## PENENTUAN UKURAN BULIR DAN JENIS DOMAIN MAGNETIK GUANO DARI GUA RANTAI DAN GUA SOLEK DI KECAMATAN LAREH SAGO HALABAN KABUPATEN 50 KOTA DENGAN METODE ANHYSTERETIC
REMANENT MAGNETIZATION (ARM)
Nilam Sari *) , Hamdi Rifai *) , Fatni Mufit *)
*) Jurusan Fisika FMIPA UNP, email: nilamsari229@gmail.com, hamdi_unp@yahoo.com, Fatni.mufit@gmail.com.

## ABSTRACT
Magnetic  properties  of  Guano  can  be  seen  from  the  concentration  of  magnetic minerals,  grain  size,  domain  type  and  type  of  magnetic  minerals.  From  the  magnetic susceptibility measurements was found that there is concentration of magnetic minerals in the  guano.  This  research  will  be  studied  about  grain  size  and  type  of  magnetic  domains from Rantai and Solek Cave, Lareh Sago Halaban Subdistrict, 50 Kota District. Grain size and  type  of  magnetic  domains  can  be  identified  by  matching  the  decay  curve  of Anhysteretic  remanent  Magnetization  (ARM) of sample  with  Lowrie-Fuller  Test  standard curve and King's Plot. The instrument used in this research are Molspin AF Demagnetizer and Minispin Magnetometer. The determination results of grain size and type of magnetic domain Rantai Cave have variation with the range between <0.1 μm - >135 μm with type of  domain magnetic is single domain (SD), pseudo single domain (PSD) and multi domain (MD). Guano samples of Solek Cave having grain sizes of mag netic between 2 μm - 135 μm where magnetic domains are pseudo single domain (PSD) and multi domain (MD).
Keywords: Guano, grain  size, magnetic  domain, Anhysteretic  Remanent  Magnetization (ARM).

## PENDAHULUAN
Sedimen gua terdiri atas dua yaitu se- dimen kimia dan sedimen klastik. Sedimen kimia adalah sedimen yang terbentuk di da- lam gua, seperti: stalagtit dan stalagmit, se- dangkan  sedimen  klastik  adalah  sedimen yang terbawa dari lingkungan luar ke dalam gua. Salah satu contoh sedimen klastik ada- lah  guano.
Guano  merupakan  sisa  proses  pen- cernaan  kelelawar  atau  burung  yang  men- gandung  bahan  kimia  kaya  nitrogen (N), karbon (C), fosfat (PO 4 ) serta mengandung urea ((NH 2 ) 2 CO) dari sisa pencernaan. Dari kandungan kimianya, guano tidak mengan-
dung  mineral  magnetik  namun  Olintika (2009)  dan  Novrilita  (2009)  menemukan kandungan  mineral  magnetik  pada  guano yang dilihat dari nilai suseptibilitas magne- tiknya. Guano  merupakan  salah  satu  sedi- men  gua  yang  mempunyai  sifat magnetik dimana  sifat  magnetiknya dapat  diketahui dari tiga hal, yaitu: suseptibilitas magnetik, ukuran bulir dan jenis mineral magnetik.
Kajian  sifat  magnetik  guano  berda- sarkan  nilai  suseptibilitas  magnetik  telah dilakukan oleh Olintika (2009) dan Novrili- ta  (2009),  dimana  sampel  guano  diambil dari Gua Rantai dan Gua Solek, Kecamatan Lareh  Sago  Halaban,  Kabupaten  50  Kota,
Sumatera Barat. Penelitian ini mengkaji si- fat magnetik  guano  lainnya  yaitu  ukuran bulir dan jenis domain magnetik.
Sifat  dari  mineral  magnetik  sangat dipengaruhi oleh ukuran bulir magnetiknya. Bulir  magnetik  merupakan  hal  terpenting dalam  domain  magnetik. Ada  3  jenis  do- main magnetik, yaitu:
1). Single Domain (SD)
Single domain adalah domain tunggal yang  mempunyai  ukuran  bulir  <0.1  µm yang  momen  magnetiknya  searah  (Butler, 1998).  Stabilitas  magnetisasi  pada  bulir single domain jauh lebih baik dibandingkan dengan bulir multi domain. Domain tunggal ini biasanya disebut hard magnetic (Dunlop dan Ozdemir, 1997).
2). Multi Domain (MD)
Soft  Magnetik biasanya  disebut  juga untuk multi  domain karena  sangat  mudah dipengaruhi  oleh  medan  luar  (Dunlop  dan Ozdemir,  1997).    Bulir multi  domain yaitu besar  dari  10  µm  (Butler,  1998).  Struktur bulirnya  memiliki  lebih  dari  satu  domain dengan  arah yang berbeda. Antara satu do- main dengan domain yang lainnya biasanya dibatasi  oleh  dinding  domain.  Apabila  me- dan magnetik diberikan pada bulir ini, ma- ka magnetisasinya akan searah dengan me- dan,  dan domain  wall akan  hancur  dengan pemberian  medan  yang  cukup  kuat  dan magnetisasi mencapai saturasi.
3). Pseudo Single Domain (PSD) Selain  bulir-bulir single  domain dan multi domain, ada juga bulir-bulir yang be- rukuran  transisi. Bulir-bulir  ini  disebut dengan  bulir  berdomain  tunggal  semu  atau pseudo single domain (PSD). PSD mempu- nyai  2-3  domain  saja,  tetapi  kelakuannya lebih  mirip single  domain dibandingkan multi  domain (MD).  Interval  ukuran  bulir PSD  untuk magnetite adalah  1-10  mikro- meter (Butler, 1998).
Penentuan  ukuran  bulir  dan  jenis  do- main  magnetik  dapat  diketahui  melalui pengukuran Anhysteretic Remanent Magne- tization (ARM).  ARM dihasilkan  dari kombinasi  medan  bolak-balik  dengan  me-
dan  searah  konstan  yang  kecil. ARM dibe- rikan dengan  mengurangi  secara perlahan dari titik puncak AF sampai nol bersamaan dengan pemberian medan DC dan merupa- kan  teknik  laboratorium  yang  digunakan untuk melihat karakteristik magnetik bahan (Hunt, 1991).
Penentuan  ukuran  bulir  magnetik da- pat dilakukan dengan 2 cara, yaitu: Lowrie- Fuller  Test dan King’s  Plot .  Penentuan ukuran  bulir  magnetik dengan Lowrie  and Fuller  Test menggunakan  konsep  respon bahan  apabila  diberi  medan  bolak-balik atau  demagnetisasi.  Dari  pengukuran  nan- tinya  akan  terlihat  bagaimana  pengurangan nilai  intensitas  magnetisasi  apabila  diberi medan  dengan step tertentu.  Hasilnya  akan dideskripsikan  dalam  bentuk  kurva  hubun- gan  medan  (H)  dengan  nilai  intensitas  ter- normalisasi (Dunlop dan Ozdemir, 1997).
Gambar  1. Kurva  standar Lowrie-Fuller Test (Dunlop  dan  Ozdemir, 1997).
Penentuan  ukuran  bulir  magnetik dengan  cara King’s  Plot ,  berasal  dari  pen- gujian yang dilakukan secara sistematis me- lihat  pengaruh  variasi  ukuran  bulir mineral magnetik  terhadap  hubungan  antara  nilai suseptibilitas  ARM  dan suseptibilitas  DC. Kurva  King  digunakan  untuk  sampel mag- netite yang  menempati  fraksi  1%  dari  total sampel  yang  terukur.  Dari  pengujian  yang
dilakukan  King  ini  diperoleh  hubungan yang  signifikan  antara  perubahan  ukuran bulir dengan hubungan antara nilai susepti- bilitas  ARM  dan  suseptibilitas  DC  (Bijak- sana, 2002).
Gambar 2. King’s Plot untuk mengidentifi- kasi  ukuran  bulir  magnetik (Dunlop dan Ozdemir, 1997).

## METODE  PENELITIAN
Sampel guano diambil pada  bulan Februari  2009 dari  dua  lokasi  gua  yang berbeda di Kecamatan Lareh Sago Halaban, Kabupaten  50  Kota, yaitu  di  Gua  Rantai dan  Gua  Solek. Sampel  diambil  berdasar- kan  kedalaman  yang  berjarak  5  cm  untuk Gua  Rantai  dan  2  cm  untuk  Gua  Solek . Pemberian  nama  sampel  berdasarkan  tem- pat  pengambilan  dan  kedalaman  sampel, contoh : GR 15-20 (guano dari Gua Rantai dengan kedalaman dari 15  sampai 20 cm).
Pada pengukuran  ARM,  dipilih  6 buah dari 44 buah sampel pada Gua Rantai dan  5  buah  dari 56  buah  sampel  pada Gua Solek. Pemilihan 11 buah sampel ini berda- sarkan nilai suseptibilitas magnetik dimana sampel  dipilih dari tiga kriteria, yaitu: nilai suseptibilitas tinggi, rendah dan sedang.
Preparasi sampel dilakukan di Laboratorium  Geofisika UNP. Pengukuran ARM dilakukan di Laboratorium Geofisika Global,  ITB.  Pengambilan  data dimulai pada tanggal 29 Februari sampai dengan 16 Maret  2012. Instrumen  yang  digunakan adalah Molspin  AF Demagnetizer dan
Minispin  Magnetometer.
Molspin  AF Demagnetizer digunakan  untuk  proses peluruhan Anhysteretic Remanent Magnetization (ARM) dan Natural Remanent  Magnetization (NRM). Molspin AF Demagnetizer melakukan proses demagnetisasi pada medan 800 0e (80 mT). Pemberian  ARM  dimulai  dari  intensitas magnetisasi  yang  kecil.  ARM  diberikan melalui medan magnetik searah yang lemah sebesar  2,5  mT  bersamaan dengan  medan bolak-balik  yang  meluruh  sebesar  700 mT. Medan  searah  2,5  mT  diberikan  oleh  alat Partially  Anhysteretic  Remanent  Magnetik (PARM)  dan  medan  bolak-balik  700  mT diberikan oleh alat Molspin AF Demagnetizer. Proses demagnetisasi dianggap  selesai  apabila  nilai  intensitas yang  didapat  telah  mencapai  sekitar  10% dari intensitas awal. Minispin
Magnetometer merupakan alat yang
digunakan  untuk  mengukur  intensitas magnetisasi. Pengukuran intensitas magnetisasi dilakukan setelah sampel diberi arus  searah  (magnetisasi)  dengan Partially Anhysteretic Remanent  Magnetic (PARM) dan  setelah  diberi  medan  bolak-balik (demagnetisasi).

## HASIL PENELITIAN
Hasil yang didapatkan setelah dilaku- kan  pengukuran  ARM  adalah  perubahan nilai intensitas magnetisasi terhadap medan yang  diberikan.  Setelah  didapatkan  kurva peluruhan  masing-masing  sampel,  dilan- jutkan  dengan  penentuan  ukuran  bulir  dan jenis  domain  magnetik  dengan Lowrie- Fuller Test dan King’s Plot .
(a)
(b)
Gambar 3. Kurva Peluruhan ARM (a). GR dan (b) GS.
Gambar  3  menunjukkan  kurva  pelu- ruhan ARM pada sampel GR dan GS. Ter- lihat  bahwa  ARM  meluruh  dengan  cukup cepat  pada medan  magnetik  yang  relatif rendah.  Pada  medan  demagnetisasi  kurang dari 30 mT, intensitas ARM sudah meluruh hingga 10% dari intensitas mula-mula. Hal ini  menunjukkan  bahwa  sampel  guano mempunyai  bulir-bulir  magnetik  yang  be-
rukuran  besar  sehingga  domain  magnetik- nya adalah multidomain (MD) (Moskowitz, 1991).Setelah  didapatkan  kurva  peluruhan dari  masing-masing  sampel  maka  kurva tersebut  dapat  dicocokkan  dengan  kurva standar Lowrie-fuller  Test pada  Gambar  1. Contoh  kurva  hasil  pencocokan  dapat  dili- hat pada Gambar 4.
(a) (b)
Gambar 4. Hasil pencocokan kurva peluruhan ARM dengan kurva standar Lowrie And Ful- ler Test dari sampel (a) GR 15-20, (b) GS 104-106.
Berdasarkan  kurva  hasil  pencoco- kan antara kurva peluruhan masing-masing sampel  dengan  kurva  standar Lowrie-fuller Test maka  didapatkan  ukuran  bulir  dan  je
nis  domain  magnetik  pada  masing-masing sampel seperti pada Tabel 1 dan Tabel 2
.
Tabel 1. Hasil Penentuan Ukuran Bulir dan Jenis  Domain  Magnetik  Sampel guano Gua Rantai dengan Lowrie-
Fuller Test. No Nama Sam- pel Ukuran Bulir Jenis Do- main 1 GR 15-20 110->135 μ m MD 2 GR 40-45 20->135 μ m MD 3 GR 60-65 100->135 μ m MD 4 GR 110-115 110->135 μ m MD 5 GR 120-125 110->135 μ m MD 6 GR 219 110->135 μ m MD
Tabel 2. Hasil Penentuan Ukuran Bulir dan Jenis  Domain  Magnetik  Sampel guano  Gua  Solek dengan Lowrie- Fuller Test. No Nama Sam- pel Ukuran Bulir Jenis Do- main 1 GS 108-106 14- 135 μm MD 2 GS 132-134 6- 110 μm PSD, MD 3 GS 172-174 14- 110 μm MD 4 GS 192-194 3- 135 μm PSD, MD 5 GS 210-212 6- 135 μm PSD, MD
Apabila dilihat ukuran bulir magnetik sampel guano dengan King’s Plot maka di- dapatkan  ukuran  bulir  magnetik  yang  ber- variasi  pada  sampel  Gua  Rantai dan  Gua Solek.  Ukuran  bulir  magnetik  yang  dida- patkan  didominasi  oleh  ukuran  bulir  mag- netik  yang  besar  sehingga  jenis  domain magnetiknya  adalah  multi  domain.  Contoh King’s Plot Gua Rantai dan Gua Solek da- pat dilihat pada Gambar 5 yang menunjuk- kan  contoh  sampel  guano  dari  Gua  Rantai dan Gua Solek juga mempunyai ukuran bu- lir magnetik yang besar, yaitu 20-200 μ m.
Gambar  5. King’s  Plot GR  15-20  dan  GS 104-106

## PEMBAHASAN
Hasil  penentuan  ukuran  bulir  dan  je- nis  domain  magnetik  Gua  Rantai  dengan King’s  Plot bervariasi  untuk  masing- masing  kedalaman  sampel sehingga dapat dikatakan ukuran bulir magnetik tidak sama pada  setiap  lapisan  sampel.  Untuk  melihat hubungan  antara  domain  magnetik  dan  su- septibilitas  dilakukan plot  hubungan antara ukuran  bulir  magnetik  yang  didapatkan dengan  nilai  suseptibilitas  masing-masing sampel maka terlihat  hubungan  seperti Gambar 6.
Berdasarkan  Gambar 6,  dapat  dilihat bahwa  nilai  suseptibilitas  Gua  Rantai  dan Gua  Solek sebanding dengan  ukuran  bulir magnetiknya. Hal  ini  terlihat  dari  nilai R 2 yang  mendekati  1. Nilai  ini  dapat  diinter- pretasikan  bahwa  hubungan  antara  susepti- bilitas magnetik dan ukuran bulir magnetik ada  di  kategori  kuat  dimana semakin besar nilai  suseptibilitas  sampel  maka  semakin besar pula ukuran bulir magnetiknya.
(a) (b)
Gambar 6. Hubungan antara nilai suseptibilitas magnetik dan ukuran bulir magnetik pada:
(a).Gua Rantai, (b). Gua Solek.
Hasil  penentuan  ukuran  bulir  dan  je- nis  domain  magnetik  yang  didapatkan  dari King’s  Plot berbeda  dengan Lowrie-Fuller Test. Perbedaan hasil ukuran bulir magnetik yang diperoleh  dari  kedua  metoda  ini  dis- ebabkan  karena  beberapa  hal. Zulaikah (2005) telah melakukan penelitian terhadap Stalagmit  dari  Trenggalek.  Hasil  ukuran bulir  magnetik  yang  diperoleh  dari  peneli- tian tersebut juga berbeda antara kedua me- tode  identifikasi  ukuran  bulir  magnetik ( King’s  Plot dan Lowrie-Fuller  Test).  Me- nurut  Zulaikah  (2005),  perbedaan  ini  dis- ebabkan  karena  mineral  magnetik  berasal dari  sumber  anthropogenik  yang  memiliki prilaku  berbeda  dengan magnetite murni. Garis-garis pada King’s Plot diberikan oleh mineral magnetite murni  yang  diproduksi secara sintetis.

## KESIMPULAN
Hasil  penentuan  ukuran  bulir  dan  je- nis domain magnetik Gua Rantai bervariasi dengan rentang antara <0.1  μm – >135 μm dengan  jenis  domain  magnetik single do- main  (SD), pseudo single  domain (PSD) dan multi  domain (MD). Sampel  guano Gua Solek memiliki ukuran bulir magnetik antara 2 μm - 135 μm, dimana domain ma g- netiknya  juga bervariasi, yaitu: pseudo sin- gle domain (PSD) dan multi domain (MD). Apabila dilihat hubungan antara suseptibili- tas magnetik dengan ukuran bulir magnetik
maka  dapat  dikatakan  semakin  besar  nilai suseptibilitas magnetik sampel maka sema- kin besar pula ukuran bulir magnetiknya.

## Ucapan Terima Kasih
Penelitian  ini  merupakan  bagian  dari penelitian  Hibah  Bersaing  DIKTI  tahun 2011  atas  nama  Dr.  Hamdi,  M.Si.,  Dr.  H. Ahmad  Fauzi,  M.Si.  dan  Harman  Amir, S.Si.,  M.Si.  dengan  judul  “Kajian  Perub a- han Iklim  Menggunakan  Sifat  Magnetik Guano Sumatera Barat”. Ucapan terima ka- sih disampaikan kepada Mila Novrilita S.Si dan  Tiwi  Olintika,  S.Si  yang  telah  men- gambil  sampel  guano  sehingga dapat digu- nakan  dalam  penelitian  ini.  Terima  kasih juga  disampaikan  kepada  Bapak  Prof.  Dr. Satria  Bijaksana,  Ph.D.,  Ibu  Eleonora Agustine,  M.Si,  Ibu  Erni  Rahman,  M.Si., Ibu Dini, M.Si., dan Bapak Gerald Tamun- tuan, M.Si., atas pengarahan dan ilmu yang diberikan  selama  pen μ gukuran  dan  pen- gambilan  data  di  Laboratorium  Kemagne- tan Batuan dan Paleomagnetik, ITB.

## DAFTAR  PUSTAKA

## Bijaksana,  S.  (2002). Analisa  Mineral
Magnetik  dalam  Masalah  Lingkungan. Bandung:  Jurnal Geofisika, 1, 19-27. Butler,  R.  F.  1998. Paleomagnetism  Mag- netic  Domains  to  Geologic  Teranes.
Boston:  Blackwell  Scientific  Publica- tions.
Dunlop, D,  O.Ozdemir.  1997. Rock  Mag- netism:  Fundamentals  and  frontiers. Cambridge University Press: USA. Hunt, C. P. 1991. Handbook From The En-
vironmental Magnetism Workshop. Minneapolis: University Of Minnesota.
Moskowitz,  B.M.  1991. Hitchhikers’s
guide  to  magnetism  in  Environmental Magnetism  Workshop,  University  of
Minnesota, 5-8 June 1991.
Novrilita, M. 2008. Kajian Superparamag- netik  Guano  berdasarkanSuseptibilitas Bergantung  Frekuensi  di  Gua  Batu Payung dan Gua Solek Kecamatan La- reh  Sago  Halaban  Kabupaten  Lima Puluh Kota. Padang: UNP.

## Olintika,  T.  2010.  Kajian  Suseptibilitas
Guano  di  Gua  Solek  dan  Gua  Batu Payung  Kecamatan  Lareh  Sago  Hala- ban  Kabupaten  Lima  Puluh  Kota.  Pa- dang: UNP.