Gelombang Elektromagnet (Persamaan Maxwell)

Dalam memahami prinsip gelombang elektromagnet tidak bisa dilepaskan keterkaitannya dengan persamaan Maxwell. Ada empat buah persamaan Maxwell yang harus kita ketahui dalam memahami prinsip gelombang elektromagnet ini. Mari kita bahas satu persatu

1. Persamaan Satu (Hukum Faraday)

Faraday melakukan percobaan terhadap suatu kawat yang dialiri oleh arus listrik, ternyata kawat tersebut menghasilkan suatu induksi magnetik yang ditangkap oleh surface lingkaran kawat di sebelahnya. Hal ini ditunjukan dengan adanya perbedaan tegangan yang tertangkap pada Voltmeter di kawat dua. Arah induksi magnet ini berlawanan arah dengan aturan tangan kanan sehingga dalam perumusannya ditambah tanda minus (-). Adapun secara matematis dapat ditulis bahwa Integral tertutup dari suatu Kuat Medan Listrik (E) terhadap suatu panjang kawat sama dengan minus dari Integral surface dari turunan parsial Induksi Magnet (B) terhadap waktu (t) yaitu :

∫ E.dl = – ∫ (∂B/∂t).ds

Berdasar teorema Stokes : ” Integral tertutup dari suatu fungsi terhadap panjang sama dengan Integral surface curl dari Fungsi tersebut terhadap waktu dengan suatu luasan tertentu yaitu :

∫ F.dl = ∫  ∇ x F.ds

Maka dengan mengubah Hukum Faraday menggunakan Teorema Stokes didapatkan bahwa :

∫ E.dl = ∫  ∇ x E.ds sehingga hukum faraday menjadi :

∫  ∇ x E.ds = – ∫ (∂B/∂t).ds, dengan menghilangkan integral dan ds menjadi :

∇ x E = – (∂B/∂t) –> Hukum Maxwell Pertama

2. Persamaan Dua (Hukum Ampere)

Menurut Ampere bahwa disekitar medan magnet akan menimbulkan suatu arus listrik dimana arah arus listriknya tersebut sesuai dengan aturan arah tangan kanan. Secara matematis dapat dikatakan bahwa ” Integral tertutup dari suatu medan magnet (H) terhadap suatu panjang sama dengan jumlah dari Rapat Arus (J) dengan turunan parsial Perpindahan Listrik (D) terhadap waktu (t) yaitu :

∫ H.dl =  ∫ (J + ∂D/∂t).ds

Berdasar teorema Stokes : ” Integral tertutup dari suatu fungsi terhadap panjang sama dengan Integral surface curl dari Fungsi tersebut terhadap waktu dengan suatu luasan tertentu yaitu :

∫ F.dl = ∫  ∇ x F.ds

Maka dengan menghubungkan Hukum Ampere dengan Teorema Stokes didapatkan hubungan :

∫ H.dl = ∫  ∇ x H.ds, sehingga persamaan Ampere menjadi :

∫  ∇ x H.ds = ∫ (J + ∂D/∂t).ds, dengan menghilangkan integral dan ds maka didapatlah penurunannya menjadi :

∇ ×H = (J +∂D/∂t) –> Hukum Maxwell dua

 

3. Persamaan Tiga (Hukum Gauss Satu)

Hukum Gauss satu menyatakan bahwa jumlah perpindahan arus yang melewati suatu surface itu sama dengan jumlah muatan yang ada. Secara matematis dapat dikatakan bahwa integral tertutup dari perpindahan arus listrik terhadap luasan sama dengan jumlah muatan yang ada.

∫ D.ds =  Q

Dimana  Q = ∫ q dV

Berdasar teorema Divergensi :

∫ F.ds = ∫  ∇ . F.dV

Maka rumus Gauss satu diatas dapat diturunkan menjadi :

∫ D.ds  = ∫  ∇ . D.dV, sehimgga bentuk persamaan barunya menjadi :

∫  ∇ . D.dV = ∫ q dV, dengan menghilangkan integral dan dV maka penurunannya menjadi :

∇ ∙D =q –> Persamaan Maxwell Tiga

4. Persamaan Empat (Hukum Gauss Dua)

Berdasarkan hukum Gauss Dua menyatakan bahwa ” Fluks magnet yang melewati suatu surface itu tidak memiliki muatan” atau secara matematis dapat dikatakan bahwa ” Integral tertutup dari suatu induksi magnet terhadap suatu luasan itu sama dengan 0 atau tidak memiliki muatan yaitu :

∫ B.ds =  0

Dengan menggunakan Teorema Divergensi :

∫ F.ds = ∫  ∇ . F.dV

Maka dengan menggabungkan hukum Gauss Dua denga teorema Divergensi menjadi

∫ B.ds  = ∫  ∇ . B.dV, sehimgga bentuk persamaan barunya menjadi :

∫  ∇ . B.dV = 0, dengan menghilangkan integral dan dV maka penurunannya menjadi :

∇ ∙B =0 –> Persamaan Maxwell Empat

dimana  keterangan dari simbol-simbol tersebut yaitu :

E  = Kuat medan listrik (V/m)

H = Kuat medan magnet (A/m)

B = Induksi magnet (Vs/m2)

D = Perpindahan listrik (As/m2)

J  = Rapat arus (A/m2)

q = Rapat muatan (As/m3)

Supervolcano Yellowstone (Geodinamika)

Bumi ini bersifat dinamis, hal ini mempunyai bukti antara lain adanya pergerakan lempeng, aktivitas vulkanisme dan banyak bukti yang lainnya. Salah satu hal yang menunjukan suatu kedinamisan bumi adalah keberadaan hotspot. Hotspot adalah suatu tempat di muka bumi yang terbentuk akibat adanya aktivitas vulkanik akibat magma namun tidak berada pada zona pertemuan lempeng.

Daerah hotspot ini menghasilkan vulkanik yang sangat dinamis dan ada bentuk vulkanisme dengan skala yang sangat besar yang dinamakan supervolcano. Supervolcano adalah daerah vulkanik aktif di bumi ini yang berpotensi untuk mengahasilkan kegiatan vulkanisme dalam skala yang sangat besar. Di dunia ini supervolcano diantaranya terdapat pada : Long Valley (California USA), Valley Grande (New Mexico USA), Lake Taupo (New Zealand), Aira (Japan), Lake Toba, Siberian trabs (Russia), dan Yellowstone (USA)

Pada tulisan kali ini akan membahas Yellowstone supervolcano hal ini dikarenakan potensi kegiatan vulkanisme di Yellowstone yang sangat tinggi. Diperkirakan puluhan ribu tahun ini adalah siklus letusan Yellowstone yang sangat besar. Jadi dengan tulisan ini akan dipaparkan mengenai supervolcano Yellowstone, kondisi geologi-geofisik, dan potensi-potensi bencana yang mengiringi keberadaan supervolcano ini.

Tulisan kali ini bertujuan untuk memaparkan tentang kondisi Yelowstone sebagai supervolcano yang ada di bumi ini. Dengan paparan yang diberikan diharapkan dapat menjadi pengetahuan bagi kita senua tentang kebearadaan Yellowstone supervocano ini.

Selain itu, dengan tulisan ini dicoba untuk dipaparkan mengenai potensi-potensi bencana yang dapat terjadi pada daerah supervolcano. Pengetahuan tentang kebencanaan ini sangat berguna dalam melakukan mitigasi bencana yang dapat dilakukan. JAdi seperti apa kata pepatah “mencegah lebih baik daripada mengobati”. Dengan mengetahui dan mempunyai pengetahuan tentang Yelowstone supervolcano ini diharapkan pengetahuan dan kesadaran kita terkait keberadaan Yelowstone supervolcano meningkat.

2. Yellowstone

Yellowstone merupakan  daerah seluas 8983 km² di negara bagian Wyoming (96%), Montana (3%) dan Idaho (1%) Amerika Serikat. Di daerah ini menjadi sebuah tempat yang dilindungi dan menjadi taman nasional di Amerika. Taman nasional ini selain mempunyai potensi bencana yang besar juga menjadi pusat pariwisata yang sangat menarik bagi wisatawan asing maupun amerika tersendiri hal ini dikarenakan adanya geiser, dan panorama alam yang sangat indah di daerah Yellowstone.

Gambar 1. Daerah Yellowstone

http://www.solcomhouse.com/yellowstone.htm

Supervolcano Yellowstone memiliki dapur magma yang pada beberapa titik relatif dekat ke permukaan (sekitar 8 km). Dapur magma ini terbentuk akibat desakan magma dari lapisan mantel bumi yang kemudian terlokalisasi di suatu daerah reservoir. Selain itu, Yellowstone juga memiliki kaldera yang cukup besar yaitu seluas 3960 km².

Saat ini, aktivitas vulkanisme di Yellowstone tidak berhenti begitu saja namun aktivitas itu masih terus berlanjut. Hal ini ditunjukkan oleh sejumlah ventilasi geothermal yang memunculkan geyser.

Sejarah

Sejak adanya Supervocano Yellowstone tujuh belas juta tahun lau telah terjadi ratusan letusan yang terjadi pada daerah ini. Namun dalam skala supervolcano tercatat ada tiga letusan yang sangat besardi kawasan ini yang telah membentuk kaldera. Letusan yang menghasilkan caldera ini bergerak dari Idaho kearah Timur laut hingga sekarang ada di daerah Wyoming. Pergerakan ini disebabkan adanya pergerakan lempeng yang terjadi. Sebagaimana kita ketahui bahwa Yellowstobe ternasuk hotspot dan hotspot ini letaknya selalu tetap. Namun, dikarenakan adanya pergerakan lempeng maka daerah hotspot ini terkesan yang bergerak padahal yang sebenarnya yang bergerak adalah daratannya bukan hotspotnya.

Adapun caldera-caldera yang terbentuk antara lain :

1. Kaldera Island Park yang menghasilkan Huckleberry Ridge Tuff pada 2.1 juta tahun yang lalu,
   1. Kaldera Henry’s Fork yang menghasilkan Mesa Falls Tuff pada 1.3 juta tahun yang lalu,
   2. Kaldera Yellowstone yang menghasilkan Lava Creek Tuff pada 640 ribu tahun yang lalu

Potensi bencana

Sebagai daerah vulkano aktif maka Yellowstone mempunyai potensi kebencanaan yang cukup besar. Potensi-potensi bencana yang mungkin terjadi di daerah Yellowstone antara lain :

Belajar PROMAX

Wah, barusan selesai Ujian Praktikum menggunakan promax 2008 untuk procesing data seismik. Walaupun hasilnya belum memuaskan, tapi setidaknya saya menjadi cukup mengerti mengenai software yang cukup familiar dalam procesing data seismik ini. Sebenarnya kalau melihat urutan langkah penggunaan promax relatif mudah namun ketika dihadapkan pada parameter-parameter data yang harus diisi ternyata tidak semudah yang dibayangkan.

Secara umum dalam procesing menggunakan promax khu

Data seismik

susnya data 2D ada 7 langkah utama yang harus dikerjakan :

1. Input Data

Dalam menginput data biasanya kita menggunakan data SEG-Y. Data ini merupakan data real lapangan yang didapat dari akuisisi yang dilakukan sebelum procesing. Data SEG-Y ini kemudian diubah menjadi rawdata

2. Geometry Data

Pada saat menentukan geometry data ada dua jenis data seismik yang biasa digunakan yaitu data seismik darat atau data seimik laut. Dari data tersebut kemudian kita atur parameternya seperti FFID, Station, Elevasi, dll

3. Inline geometry header load

Dari inputan rawdata kemudian kita kemudian masukan fungsi Inline Geometry Header Load dan merubah rawdata kita menjadi bentuk rawgeom. Yaitu data yang sudah kita permax dari data awal lapangan yang kita peroleh

4. Preprocesing

Langkah selanjutnya adalah preprocesing. Dalam langkah ini kita memasukan rawgeom sebagai inputan data yang akan kita ubah menjadi data prepro (preprocesing). Untuk merubah dan mempermak data tersebut dapat kita masukan fungsi kill trace, Mute trace, dan deconvolusi (decongate). Dengan melakukan permak pada data rawgeom kita, maka akan didapatkan data baru hasil preprocesing

5. Brute Stack

Setelah melakukan tahapan preprocesing langkah selanjutnya yang kita lakukan ada;ah brutestack, dalam langkah ini kita melakukan koreksi NMO pada data kita. Koreksi ini bertujuan untuk mensejajarkan data kita sehingga didapatkan strujtur bawah permukaan yang kita cari.

6. Velocity Analisis

Dalam velan (velocity analisis) kita menggunankan fungsi yang hampir sama pada brute stack yaitu NMO, namun kita tambah dengan CDP viewer dan dilanjutkan dengan fungsi velocity analisis untuk mendapatkan smoothvelocity yang digunakan dalam final stacking.

7. Final Stack

Langkah terakhir dalam procesing seismic 2d yang sederhana. Dalam final stacking kita memasukan data preprocesing yang kemudian dengan fungsi bandpas filter dan  (AGC) kita buat trace displaynya dari data hasil procesing yang kita lakukan.

Fungsi tambahan yang biasa digunakan adalah migrasi. Dalam migrasi data final stack kita perhalus dengan tujuan untuk meningkatkan resolusi hasil pengerjaan data yang kita lakukan. Fungsi migrasi ini berguna untuk membuat data kita menjadi lebih enak untuk diintrepretasikan.(Maz)

Geofisika

Gunung Bromo

Sebagai seorang mahasiswa teknik geofisika. Tak lengkap rasanya kalau tidak ada tulisan mengenai bidang keahlian yang sedang saya pelajari ini. Sebagai seorang mahasiswa saya memahami bahwa ilmu geofisika merupakan sebuah ilmu yang berisi tentang “ramalan”. Lihat saja apa yang kita lakukan, sebuah pemetaan struktur bawah permukaan dan tentunya tidak ada orang yang pernah tahu apa sebenarnya yang ada di bawah permukaan tersebut dan yang kita lakukan adalah meramal bentuk bawah permukaan dengan data-datayang kita kumpulkan dari alam.

Ilmu geofisika sendiri tidak bisa berdiri sendiri, kalau saya menyebutnya ilmu ini ada dalam segitiga emas yaitu GEOLOGI, MATEMATIKA, dan FISIKA. Ketiga ilmu tersebut menjadi penopang utama keilmuan geofisika ini. Secara sederhana saya menggambarkan geofisika merupakan sebuah tools dalam memahami bumi. Seorang geologist memahami bumi yang terlihat dari kulit terluarnya seperti singkapan batuan dan lainnya namun ketika mereka ditanya apakah struktur batuan dalamnya maka butuhlah seorang geophysicst dalam membantu intrepetrasi bawah permukaan. Sebuah analogi yang sederhana, seorang geologist merupakan seorang yang matanya rabun dan supaya dapat melihat tentunya dibutuhkan sebuah alat yaitu kacamata. Nah, seorang geophysics adalah sebuah kacamata bagi geologist untuk dapat melihat bumi ini menjadi lebih terang dan jelas.

Dalam keilmuan geofisika yang kita lakukan adalah menggunakan berbagai macam metode seperti seismik, gravity, geolistrik, dll dengan suatu tujuan yaitu mencari parameter fisik dari suatu batuan. Dari parameter fisik tersebut kemudian dapat kita analisis struktur bawah permukaannya. Dalam seismik parameter yang kita cari adalah velocity, massa jenis (p) dalam gravity dan jenis yang lainnya. Penggunaan metode ini tergantung oleh banyak hal.Dalam kegiatan survey geofisika metode yang kita gunakan dapat berbeda untuk suatu daerah dengan daerah lainya. Hal ini disesuaikan dengan berbagai kondisi yang ada seperti keuangan, tempat, dll.

Secara umum tahapan melakukan survey geofisika ada tiga buah yaitu akuisisi data, procesing, intrepreting. Akuisisi merupakan kegiatan lapangan yang membutuhkan banyak tenaga karena dalam melakukan akuisisi kita tidak hanya menghadapi medan bumi yang akan kita ambil datanya namun juga akan berhadapan dengan kondisi sosial masyarakat yang harus juga menjadi perhatian utama dalam hal ini. Sedangkan dalam procesing dan intrepreting kita lebih banyak menggunakan piranti lunak / software dan berbasis kegiatan komputasi.