Metoda Magnetotelluric Metoda Magnetotelluric
MK Eksplorasi Elektromagnetik
Dr. A.Syaeful bahri, MT
Metode (MT) adalah metode Metode (MT) adalah metode
geofisika yang sering digunakan geofisika yang sering digunakan
dalam eksplorasi geothermal karena dalam eksplorasi geothermal karena
kemampuannya menggambarkan kemampuannya menggambarkan
struktur resistivitas batuan bawah struktur resistivitas batuan bawah
permukaan.
permukaan.
Metode ini adalah metode EM pasif Metode ini adalah metode EM pasif
karena menggunakan variasi medan karena menggunakan variasi medan
magnet bumi alami sebagai magnet bumi alami sebagai
sumbernya.
sumbernya.
Definisi Metoda MT
Definisi Metoda MT
Metoda MT : Frekuensi 400 Hz - Metoda MT : Frekuensi 400 Hz -
0.0000129 Hz (perioda sekitar 0.0000129 Hz (perioda sekitar
21.5 jam) 21.5 jam)
Metode AMT : Frekuensi 10 kHz - Metode AMT : Frekuensi 10 kHz -
0.1 Hz 0.1 Hz
Metoda CSAMT : memanfaatkan Metoda CSAMT : memanfaatkan
sumber buatan (Biasanya dalam sumber buatan (Biasanya dalam
kisaran 0.1Hz untuk 10kHz) kisaran 0.1Hz untuk 10kHz)
Sumber berasal dari alam (arus Sumber berasal dari alam (arus
telurik yang terjadi di sekitar telurik yang terjadi di sekitar
ionosfer bumi).
ionosfer bumi).
Spektrum Gelombang EM
Definisi Metoda MT Definisi Metoda MT
Metode magnetotellurik merupakan Metode magnetotellurik merupakan metode eksplorasi elektromagnetik metode eksplorasi elektromagnetik yang mengukur respon bumi dalam yang mengukur respon bumi dalam besaran medan listrik (E) dan medan besaran medan listrik (E) dan medan magnet (H) terhadap medan magnet (H) terhadap medan elektromagnetik (EM) alam. Respon elektromagnetik (EM) alam. Respon tersebut dapat berupa komponen tersebut dapat berupa komponen horizontal medan magnet serta horizontal medan magnet serta medan listrik bumi yang diukur pada medan listrik bumi yang diukur pada
permukaan bumi pada posisi tertentu
permukaan bumi pada posisi tertentu
Sumber Medan EM Alami MT
Sumber Medan EM Alami MT
1.1.
Bersumber dari kilat atau petir, Bersumber dari kilat atau petir, sinyal dari sumber ini memiliki sinyal dari sumber ini memiliki
frekuensi yang tinggi frekuensi yang tinggi
2.2.
Bersumber dari aktivitas ionosfir, Bersumber dari aktivitas ionosfir, sinyal dari sumber ini memiliki
sinyal dari sumber ini memiliki frekuensi sedang
frekuensi sedang
3.3.
Bersumber dari aktivitas sun-spot Bersumber dari aktivitas sun-spot (bintik hitam) matahari, sinyal dari (bintik hitam) matahari, sinyal dari
sumber ini memiliki frekuensi sumber ini memiliki frekuensi
rendah.
rendah.
Skin Depht Skin Depht
Implications = Earth is a Heterogeneous Half- Space
Layered Homogeneous Half-Space Allows for Skin Depth:
Depth of Investigation =
at 10hz or T=0.1 for Homogeneous Half-Space
0 . 5
m 100 *
m 5 *
m
353
km 58 .
1
Sumber Medan MT
Sumber Medan
MT
Tahapan Pengukuran MT Tahapan Pengukuran MT
Tahapan pertama dalam melakukan pengukuran MT adalah menentukan titik ukur dan persiapan peralatan.
Setelah itu perlu dilakukan kalibrasi terhadap MTU dan Coil. Kemudian
melakukan setting pengukuran.
Setelah siap maka dilanjutkan
dengan pengambilan data lapangan.
Induksi Medan MT
Induksi Medan
MT
Konsep Gelombang EM yang mendasari metode MT adalah konsep Persamaan Maxwell, khususnya persamaan Hukum Ampere dan
persamaan Hukum Faraday (Simpson, 2005).
Konsep Gelombang EM yang mendasari metode MT adalah konsep Persamaan Maxwell, khususnya persamaan Hukum Ampere dan
persamaan Hukum Faraday (Simpson, 2005).
Transmitter Tx dialiri arus sehingga muncul medan magnet di Transmitter Tx dialiri arus sehingga muncul medan magnet di sekitar kawat, kemudian arus tersebut secara periodik sekitar kawat, kemudian arus tersebut secara periodik dinyala-matikan sehingga terjadi perubahan fluks magnetic.
dinyala-matikan sehingga terjadi perubahan fluks magnetic.
Akibat perubahan fluks magnetic tersebut maka muncul arus Akibat perubahan fluks magnetic tersebut maka muncul arus
induksi pada ore body.
induksi pada ore body.
Di bumi, variasi medan magnet primer yang terjadi Di bumi, variasi medan magnet primer yang terjadi menyebabkan batuan terinduksi sehingga muncul arus eddy menyebabkan batuan terinduksi sehingga muncul arus eddy atau disebut juga dengan arus telluric. Arus induksi yang atau disebut juga dengan arus telluric. Arus induksi yang bervariasi akan menghasilkan medan magnet sekunder bervariasi akan menghasilkan medan magnet sekunder (hukum ampere) dimana kuat medan magnet yang dihasilkan (hukum ampere) dimana kuat medan magnet yang dihasilkan bergantung pada besarnya arus dan konduktivitas medium bergantung pada besarnya arus dan konduktivitas medium yang terinduksi. Perubahan medan magnet sekunder ini akan yang terinduksi. Perubahan medan magnet sekunder ini akan
direkam oleh
direkam oleh receiver receiver Rx.Rx.
Transmitter Tx dialiri arus sehingga muncul medan magnet di Transmitter Tx dialiri arus sehingga muncul medan magnet di sekitar kawat, kemudian arus tersebut secara periodik sekitar kawat, kemudian arus tersebut secara periodik dinyala-matikan sehingga terjadi perubahan fluks magnetic.
dinyala-matikan sehingga terjadi perubahan fluks magnetic.
Akibat perubahan fluks magnetic tersebut maka muncul arus Akibat perubahan fluks magnetic tersebut maka muncul arus induksi pada ore body.
induksi pada ore body.
Di bumi, variasi medan magnet primer yang terjadi Di bumi, variasi medan magnet primer yang terjadi menyebabkan batuan terinduksi sehingga muncul arus eddy menyebabkan batuan terinduksi sehingga muncul arus eddy atau disebut juga dengan arus telluric. Arus induksi yang atau disebut juga dengan arus telluric. Arus induksi yang bervariasi akan menghasilkan medan magnet sekunder bervariasi akan menghasilkan medan magnet sekunder (hukum ampere) dimana kuat medan magnet yang dihasilkan (hukum ampere) dimana kuat medan magnet yang dihasilkan bergantung pada besarnya arus dan konduktivitas medium bergantung pada besarnya arus dan konduktivitas medium yang terinduksi. Perubahan medan magnet sekunder ini akan yang terinduksi. Perubahan medan magnet sekunder ini akan direkam oleh
direkam oleh receiver receiver Rx.Rx.
Hukum Ampere & Hukum Faraday
Hukum Ampere & Hukum Faraday
Persamaan (a) merupakan persamaan Persamaan (a) merupakan persamaan hukum Faraday sedangkan hukum Faraday sedangkan persamaan (b) merupakan persamaan persamaan (b) merupakan persamaan
Hukum Ampere.
Hukum Ampere.
Hukum Faraday (a) menjelaskan Hukum Faraday (a) menjelaskan bagaimana induksi arus listrik yang bagaimana induksi arus listrik yang disebabkan oleh medan magnet yang disebabkan oleh medan magnet yang
bervariasi terhadap waktu.
bervariasi terhadap waktu.
Pengolahan Data MT
Pengolahan Data MT
Pengolahan data MT bertujuan untuk menyeleksi, meminimalisir noise, dan melakukan koreksi terhadap data lapangan sehingga didapatkan data dengan kualitas yang baik sebelum dilakukan proses inversi.
Proses pengolahan data MT antara
lain; proses kalibrasi, transformasi
fourier, robust statistical
processing, seleksi cross power,
dan koreksi static shift.
Pengolahan Data MT
Pengolahan Data
MT
Inspeksi Data Time Series (SyncTSV)
Inspeksi data time series sebagai tahap awal dari proses pengolahan data MT yang bertujuan untuk melihat kualitas dari data MT yang direkam.
Proses ini dapat berfungsi sebagai filter awal untuk menentukan rentang waktu pengukuran yang
menghasilkan data yang baik. Pada saat
pengukuran kemungkinan ikut terekamnya noise sangat besar yang akan mengganggu sinyal MT.
Noise yang ikut terekam bias berasal dari aktivitas manusia, saluran listrik (SUTET), atau pemancar gelombang radio, tv, telekomunikasi (BTS), dll.
Keberadaan noise tersebut dapat diidentifikasi pada grafik data time series yang umumnya ditandai
muncul dalam bentuk spike.
Koreksi – Koreksi Data MT
Koreksi – Koreksi
Data MT
Inspeksi Data Time Series (SyncTSV)
Inspeksi Data Time Series
(SyncTSV)
Transformasi Fourier Transformasi Fourier
Dalam metode MT, data yang didapatkan dari
proses akuisisi di lapangan berupa data time series dari komponen listrik Ex, Ey dan medan magnet Hx, Hy, dan Hz yang masih dalam domain waktu.
Proses pengolahan dan analisis data selanjutnya perlu mengubah data time series tersebut ke
dalam domain frekuensi dengan menggunakan transformasi Fourier. Transformasi Fourier adalah suatu proses matematika yang digunakan untuk mengubah suatu sinyal yang masih dalam domain waktu menjadi spectrum dengan domain frekuensi.
(Keeler, 2002).
Koreksi – Koreksi Data MT
Koreksi – Koreksi
Data MT
Fast
Fourier
Transform (F F T)
Fast
Fourier
Transform (F F T)
Transformasi Fourier dikembangkan Transformasi Fourier dikembangkan berdasarkan ide yang dikemukakan berdasarkan ide yang dikemukakan
oleh salah satu satu ilmuwan bernama oleh salah satu satu ilmuwan bernama
Joseph Fourier yang menyatakan Joseph Fourier yang menyatakan bahwa sembarang fungsi (fungsi bahwa sembarang fungsi (fungsi
matematika yang berbentuk gabungan matematika yang berbentuk gabungan
dari busur-busur yang menyambung) dari busur-busur yang menyambung)
akan dapat disusun dari fungsi-fungsi akan dapat disusun dari fungsi-fungsi
trigonometri seperti sinusoidal dan trigonometri seperti sinusoidal dan
cosinusoidal.
cosinusoidal.
Koreksi – Koreksi Data MT
Koreksi – Koreksi Data MT
Cross Power Data Selection Cross Power Data Selection
Cross power
Cross power adalah kumpulan data parsial adalah kumpulan data parsial yang berupa pasangan nilai resistivitas dan yang berupa pasangan nilai resistivitas dan fase yang memiliki frekuensi yang sama. ‘
fase yang memiliki frekuensi yang sama. ‘
Setiap cross power memiliki bobot yang Setiap cross power memiliki bobot yang berbeda-beda yang ditentukan pada berbeda-beda yang ditentukan pada saat
saat robust processing. robust processing.
Proses seleksi
Proses seleksi cross power cross power bertujuan untuk bertujuan untuk memilih dan memilah data yang paling memilih dan memilah data yang paling sesuai dan menghasilkan trend kurva sesuai dan menghasilkan trend kurva resistivitas dan fase yang
resistivitas dan fase yang smooth smooth dan baik. dan baik.
Shift Data Correction Shift Data Correction
Static shift
Static shift adalah adalah salah salah satu satu gangguan yang berpotensi muncul gangguan yang berpotensi muncul pada metode geolistrik yang pada metode geolistrik yang menggunakan elektroda. (Cumming menggunakan elektroda. (Cumming
dan Mackie, 2010).
dan Mackie, 2010). Dalam Dalam metode metode MT, MT, static shift static shift muncul dalam bentuk muncul dalam bentuk pergeseran kurva TE dan TM dari pergeseran kurva TE dan TM dari posisi yang sebenarnya dalam satu posisi yang sebenarnya dalam satu stasiun yang sama seperti yang stasiun yang sama seperti yang
ditunjukkan gambar.
ditunjukkan gambar.
Koreksi – Koreksi Data MT
Koreksi – Koreksi Data
MT
Shift Data Correction Shift Data Correction
Static shift
Static shift adalah salah satu adalah salah satu gangguan yang berpotensi
gangguan yang berpotensi
muncul pada metode geolistrik muncul pada metode geolistrik
yang menggunakan elektroda.
yang menggunakan elektroda.
(Cumming dan Mackie, 2010).
(Cumming dan Mackie, 2010).
Dalam
Dalam metode MT, metode MT, static static shift
shift muncul dalam bentuk muncul dalam bentuk
pergeseran kurva TE dan TM dari pergeseran kurva TE dan TM dari
posisi yang sebenarnya dalam posisi yang sebenarnya dalam
satu stasiun yang sama
satu stasiun yang sama
Kurva MT yang baik , menghasilkan kurva TE dan TM yang saling berhimpit karena kedua
kurva tersebut menggambarkan nilai resistivitas batuan pada titik yang sama. Pergeseran ini
mengakibatkan nilai apparent resistivity yang didapatkan menjadi tidak akurat dan salah
sehingga akan berpengaruh pada penentuan resistivitas batuan yang sebenarnya.
Selain itu kesalahan nilai apparent
resistivity juga akan menyebabkan kesalahan
dalam menentukan kedalaman penetrasi dari
gelombang EM. Selain periode pengukuran,
faktor lain yang mempengaruhi kedalaman
penetrasi gelombang EM adalah resistivitas
rata-rata batuan di daerah penelitian sesuai
dengan persamaan skin depthgelombang EM.
Shift Data
Correction
Shift Data
Correction
Lay Out
Pengukuran Lay Out
Pengukuran
Lay Out
Pengukuran Lay Out
Pengukuran
Lay Out
Lay Out
Lay Out
Lay Out
Lay Out
Pengukuran Lay Out
Pengukuran
Case Study:
Magnetotelluric
Interpretation of La Bajada Canyon
Case Study:
Magnetotelluric
Interpretation of La Bajada Canyon
Sumber : Sumber :
Jeremy Gunter, SDSU Jeremy Gunter, SDSU
SAGE 2004
SAGE 2004
Topics of Investigation Topics of Investigation
Brief Overview of MT
Instrumentation
Study Area
1D and 2D Interpretations
Implication of Interpretation
What is
Magnetotellurics?
What is
Magnetotellurics?
MT = The Study of Naturally Occurring E and H Fields at Surface of Earth to Map the
Subsurface
Assumption of Normally Incident Plane Wave
Sources: Solar Winds, Lightning Discharge,
and Active Sources
Instrumentation Instrumentation
Geometrics Stratagem EH4
Provides 2D MT data
Frequency: 10hz to 92k Hz, Controlled Source
Capability for Natural Source MT
Study Area Study Area
La Bajada Fault Zone on Cochiti Pueblo Land
1D Interpretation 1D Interpretation
Force 3D World into 1D Model
Implications = Earth is a Heterogeneous Half-Space
Layered Homogeneous Half-Space Allows for Skin Depth:
