HomeWork 6 Introductory of Geophysics

Posted by : Unknown Minggu, 19 Juni 2016

Ayat-Ayat Yang Berhubungan Dengan Metode Seismik

Allah telah berfirman dalam surah Al-Fathir ayat 39

هُوَ الَّذِي جَعَلَكُمْ خَلَائِفَ فِي الْأَرْضِ ۚ فَمَنْ كَفَرَ فَعَلَيْهِ كُفْرُهُ ۖ وَلَا يَزِيدُ

الْكَافِرِينَ كُفْرُهُمْ عِنْدَ رَبِّهِمْ إِلَّا مَقْتًا ۖ وَلَا يَزِيدُ الْكَافِرِينَ كُفْرُهُمْ إِلَّا خَسَارًا

Artinya: “Dialah yang menjadikan kamu Khalifah-khalifah di muka bumi.barang siapa yang kafir, maka kekafirannya menimpa dirinya sendiri, dan kekafiran orang-orang yang kafir itu tidak lain hanyalah akan menambah kemurkaan pada sisi Tuhannya dan kekafiran orang-orang yang kafir itu tidak lain hanyalah akan menambah kerugian bagi mereka.” (Q.S. Al-Fathir : 39)

Ayat di atas menerangkan bahwa manusia diciptakan di bumi ini sebagai khalifah. Tugas sebagai khalifah tentunya adalah berkuasa atas segala yang ada di alam untuk dikelola untuk mencukupi kebutuhan.

METODE SEISMIK

A. Pengenalan Seismologi

Seismologi berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu seismos yang berarti getaran atau goncangan dan logos yang berarti risalah atau ilmu pengetahuan. Sehingga dapat disimpulkan bahwa seismologi adalah ilmu yang mempelajari tentang getaran pada bumi. Lalu kata gempa bumi. Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik. Gempa Bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak Bumi (lempeng Bumi).

Sedangkan gelombang seismik adalah rambatan energi yang disebabkan karena adanya gangguan di dalam kerak bumi, misalnya adanya patahan atau adanya ledakan. Energi ini akan merambat ke seluruh bagian bumi dan dapat terekam oleh seismometer. Hasil dari rekaman seismometer tersebut dinamakan seismogram. Dan seismogram adalah rekaman gerak bumi (getaran) pada suatu tempat dalam kurun waktu tertentu, dari seismogram dapat kita ketahui besar getaran yang terjadi jika ada gempa dalam skala Mercalli, skala kekuatan Moment, ataupun skala Richter, hal ini tergantung metode yang digunakan.

Seismologi sendiri terbagi menjadi 4, yaitu :

1. Seismologi Observasi

a. Pendektesian dan perekaman gempa-gempa yang terjadi di permukaan bumi.

b. Mengkatalog gempa-gempa.

c. Mengamati efek-efek dari gempa yang terjadi.

2. Seismologi Teknik

a. Estimasi bencana seismik dan resikonya.

b. Perancangan bangunan-bangunan tahan gempa.

3. Seismologi Fisis

a. Studi tentang sifat-sifat interior bumi.

b. Studi tentang karakteristik fisika dari sumber-sumber gempa.

4. Seismologi Eksplorasi

a. Penerapan metode-metode seismik dalam pencarian sumber daya alam.

B. Seismologi Eksplorasi

Metode seismik sendiri dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana pengukuran dilakukan dengan menggunakan ‘sumber’ seismic (palu, ledakan, dll). Setelah usikan diberikan, terjadi gerakan gelombang di dalam medium (tanah/batuan) yang memenuhi hukum-hukum elastisitas ke segala arah dan mengalami pemantulan ataupun pembiasan akibat munculnya perbedaan kecepatan. Kemudian, pada suatu jarak tertentu, gerakan partikel tersebut di rekam sebagai fungsi waktu. Berdasar data rekaman inilah dapat ‘diperkirakan’ bentuk lapisan/struktur di dalam tanah.

Metode seismik di bagi menjadi dua, yaitu seismik refraksi (Bias) dan seismik refleksi (pantul). Survey refleksi memberikan data yang lebih akurat dan cakupan luasan yang besar sehingga membutuhkan biaya yang sangat besar. Karena survey refleksi membutuhkan biaya lebih besar daripada survey refraksi, maka sebagai konsekuensinya survey refraksi lebih senang digunakan untuk lingkup sempit/kecil. Misalnya digunakan dalam mendukung analisis lingkungan atau geologi teknik. Sedangkan survey refleksi digunakan dalam eksplorasi minyak bumi.

C. Pengertian Metode seismik dan Hukum Fisika Yang Terkait

Metoda seismik adalah salah satu metoda eksplorasi yang didasarkan pada pengukuran respon gelombang seismik (suara) yang dimasukkan ke dalam tanah dan kemudian direleksikan atau direfraksikan sepanjang perbedaan lapisan tanah atau batas-batas batuan. Sumber seismik umumnya adalah palu godam (sledgehammer) yang dihantamkan pada pelat besi di atas tanah, benda bermassa besar yang dijatuhkan atau ledakan dinamit. Respons yang tertangkap dari tanah diukur dengan sensor yang disebut geofon, yang mengukur pergerakan bumi.

Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan padatahun 1845 oleh Robert Mallet, yang oleh kebanyakan orang dikenal sebagai bapak seismologi instrumentasi. Mallet mengukur waktu transmisi gelombang seismik,yang dikenal sebagai gelombang permukaan, yang dibangkitkan oleh sebuah ledakan. Mallet meletakkan sebuah wadah kecil berisi merkuri pada beberapa jarak dari sumber ledakan dan mencatat waktu yang diperlukan oleh merkuri untuk be-riak. Pada tahun 1909, Andrija Mohorovicic menggunakan waktu jalar dari sumber gempa bumi untuk eksperimennya dan menemukan keberadaan bidang batas antara mantel dan kerak bumi yang sekarang disebut sebagai Moho.

Gelombang seismik mempunyai kelakuan yang sama dengan kelakuan gelombang cahaya, sehingga hukum-hukum yang berlaku untuk gelombang cahaya berlaku juga untuk gelombang seismik. Hukum-hukum tersebut antara lain:

1. Huygens mengatakan bahwa gelombang menyebar dari sebuah titik sumber gelombang ke segala arah dengan bentuk bola.

2. Hukum snellius menyatakan bahwa bila suatu gelombang jatuh diatas bidang batas dua medium yang mempunyai perbedaan densitas, maka gelombang tersebut akan dibiaskan jika sudut datang gelombang lebih kecil atau sama dengan sudut kritisnya. Gelombang akan dipantulkan jika sudut datangnya lebih besar dari sudut kritisnya. Gelombang datang, gelombang bias, gelombang pantul terletak pada suatu bidang datar.

　　D. Jenis-Jenis Metode Seismik

Jenis-jenis metode seismik terbagi 2, yaitu:

1. Metode Seismik Refraksi

Metode seismik refraksi adalah metode yang mengukur gelombang yang dipantulkan sepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah. Peristiwa refraksi umumnya terjadi pada permukaan air tanah dan bagian paling atas formasi bantalan batuan cadas. Grafik waktu datang gelombang pertama seismik pada masing-masing geofon memberikan informasi mengenai kedalaman dan lokassi dari horizon geologi ini. Informasi ini kemudian digambarkan dalam suatu penampang silang untuk menunjukkan kedalaman dari permukaan tanah

2. Metode Seismik Refleksi

Metode seismik refleksi adalah metode seismik yang mengukur waktu yang diperlukan suatu impuls suara untuk melaju dari sumber suara, terpantul oleh batas-batas formasi geologi, dan kembali ke permukaan tanah pada sebuah geophone. Refleksi dari suatu horizon geologi mirip dengan gema pada suatu muka tebing atau jurang. Metode ini banyak dimanfaatkan untuk keperluan eksplorasi perminyakan, penentuan sumber gempa ataupun mendeteksi struktur lapisan tanah.

Gambar 2.1. survey seismik refleksi darat

Gambar 2.2. survey seismik refleksi laut

　　E. 　　Kelebihan dan Kekurangan Metode Seismik Dibandingkan Metode Geofisika 　　　　Lainnya

Kelebihan	Kekurangan
Dapat mendeteksi variasi baik lateral maupun kedalaman dalam parameter fisis yang relevan, yaitu kecepatan seismik.	Banyaknya data yang dikumpulkan dalam sebuah survei akan sangat besar jika diinginkan data yang baik
Dapat menghasilkan citra kenampakan struktur di bawah permukaan	Perolehan data sangat mahal baik akuisisi dan logistik dibandingkan dengan metode geofisika lainnya.
Dapat dipergunakan untuk membatasi kenampakan stratigrafi dan beberapa kenampakan pengendapan.	Reduksi dan prosesing membutuhkan banyak waktu, membutuhkan komputer mahal dan ahli-ahli yang banyak.
Respon pada penjalaran gelombang seismik bergantung dari densitas batuan dan konstanta elastisitas lainnya. Sehingga, setiap perubahan konstanta tersebut (porositas, permeabilitas, kompaksi, dll) pada prinsipnya dapat diketahui dari metode seismik.	Peralatan yang diperlukan dalam akuisisi umumnya lebih mahal dari metode geofisika lainnya.
Memungkinkan untuk deteksi langsung terhadap keberadaan hidrokarbon	Deteksi langsung terhadap kontaminan, misalnya pembuangan limbah, tidak dapat dilakukan.

F. Kelebihan dan Kekurangan Metode Seismik Refleksi dan Refraksi

Metode Seismik Refraksi (Bias)	Metode Seismik Refleksi (Pantul)
Keunggulan	Kelemahan
Pengamatan refraksi membutuhkan lokasi sumber dan penerima yang kecil, sehingga relatif murah dalam pengambilan datanya	Karena lokasi sumber dan penerima yang cukup lebar untuk memberikan citra bawah permukaan yang lebih baik, maka biaya akuisisi menjadi lebih mahal.
Prosesing refraksi relatif simpel dilakukan kecuali proses filtering untuk memperkuat sinyal first berak yang dibaca.	Prosesing seismik refleksi memerluakn komputer yang lebih mahal, dan sistem data base yang jauh lebih handal.
Karena pengambilan data dan lokasi yang cukup kecil, maka pengembangan model untuk interpretasi tidak terlalu sulit dilakukan seperti metode geofisika lainnya	Karena banyaknya data yang direkam, pengetahuan terhadap database harus kuat, diperlukan juga beberapa asumsi tentang model yang kompleks dan interpretasi membutuhkan personal yang cukup ahli.
Kelemahan	Keunggulan
Dalam pengukuran yang regional , Seismik refraksi membutuhkan offset yang lebih lebar.	Pengukuran seismik pantul menggunakan offset yang lebih kecil
Seismik bias hanya bekerja jika kecepatan gelombang meningkat sebagai fungsi kedalaman.	Seismik pantul dapat bekerja bagaimanapun perubahan kecepatan sebagai fungsi kedalaman
Seismik bias biasanya diinterpretasikan dalam bentuk lapisan-lapisan. Masing-masing lapisan memiliki dip dan topografi	Seismik pantul lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks
Seismik bias hanya menggunakan waktu tiba sebagai fungsi jarak (offset)	Seismik pantul merekan dan menggunakan semua medan gelombang yang terekam.
Model yang dibuat didesain untuk menghasilkan waktu jalar teramati.	Bawah permukaan dapat tergambar secara langsung dari data terukur