## Kontinuasi ke Atas Anomali Bawah Permukaan Memanfaatkan Data Magnetik di DAS Bedadung Wilayah Kota Jember

## Upward Continuation of Subsurface Anomalies Utilizing Magnetic Data in The Bedadung Watershed, Jember City
Yudhistira A. Nugraha, Puguh Hiskiawan dan Supriyadi *)
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jember *) Email: supriyadi@unej.ac.id

## ABSTRACT
Magnetic method is a geophysics method to determine the kind of subsurface material in certain depth by identifying the magnetic characteristics of rock based on the value of magnetic suspetibility. The data analysis described the subsurface anomaly using upward continuation filter. It separated local anomaly and regional anomaly by lifting research area in certain elevation. The raw data research was the total of magnetics data around Bedadung watershed, Jember. It was proceeded to obtaine magnetic anomaly curve on 5 line in contour map. It was digitalized and use as data input of magpick and upward continuation filter program. Upward continuation program was conducted using variation of area elevation in each track from 1 m up to 30 m. magnetic anomaly from this program is compared to magpick result showed that the magnetic anomaly curve on each line have good suitability with the accuracy 0,93%. Therefore, the continuation program become the alternative in magnetic data processing.
Keywords : magnetic method, upward continuation, continuation program

## PENDAHULUAN
Metode magnetik merupakan metode geofisika yang  memanfaatkan  variasi  nilai  suseptibilitas magnetik  batuan  yang  terukur  di  permukaan bumi  untuk  mengidentifikasi  anomali  struktur geologi  bawah  permukaan. Dalam  proses pengambilan  data  lapang,  data  anomali  total magnetik  diperoleh  dari  sensor  alat  dengan ketinggian di atas permukaan tanah. Akibatnya, anomali  pada  objek  yang  diteliti  mengalami gangguan  pada  ketinggian  tertentu  sehingga dapat  mengurangi  keakuratan  dalam  akuisisi data. Meskipun dalam proses akuisisi data telah dilakukan  filtering  dengan  melakukan set  up dari sampling  rate maupun  konfigurasi sensornya,  tidak  dapat  dipungkiri noise masih mungkin terekam pada data lapang (Doll et al . 2006). Pengolahan  data  magnetik  umumnya dilakukan  dengan  menggunakan  program
Magpick  untuk  mendeskripksikan  keadaan geologi  bawah  permukaan  objek  yang  diteliti. Akan  tetapi,  kemajuan  zaman  memberikan banyak  alternatif  lain  dalam  pengolahan  data magnetik  yaitu  salah  satunya  dengan  proses transformasi  domain  ruang  ke  domain frekuensi  menggunakan transformasi  Fourier. Dalam analisis  data  magnetik menggunakan
transformasi  Fourier  kita  mengenal  filter kontinuasi ke  atas  (upward continuation).
Kontinuasi ke  atas merupakan  proses kontinuasi  data  yang  seakan  melakukan pengukuran  di  tempat  lebih  tinggi  dari  pada tempat pengukuran sesungguhnya. Pengolahan data ini  dimaksudkan  untuk  mengurangi  efek anomali  dangkal  dan  mendapatkan  efek anomali  magnetik  dari  benda yang  realtif dalam (anomali  regional) pada  daerah  yang diteliti (Bhattacharya, 1978 ).
Pemisahan  antara  anomali  regional dengan anomali lokal dalam pengolahan menggunakan kontinuasi ke atas akan menghasilkan tampilan interpretasi  yang  kebih  akurat  mengenai keberadaan  anomali  magnetik.  Anomali magnetic hasil  model  kontinusi ke  atas tersebut  akan  digunakan  untuk mengetahui struktur  geologi  utama  hasil  observasi  objek daerah  yang  diteliti  yaitu  di  sekitar  daerah aliran sungai Bedadung (Ganiyu et al . 2013). Daerah  Aliran  Sungai  Bedadung  memiliki karakteristik  sangat  berbeda-beda  apabila dibandingkan  dengan  DAS  lain  di  daerah Jember.  Hal  ini  dipengaruhi  oleh  beberapa faktor,  diantaranya  bentuk  topografi  aliran sungai,  tata  guna  lahan,  tipologi  sungai  yaitu mengenai  panjang,  jumlah  dan  kemiringan sungai,  serta  tinggi  durasi  curah  hujan  daerah
tersebut.  Selain  itu,  DAS  Bedadung  wilayah Kota Jember  juga sangat dipengaruhi oleh air permukaan  tanah  dangkal,  sumber-sumber mata  air  dan  aliran-aliran  sungai  yang melintasinya  seperti  Sungai  Bedadung (Pokja Jember, 2012).
Dalam survei magnetik, yang diteliti berupa anomali lokal dan anomali regional dari medan magnetik  yang  disebabkan  oleh  batuan  akibat mineral-mineralnya. Penelitian  material bawah permukaan  dengan  konsep  magnetik  yaitu dengan  memanfatkan  sifat  kemagnetan  batuan yang sangat rendah (Rosid, 2006).
Konsep  potensial  medan  magnetik  dapat diformulasikan  terhadap  besaran  fisis  yang bergantung pada posisinya terhadap suatu pusat referensi.  Medan  magnetik  memenuhi  hukum Laplace  sehingga  dimungkinkan  untuk menghitung  medan  magnetik  suatu  area permukaan tertentu bila diketahui besar medan magnetik di suatu luasan permukaan yang lain selama  diantara  kedua  permukaan  tersebut dianggap  tidak  ada  benda  bermassa  yang menimbulkan  medan  magnetik  (Hanson  dan Miyazki, 1984).
         dxdy y x F h y y x x h h y x F ) 0 , , ( ' ' 2 / ) ,' ,' ( 2 / 3 2 2 2 
(1) Persamaan (1) merupakan persamaan kontinuasi ke  atas pada medan magnetik dimana F(x', y',-h) adalah total medan  di titik P(x',y',-h) yang berada di atas permukaan yang besar medannya  diketahui. Persamaan (1) disebut  juga  sebagai integral konvolusi  dari F(x,y) dan fungsi filter Wup(x,y) atau
  2 / 3 2 2 2 2 / h y x h    (Peters.  1949). Konvolusi
dalam domain ruang  sama  dengan  perkalian dalam domain frekuensi Fourier. Dalam bentuk frekuensi, persamaan kontinuasi berupa:
) , ( ) , ( ) , ( v u Y v u G v u K up  (2) dengan K(u,v),G(u,v) dan Yup(u,v) merupakan transformasi Fourier dari H(x,y),
F(x,y), dan fungsi filter Wup(x,y) (Fedi, 1999).
  dxdy e h y x h v u Y vx ux i up ) ( 2 / 3 2 2 2 2 / ) , (               (3)
sehingga
persamaan
kontinuasi upward diperoleh bentuk :
2 / 1 2 2 2 / 1 2 2 ) ( ) ( ) , ( ) , ( ) , ( v u h v u h e v u K e v u K v u G      (4)
Pengolahan  data  magnetik pada  umumnya dilakukan  dengan  menggunakan program Magpick. Oleh  karena  itu, kurva  anomali magnetik dari program filter kontinuasi ke atas yang  dibuat  dalam  penelitian  ini akan dibandingkan dengan hasil kontinuasi magpick. Kesesuaian  antara keduanya  menunjukkan bahwa program   filter kontinuasi  ke atas  yang dibuat  dapat  dijadikan  alternatif  pengolahan data  magnetik  khususnya  untuk mengetahui keadaan  geologi  daerah  observasi  di  sekitar DAS  Bedadung  sebagai  alternatif  dalam pengolahan data magnetik.

## METODE
Pengambilan Data Magnetik Pengambilan  data  dilakukan  di  sekitar  DAS Bedadung pada koordinat antara 7º 58' 8" s.d. 8º 13' 52" LS dan 113º 35' s.d. 114º 1' 17" BT
Gambar 1. Peta lokasi penelitian di DAS Bedadung Kabupaten Jember (Pokja, 2012)
Terdapat  lima  lintasan  pengambilan  data magnetik dengan interval titik 10 m. Lintasan 1 yaitu DAS Bedadung Kecamatan Ajung, lintasan 2 dan 3 di  DAS  Bedadung  kecamatan  Kaliwates  serta lintasan  4  dan  5  di  DAS  Bedadung  Kecamatan Kebonsari.

## Pengolahan Data Magnetik
Diagram  alir  pengolahan  data  dapat dilihat  pada Gambar 2.
Gambar 2. Diagram alir penelitian Data  magnetik  berupa  besarnya  total  magnetik diolah  dengan  menggunakan  Surfer kemudian ditransformasi  dan  digunakan  sebagai  input  dalam melakukan kontinuasi ke atas pada Magpick maupun program  numerik  yang  dibuat (Gambar  3). Kemudian,  hasil  yang  diperoleh  dari  pengolahan data  magnetik  filter  kontinuasi ke atas digunakan untuk membandingkan kesesuaian tampilan anomali magnetik antara program Magpick dengan program numerik  yang  dibuat  dalam  menggambarkan keberadaan  struktur  bawah  permukaan  DAS Bedadung wilayah Kota Jember.

## PROGRAM ANTAR MUKA
Tampilan GUI program kontinuasi ke atas 1D yang dibuat berdasarkan persamaan (1) sampai persamaan (4)  ditunjukkan  pada  gambar  3.  Dalam  program tersebut, terdapat tampilan input –output yang cukup interaktif dan mudah digunakan.
Gambar 3. Tampilan  program  GUI  kontinuasi ke atas yang dibuat.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pemodelan  data  magnetik  didasarkan  pada variasi nilai medan magnetik di area penelitian terhadap  spasi  jarak  sampel  data  (latitude).
Kontinuasi  ke  atas  dilakukan  terhadap  data medan  magnet  total  di  bidang  datar  untuk memisahkan  anomali  lokal  terhadap  anomali regional  daerah  penelitian. Hasil  pengolahan data  magnetik  diilustrasikan  dalam  tampilan bentuk  satu  dimensi  yang  menggambarkan besarnya  anomali  magnetik  daerah  penelitian terhadap jarak titik amat (latitude). Pengolahan data  magnetik  dengan  simulasi  program kontinuasi ke  atas dilakukan  dengan  beberapa kali perubahan tinggi kontinuasi mulai 1 meter sampai 30 meter pada masing-masing lintasan.
Kurva  anomali  magnetik  hasil  kontinuasi  ke atas  menggunakan  program  yang  dibuat menunjukkan  bahwa  nilai  anomali  yang semakin kecil. Hal ini dikarenakan, kontinuasi upward  memberikan  hasil  yang  seolah-olah pengukuran  dilakukan  dari  tempat  yang  lebih tinggi  dibandingkan  dari  tempat  pengukuran sebenarnya.
Gambar 4 sampai  dengan  Gambar  8 menunjukkan  bahwa  program  kontinuasi ke atas yang  dibuat  bekerja  dengan  baik.  Hal  ini terlihat  bentuk  kurva  hasil  kontinuasi ke  atas pada lintasan 1 sampai dengan lintasan 5 yang mendekati sama antara hasil  program  numerik yang  dibuat  dan  Magpick untuk  berbagai ketinggian kontinuasi.
Untuk data magnetik pada lintasan 1 dan 2, masing-masing  dilakukan  kontinuasi  dengan ketinggian  30  m  dan  20  m.  Kurva  anomali magnetik  pada  gambar  4  dan  5  menunjukan bahwa  tidak  ada  perbedaan  signifikan  antara data  magnetik  awal  dengan  data  hasil kontinuasi.  Hal  ini  menunjukan  bahwa  pada lintasan  1  dan  2  didominasi  oleh  anomali regional. Hasil kontinuasi pada ke dua lintasan dengan  menggunakan  magpick  dan  program kontinuasi yang dibuat menunjukkan kesesuaian  yang  cukup  baik sehingga  kurva anomali  magnetik  hasil  program  kontinuasi yang dibuat dapat digunakan untuk interpretasi struktur  bawah  permukaan  lintasan  1  dan  2  . Gambar  4  (b)  yang  menunjukkan  nilai  medan magnetik  antara -19500  nT  s.d. -21000  nT yang  terletak  pada  posisi  (latitude)  792400 hingga  793000  yaitu  berupa  tanah  litosol  atau tanah  berbatu  dan  berasal  dari  batuan  keras yang  belum  mengalami  pelapukan  secara sempurna.
Sedangkan  Gambar  5  (b) menunjukkan  bahwa    nilai  anomali  magnetik sekitar -25400 nT s.d. -26800 nT yang terletak pada  posisi  (latitude)  794800  hingga  795200 dan  nilai  anomali  magnetik -22500  nT  s.d. - 24000  nT  yang  terletak  pada  posisi  (latitude)
796200 hingga 796800 merupakan daerah yang didominasi  tanah  regusol  yaitu  jenis  tanah berbutir kasar dan bersifat kedap air
Gambar 4. Pengolahan  data  magnetik  lintasan  1  kontinuasi ke  atas 30  m  menggunakan (a) Magpick dan (b) program numerik yang dibuat.
Gambar 5. Pengolahan  data  magnetik  lintasan  2  kontinuasi ke  atas 20  m  menggunakan
(a) Magpick dan (b) program numerik yang dibuat Hasil digitasi data magnetik pada lintasan 3 dan  4  pada  Gambar  6  dan  7  menunjukkan bahwa anomali lokal cukup dominan sehingga ketika  kontinuasi  dilakukan  maka akan menghasilkan  kurva  anomali magnetik  yang cukup  berbeda. Hal  ini  terjadi  karena kontinuasi  menyebabkan  berkurangnya  efek anomali  lokal.  Untuk  lintasan  3  dan  4, kontinuasi  dilakukan  pada ketinggian  1  m sehingga  kurva  anomali  magnetik  yang dihasilkan  masih  didominasi  oleh  anomali
lokal. Kurva anomali magnetik pada gambar 6 (b)  mempunyai  nilai  antara -26000  nT  s.d. - 27000  nT  yang  terletak  pada  posisi  (latitude) 796480 hingga 796490 merupakan daerah yang didominasi  batuan  sedimen  dengan  sifat kemagnetan diamagnetik. Pada daerah tersebut mempunyai  tingkat  porositas  sedang  dan bersifat  kedap  air.  Sedangkan,  Gambar  7  (b) mempunyai nilai antara -22500 nT s.d. -24000 nT yang terletak pada posisi (latitude) 798010 hingga  798020.  Karakteristik  dari  lintasan  3
dan lintasan 4 merupakan daerah dengan jenis tanah  regusol  yang  mempunyai  sifat  tidak
mudah ambles bila terkena air yang berlebih.
Gambar 6. Pengolahan  data  magnetik  lintasan  3  kontinuasi ke  atas 1  m  menggunakan (a) Magpick dan (b) program numerik yang dibuat
Gambar 7. Pengolahan  data  magnetik  lintasan  4  kontinuasi  upward  1  m  menggunakan (a) Magpick dan (b) program numerik yang dibuat
Gambar 8. Pengolahan  data  magnetik  lintasan  5 kontinuasi ke  atas 1  m  menggunakan (a)
Magpick dan (b) program numerik yang dibuat Lintasan  5  pada  gambar  8  juga  didominasi oleh anomali lokal. Dengan kontinuasi sebesar 1  m menunjukan  bahwa pada  lintasan  ini anomali regional yang teridentifikasi mempunyai  nilai  yang  hampir  seragam  pada setiap titik amat. Lintasan 5 merupakan daerah yang  mempunyai  nilai  anomali  magnetik - 16800  nT  s.d. -17500  nT  yang  terletak  pada posisi (latitude) 798360 hingga 798380 seperti ditunjukkan gambar 8 (b) dengan karakteristik yang  hampir  sama  seperti  lintasan  1  yang sebagian  besar  daerah  ini  tersusun  atas  jenis tanah litosol Hasil kontinuasi ke atas (Gambar 4 hingga Gambar 8)  memperlihatkan  bahwa  nilai anomali  yang  semakin  kecil  dan  kurva  akan semakin  halus  dengan  naiknya  ketinggian  h. Kontinuasi ke  atas memberikan  hasil  yang seolah-olah  pengukuran  dilakukan  dari  tempat yang  lebih  tinggi  daripada  pengukuran sesungguhnya.  Secara  umum,  hasil  kontinuasi ke atas mendominankan efek anomali regional terhadap  anomali  lokalnya. Kurva anomali magnetik  hasil  kontinuasi kedua  program menunjukkan hasil yang bersesuaian (mendekati  sama)  dengan tingkat  kesalahan 0,93%.

## KESIMPULAN
Kurva  amomali  magnetik  hasil  kontinuasi dengan  program  yang  dibuat  untuk  lintasan  1 sampai lintasan 5 DAS Bedadung menunjukkan  kesesuaian  yang  cukup  baik terhadap  hasil  kontinuasi  magpick  dengan tingkat  kesalahan  0.93%. Kontinuasi  sebesar 30  m  dan  20  m  pada  lintasan  1  dan  2 menunjukkan  dominasi  anomali  regional sedangkan  lintasan  3,  4  dan  5  kontinuasi sebesar 1 m sehingga didominasi oleh anomali
lokal.  Secara  keseluruhan,  DAS  bedadung didominasi oleh tanah litosol dan regusol.

## DAFTAR PUSTAKA
Bhattacharya,  B.  K.  1978. A  Fast  Fourier Transform  Method  for  Rapid  Computation of Gravity and Magnetic Anomalies due to Arbitrary  Bodies .  Geophysics  Prospecting 24, 633-649
Doll, W. E., T. J. Gamey, L. P. Beard, dan D. T.  Bell.  2006. Airborne  vertical  magnetic gradient  for  near- surface  applications :
The Leading Edge, 25, 50–53
Fedi,  M . 1999. Upward  Continuation  of Scattered Potential Fiel Data . Geophysics 64, 443-451. Ganiyu, S. A., B. S. Badmus, M. O. Awoyemi,
O.  D.  Akinyemi  &  Oluwaseun  T.  Olurin. 2013. Upward Continuation and Reduction to  Pole  Process  on  Aeromagnetic  Data  of Ibadan Area, South-Western Nigeria Earth
Science  Research;  Vol.  2,  No.  1; 2013 ISSN  1927-0542  E-ISSN  1927-0550.
Nigeria  :  Canadian  Centerof  Science  and Education Hanson,  R.  D., dan Miyazki,  Y.  1984. Continuation  of  Potential  Fields  between Arbitrary  Surfaces .  Geophysics  49,  789- 795. Peters,  L.  J. 1949. The  Direct  Approach  to Magnetic  Interpretation  and  Its  Practical Application
. Geophysics 14, 290-320 Pokja  Jember.    2012.
Buku    Putih  Sanitasi Kabupaten Jember . Jember : PPSP Rosid,  S.  2006. Diktat  Kuliah  Geomagnet . Depok : Geofisika Universitas Indonesia.