor'ologi Gunung Kelud dapat dibagi menjadi 1 unit, yaitu puncak dan kawah Gunung Kelud, badan Kelud, cekungan parasitik Kelud, kaki dan dataran Kelud. Gunung Kelud mempunyai ketinggian lebih dari 0#50 meter dpl, dan mempunyai mor'ologi yang tidak teratur. Dal ini disebabkan adanya erupsi yang bersi'at eksplosi' yang diikuti pembentukan kubah la&a. *tratigra'i dari satuan batuan Gunung Kelud terdiri dari berbagai macam aliran la&a, kubah la&a, aliran piroklastik dan timbunan piroklastik lembut. atuan
pra%kelud terdiri dari batuan &ulkanik dari pegunungan selatan, Gunung )njasmara, Gunung utak dan Gunung Kawi. Timbunan sekunder terdiri dari lahar dingin dan kolo&ium. S"ruk"ur Gel#i Daerah Peneli"ian
*truktur geologi Gunung Kelud terdiri dari beberapa kawah /Lirang, Gajahmung%kur, Tumpak, *umbing, ;argo, Gupit, adak dan Kelud6 dan terdapat 5! patahan normal Kesepuluh kawah tersebut umurnya berurutan dari yang tertua hingga termuda dan merupakan pusat erupsi yang berpindah% pindah berlawanan arah jarum jam. Masing%masing erupsi menghasilkan batuan piroklastik, pada umumnya merusak sebagian kawah lama. *ecara petrologis, batuan &ulkanik Gunung Kelud dapat diklasi'ikasikan sebagai calc% alkaline dan berkembang dari K basal medium ke K andesit medium /*iE! F2? hingga 40 6. Menurut terdapat beberapa tipe gempa &ulkanik tercatat selama berlangsungnya pemantauan seismicitas Gunung Kelud. Tipe%tipe (K% 0, (K%!, (K%5, dan (K%2 /(KF (olcanic Kelud6 tercatat dengan inter&al waktu rambat gelombang *%P antara 0 sampai 2 sekon, dengan kandungan 'rekuensi sekitar 5 Dert8. Dal ini berarti hiposenter berada pada posisi yang cukup dekat dengan permukaan.
jangka waktu yang cukup lama mencakup daerah dengan luas lebih dari 0" 4 km!. Gambar 0. Peta Geologi Kediri Me0an Ma#ne"
Medan magnet bumi terkarakterisasi oleh parameter 'isis atau disebut juga elemen medan magnet bumi, yang dapat diukur yaitu meliputi arah dan intensitas kemagnetannya. Parameter 'isis tersebut meliputi : % Deklinasi (D), yaitu sudut antara utara magnetik dengan komponen hori8ontal yang dihitung dari utara menuju timur % Inklinasi(I), yaitu sudut antara medan magnetik total dengan bidang hori8ontal yang dihitung dari bidang hori8ontal menuju bidang &ertikal ke bawah.
% Intensitas Horizontal (H), yaitu besar dari medan magnetik total pada bidang hori8ontal. % Medan magnetik total (F), yaitu besar dari &ektor medan magnetik total. Medan magnet utama bumi berubah terhadap waktu. $ntuk menyeragamkan nilai%nilai medan utama magnet bumi, dibuat standar nilai yang disebut sebagai International Geomagnetics Reference Field (IGRF) yang diperbaharui setiap 1 tahun sekali. Ailai%nilai 9G7> tersebut diperoleh dari hasil pengukuran rata%rata pada daerah luasan sekitar 0 juta km! yang dilakukan dalam waktu satu tahun. Medan magnet bumi terdiri dari 5 bagian : 0. Medan magnet utama /main field 6 Medan magnet utama dapat dide'inisikan sebagai medan rata%rata hasil pengukuran dalam
!. Medan magnet luar /external field 6 Pengaruh medan magnet luar berasal dari pengaruh luar bumi yang merupakan hasil ionisasi di atmos'er yang ditimbulkan oleh sinar ultra&iolet dari matahari. Karena sumber medan luar ini berhubungan dengan arus listrik yang mengalir dalam lapisan terionisasi di atmos'er, maka perubahan medan ini terhadap waktu jauh lebih cepat. 5. Medan magnet anomali Medan magnet anomali sering juga disebut medan magnet lokal /crustal field 6. Medan magnet ini dihasilkan oleh batuan yang mengandung mineral bermagnet seperti magnetite, titanomag%netite dan lain%lain yang berada di kerak bumi. ;alam sur&ei dengan metode magnetik yang menjadi target dari pengukuran adalah &ariasi medan magnetik yang terukur di permukaan /anomali magnetik6. *ecara 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 1ulkanma#ne"ik
1. roses !"ermomagnetik H merupakan serangkaian proses demagnetisasi dan remagnetisasi akibat adanya kenaikan suhu hingga mencapai suhu -urrie yakni I1=" "-. *aat suatu benda bermagnet dipanasi hingga mencapai suhu -urrie, benda tersebut akan mengalami demagnetisasi atau kehilangan si'at magnetisnya. Aamun, saat suhu kembali turun benda tersebut akan termagnetisasi kembali atau mengalami
remagnetisasi. *i'at magnetisasi ini dalam hubungannya dengan akti'itas Gunung )pi adalah pada proses naiknya magma. Pada saat tersebut bagian atas Gunung )pi akan memanas sehingga medan magnetnya akan menurun dan begitu pula sebaliknya. #. $fek iezomagnetik H merupakan si'at magnetisme yang disebabkan oleh adanya tekanan yang dikenakan pada suatu batuan sehingga menimbulkan si'at magnet. Pie8omagnetik adalah perubahan si'at kemagnetan yang diakibatkan oleh tekanan non% hidrostatis /de&iatorik6. ;alam pembahasan ini e'ek dari tekanan hidrostatis yang kecil diabaikan. 'ek ini ditemukan berdasarkan pada percobaan laboratorium dimana suatu batuan saat diberi tekanan akan mengalami perubahan nilai 9ntensitas Magnet per unit &olume sebesar tekanan yang mengenainya.
Gambar !. ;ata sekunder Gra& Mag ;ari data sekunder didapat : 0. Kontur medan magnet total yang dikoreksi &ariasi harian dan 9G7> diperoleh dipole magnet yang menunjukkan adanya anomali di daerah penelitian. )nomali medan magnet total pada kontur menunjukkan pasangan closure positi' dan negati', dengan besar medan magnet pada closure positi' sekitar 0=10 nT dan medan magnet closure negati' sekitar %!0#= nT.
!. ;ari peta kontur gradiomagnetik dan %. Fenomena $lektrokinetik H magnetisme yang reduksi ke kutub dapat diketahui bahwa disebabkan oleh pergerakan 'luida anomali magnetik memanjang dari gunung magmatis. *aat bergerak, 'luida magmatis sumbing dan gunung Lirang menuju kawah akan melalui dua medium yakni medium gunung elud, anomali tersebut berupa padat dan setengah padat, sehingga akan magma gunung api. terjadi trans'er ion yang menyebabkan terbentuknya medan listrik yang juga akan 5. 9nterpretasi kuantitati' menggunakan menghasilkan medan magnet. metode talwani !; dengan meman'aatkan perangkat lunak G7)(M)G, pada sayatan Me"0e Peneli"ian %> anomali terjadi pada jarak 5!=,?55 meter dari titik , pada datum ke !# dan ;ata yang digunakan dalam berada pada sumbu J 4250?0, sumbu y penelitian ini adalah data sekunder yang ?0!!511 dengan medan magnet sebesar didapat dari studi literatur. %0551,= nT. 2. 9nterpretasi kuantitati' menggunakan metode talwani !; dengan meman'aatkan perangkat lunak G7)(M)G, sayatan > menghasilkan pendugaan geometri dua buah
benda dibawah permukaan dengan tingkat kesalahan ",=1. enda anomali 9 dengan nilai suseptibilitas ","!5? emugram berada pada kedalaman puncak 5" m dan batas bawah =1 m. enda anomali 99 dengan nilai suseptibilitas ","0!2 emugram, berada pada kedalaman puncak !1 m dan batas bawah ?" m. Pem%ahasan ;ari hasil data tersebut dapat dikorelasikan untuk dilakukannya monitoring lebih lanjut bawah permukaan dari Gunung Kelud. ;imana dari peta kontur gradiomagnetik dan reduksi ke kutub dapat diketahui bahwa anomali magnetik memanjang dari gunung sumbing dan gunung Lirang menuju kawah gunung Kelud, anomali tersebut berupa magma gunung api. ;ari situ dapat diperkirakan adanya magma yang arahnya menuju ke Gunung Kelud dan kemungkinan besar menuju ke permukaan. $ntuk itu perlu adanya pengamatan magnetik untuk mengetahui meningkatnya akti&itas gunung api yang dicirikan dengan naiknya temperatur yang berasal dari magma menuju permukaan. Kemudian juga dilakukan untuk mengamati nilai intensitas magnet di atas gunung api, apabila magma mulai naik ke atas permukaan maka nilai intensitas magnet di atas gunung api akan rendah karena pengaruh panas magma. Magma yang naik ke atas permukaan akan memiliki nilai susceptibilitas yang rendah dibandingkan dengan batuan &ulkanik pembentuk gunung api. Dasil akhir dari pengukuran Geomagnet juga untuk memodelkan &olume daripada dapur magma.
Perlu dilakukan monitoring gunung Kelud menggunakan metode magnetik yang bisa dilakukan secara kontinu ataupun
secara periodik. $ntuk monitoring secara kontinu koordinat dari titik%titik magnetik pada gunung api ditentukan secara real3 time dan terus menerus dengan sistem yang disusun secara otomatis. )gar metode ini dapat dilakukan maka diperlukan komunikasi data antara titik%titik magnetik pada gunung api dan stasiun pengamat. Monitoring magnetik di gunung Kelud bisa dilakukan dengan minimal dua alat magnetometer untuk melakukan pengukuran. *alah satu alat diletekan ditempat yang relati&e jauh dari akti&itas gunung Kelud, sebagai basenya, dan alat yang lainya diletakan disekitar gunung untuk memonitoring akti&itas gunung tersebut. ;engan demikian akan didapat minimal satu data hasil pengukuran magnetik digunung Kelud dan satu data yang yang tanpa pengaruh akti&itas gunung, sehingga dari kedua data tersebut kita bisa membandingkan antara keduanya. *ehingga ketika terjadi perubahan nilai magnetik akan dapat diketahui. Kesim$ulan
;ari data sekunder dapat ditarik kesimpulan bahwa adanya akti'itas magma dari Gunung Kelud yang kemudian perlu dilakukannya monitoring lanjutan untuk mengetahui akti'itas magma dan kemungkinan erupsi.
Da!"ar Pus"aka
*antoso,agus @aya. Mashuri, *utrisno, ahyu Tri. a'i, )bdurrahman. *alim, 7iski. 7adhiyullah )rmi. !"0!. 9nterpretasi Metode Magnetik $ntuk Penentuan *truktur awah Permukaan di *ekitar Gunung Kelud Kabupaten Kediri. 9T*
Monitoring Gunung )pi ;engan Metode Magnetik. elisa.ugm.ac.id. ;iakses tanggal 0= Mei !"04. 'ile:-:$sersuser;ownloadsMonitori
ng!"Gunungapi!"dengan !"Metode!"magnetik!"/06.pd'
