Bab I Pendahuluan

Bab III Metodologi Penelitian
III.1. Lokasi Pengambilan dan Deskripsi Sampel
Sampel diambil dari sumber semburan lumpur panas Siadoarjo yang berada di
desa Porong yang terletak pada koordinat 7. 5305530 S 112.7096840 E, kabupaten
Sidoarjo, Jawa Timur. Sampel diambil pada tanggal 22 Januari 2007 pada
koordinat 070, 31',38.2" S, 112,42', 39.1" E, seperti yang terlihat pada gambar
III.1.
Gambar III.1. Daerah genangan lumpur dan lokasi pengambilan sampel
Pengambilan sampel dilakukan pada tanggal 22 Januari 2007 sekitar pukul 15.00
WIB – 17.00 WIB. Pada waktu pengambilan sampel suhu udara berkisar antara 29
– 400 C, sedangkan suhu lumpur sekitar 92 – 970 C. Sampel diambil secara acak,
dengan menggunakan ciduk plastik dan dimasukkan kedalam jerry can yang
berkapasitas 2 liter. Karena sifat sampel yang mudah teroksidasi dengan udara
bebas, maka sampel harus segera ditutup. Secara kasat mata terlihat sampel
berwarna coklat kehitam-hitaman, encer dengan konsentrasi air yang cukup tinggi
serta bau yang sangat menyengat.
17
III.2. Preparasi Sampel
Pada penelitian ini sampel diukur dengan menggunakan metoda magnetik.
Sebelum dilakukan pengukuran, terlebih dahulu dilakukan preparasi sampel.
Pertama seluruh sampel dimasukkan kedalam centrifuge tube, dengan volume 50
ml untuk setiap tabung dan dikelompokkan berdasarkan waktu pengambilannya.
Untuk sampel dari jerry can yang sama dicentrifuge sebannyak 2 tabung.
Selanjutnya sampel diputar (centrifuge) selama 1 (satu) jam dengan kecepatan
3600 putaran per menit (rpm), yang bertujuan untuk memisahkan antara endapan
dengan air. Dari 50 ml lumpur yang dicentrifuge, diperoleh endapan sekitar 35-45
ml dan sisanya air (40% endapan dan 60% air), dengan massa jenis lumpur sekitar
1.340 kg/m3.
Selanjutnya sampel dicuplik dengan menggunakan sampel container (holder) yang
berbentuk silinder dengan kapasitas 10 ml. Holder ini adalah tempat sampel yang
terbuat dari bahan dengan susceptibilitasnya sama dengan nol, yang bertujuan
untuk menjaga kemurnian hasil pengukuran terhadap sampel. Pada proses ini
selalu dijaga agar sifat kemagnetan dari sampel tidak terganggu. Penamaan
sampel dilakukan menurut kode jerry can serta waktu pengambilan sampel.
III.3. Metoda Pengukuran
Sampel yang telah dimasukkan kedalam holder, selanjutnya diukur parameter
sifat magnetiknya. Parameter ini merupakan indikator dari sifat magnetik bahan
yaitu suseptibilitas magnetik atau kerentanan magnetik yang terlihat pada respon
bahan terhadap medan magnetik yang digunakan. Suseptibilitas (χ) magnetik
bahan itu sendiri merupakan ukuran kuantitatif bahan tersebut untuk dapat
termagnetisasi jika dikenakan pada bahan magnetik. Selain sebagai fungsi
konsentrasi dan mineralogi mineral ferimagnetik (magnetite, maghemite, Fesulfides), χ juga bergantung pada kuatnya medan yang diterapkan serta distribusi
ukuran bulir partikel dan ukuran sampel yang akan diukur.
Dalam pengukuran ini digunakan medan bolak-balik, sehingga dapat dilakukan
dua jenis pengukuran pada frekuensi yang berbeda, yaitu pengukuran pada
18
frekuensi rendah dan frekuensi tinggi. Frequency dependence susceptibility (χFD)
menyatakan perbedaan antara suseptibilitas yang diukur pada frekuensi rendah
(χlf) dan suseptibilitas yang diukur pada frekuensi tinggi (χhf). Besarnya nilai χFD
yang dinyatakan sebagai persentase χlf (χFD = (χlf – χhf)/ (χlf x 100). Nilai (χFD)
yang tinggi mengindikasikan adanya ukuran bulir magnetik metastable yang
sangat halus hingga batas stable single domain (SSD) mineral superparamagnetik
(Eyre, 1997; Worm, 1998). Menurut Dunlop (1973), untuk magnetite kristal
ukurannya bulirnya berkisar antara 0.02 – 0.03 µm. (Mooney et al., 2002)
Pengukuran ini dilakukan dengan menggunakan Bartington MS2 susceptibility
meter (Bartington Instrument Ltd. Oxford, United Kingdom) yang memiliki sensor
MS2B dengan menggunakan medan magnet lemah 80A/m rms dan frekuensi 470
Hz yang terhubung dengan MS2 meter.
Selanjutnya sampel diuji stabilitas magnetisasinya dengan proses magnetisasi
secara bertahap. Pemberian medan luar pada sampel dilakukan dengan
memberikan medan bolak balik (AF Field) yang besar dalam keadaan berada pada
medan searah yang kecil. Magnetisasi ini disebut dengan anhysteretic remanent
magnetik (ARM). Pada proses ini sampel akan diberi medan bolak-balik yang
intensitasnya meluruh dari nilai intensitas maksimumnya.
Pada tahap demagnetisasi ini, pola peluruhan ARM sampel didemagnetisasi
secara bertahap dengan medan demagnetisasi yang terus bertambah. Medan ini
dimulai dengan 25 mT dengan perbedaan besar demagnetisasinya tiap tahap 50
mT. Arah dan intensitas magnetisasi diukur sampai intensitas sampel tersisa
tinggal 5% dari intensitas mula-mula. Kestabilan mineral magnetik ditentukan
melalui kurva peluruhan ARM, dimana kurva landai akan memiliki kestabilan
yang kurang baik atau sebaliknya. ARM memiliki sensitivitas yang tinggi
terhadap keberadaan mineral magnetik dengan bulir single-domain (SD) yang
kecil, dimana untuk magnetite nilainya terletak antara 0.03 µm < d < 0.06 µm.
(Dunlop and Ozdemir, 1997; Hunt et al., 1995). Namun nilai ini juga dapat
19
dipengaruhi oleh interaksi antara partikel magnetik (Sugiura, 1979; Yamazaki and
Ioka, 1997). Proses demagnetisasi ini dilakukan dengan menggunakan instrumen
Molspin Alternating Field Demagnetization (AF demagnetization) dengan
intensitas puncak maksimum sebesar 100 mT.
Pada tahap selanjutnya sampel akan menjalani pengukuran magnetisasi remanen
yang dihasilkan dalam waktu yang singkat melalui medan magnetik kuat pada
temperature konstan yang disebut dengan isothermal remanent magnetization
(IRM). IRM diberikan dengan cara memberikan medan magnetik pada suhu
kamar yang dibangkitkan oleh arus listrik yang bertujuan untuk menciptakan
saturasi pada sampel dengan menggunakan instrument Electromagnetic Weiss
yang memiliki medan magnetik sekitar 0.8 T.
Pada tahap ini arus yang diberikan pada kumparan Elektromagnetic Weiss mulamula nol dan dinaikkan secara bertahap 0.5 A sampai sampel mengalami keadaan
saturasi. Sedangkan pengukuran intensitas magnetisasi akibat induksi medan
magnet yang dihasilkan oleh Electromagnetic Weiss dilakukan dengan
menggunakan minispin magnetometer. Jenis mineral magnetik dapat ditentukan
dengan memberikan isothermal remanent magnetization (IRM) karena teknik
akuisisi IRM merupakan teknik yang dapat digunakan untuk membedakan
mineral magnetik, seperti hematite dengan magnetite. Magnetite lebih mudah
tersaturasi dibandingkan dengan hematite. Hematite baru akan tersaturasi pada
medan diatas 800 mT, sedangkan magnetite mengalami saturasi pada medan
sekitar 300–500 mT (Moskowitz, 1999, Mooney et al., 2002).
20