Mata kuliah : Pengantar
Geofisika
METODE-METODE
SEISMIK
OLEH:
RISKA OKTAVIANI
(60400114025)
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI
UNIVERSITAS ISLAM NEGERI ALAUDDIN MAKASSAR
2016
KATA
PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah
SWT karena berkat rahmat dan karunia-Nya saya dapat menyelesaikan tugas makalah
kami yang berjudul “Metode-metode seismik” pada mata kuliah pengantar
geofisika.
Adapun makalah pengantar geofisika ini telah
saya usahakan semaksimal mungkin dan tentunya dengan bantuan beberapa pihak,
sehingga dapat memperlancar pembuatan makalah ini. Untuk itu tak lupa pula saya
sampaikan banyak terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu dalam pembuatan makalah ini.
Namun tidak lepas dari semua itu, saya
menyadari sepenuhnya bahwa ada kekurangan baik dari segi penyusun bahasanya
maupun segi lainnya. Oleh karena itu dengan lapang dada dan tangan terbuka saya
menerima pembaca yang ingin memberi kritik dan saran yang membangun sehingga
dapat memperbaiki makalah pengantar geofisika ini.
Akhirnya saya mengharap semoga dari makalah
tentang metode-metode geofisika ini dapat diambil hikmah dan manfaatnya
sehingga dapat memberikan inspirasi terhadap pembaca.
Samata-Gowa, 26 maret 2016
Penyusun
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Seismologi berasal dari dua kata dalam bahasa
Yunani, yaitu seismos yang berarti getaran atau goncangan dan logos yang berarti risalah atau ilmu pengetahuan.
Orang Yunani menyebut gempa bumi dengan katakata seismos tes ges yang berarti Bumi bergoncang atau bergetar.
Dengan demikian, secara sederhana seismologi dapat diartikan sebagai ilmu yang
mempelajari fenomena getaran pada bumi, atau dengan kata sederhana, ilmu
mengenai gempa bumi. Seismologi merupakan bagian dari ilmu geofisika. Gempa
bumi besar yang terjadi pada tanggal 1 November 1755 di Lisboa, Portugal
menghancurkan seluruh kota dan memicu tsunami besar, dapat dicatat sebagai
tonggak awal pemicu perkembangan seismologi modern. Seismologi tidak hanya
mempelajari gempa bumi. Eksplorasi hidrokarbon (minyak bumi dan gas) juga
diawali oleh survey seismik. Untuk keperluan ini, pemicu getaran dibuat manusia
(bukan gempa bumi) dengan menggunakan semacam dinamit, lalu getaran yang dapat
diterima beberapa penerima (receiver) disusun sedemikian rupa sehingga catatan getaran tersebut dapat
menggambarkan kondisi bawah tanah. Pada perkembangan selanjutnya, direkayasa
suatu gempa buatan yang dapat diatur kekuatan serta tempat dan waktu
terjadinya. Hal ini dilakukan karena gempa bumi alamiah sulit dipastikan kapan
munculnya serta kapan terjadinya. Hasil dari rekayasa ini dimanfaatkan untuk
kegiatan eksplorasi yang disebut seismologi eksplorasi. Jadi, seismologi
eksplorasi adalah ilmu yang mempelajari gelombang gempa bumi buatan untuk
mendapatkan gambaran struktur subsurface yang hasilnya dapat dimanfaatkan untuk
keperluan eksplorasi sumber daya alam maupun untuk kepentingan teknik sipil.
BAB II
PEMBAHASAN
A. Pengertian metode seismik
Metode seismik merupakan salah satu bagian dari
seismologi eksplorasi yang dikelompokkan dalam metode geofisika aktif, dimana
pengukuran dilakukan dengan menggunakan ‘sumber’ seismik (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.
Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan pada tahun 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.
Pemakaian awal observasi seismik untuk eksplorasi minyak dan mineral dimulai
pada tahun 1920an. Teknik seismik refraksi digunakan secara intemsif di Iran
untuk membatasi struktur yang mengandung minyak. Tetapi, sekarang seismik
refleksi merupakan metode terbaik yang digunakan di dalam eksplorasi minyak
bumi. Metode ini pertama kali didemonstrasikan di Oklahoma pada tahun 1921.
Seismik bias dihitung berdasarkan waktu jalar gelombang pada tanah/batuan dari
posisi sumber ke penerima pada berbagai jarak tertentu. Pada metode ini,
gelombang yang terjadi setelah usikan pertama (first break) diabaikan, sehingga
sebenarnya hanya data first break saja yang dibutuhkan. Parameter jarak (offset)
dan waktu jalar dihubungkan oleh sepat rambat gelombang dalam medium. Kecepatan
tersebut dikontrol oleh sekelompok konstanta fisis yang ada di dalam material
dan dikenal sebagai parameter elastisitas.
Sedangkan dalam seismik pantul, analisis dikonsentrasikan pada energi yang
diterima setelah getaran awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari
adalah gelombang-gelombang yang terpantulkan dari semua interface antar lapisan
di bawah permukaan. Analisis yang dipergunakan dapat disamakan dengan ‘echo sounding’
pada teknologi bawah air, kapal, dan sistem radar. Informasi tentang medium
juga dapat diekstrak dari bentuk dan amplitudo gelombang pantul yang direkam.
Struktur bawah permukaan dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang dilakukan
masih sama dengan seismik bias, yaitu analisis berdasar kontras parameter
elastisitas medium.
B.
Metode-Metode
Seismik
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. Metode seismik merupakan salah satu bagian dari
seismologi eksplorasi yang 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 hukumhukum 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. Eksperimen seismik aktif pertama kali dilakukan pada tahun 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 beriak. 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. Pemakaian awal observasi seismik untuk
ekspllorasi minyak dan mineral dimulai pada tahun 1920an. Teknik seismik
refraksi digunakan secara intensif di Iran untuk membatasi struktur yang mengandung
minyak. Tetapi, sekarang seismik refleksi merupakan metode terbaik yang
digunakan di dalam eksplorasi minyak bumi. Metode ini pertama kali didemonstrasikan
di Oklahoma pada tahun 1921.
Berikut adalah contoh alat yang di gunakan pada metode
seismik :
Macam metoda seismic:
Terdapat dua macam metoda dasar seismik yang sering
digunakan, yaitu seismik refraksi dan seismik refleksi.
·
Metoda
Seismik Refleksi Geometry
Metoda seismic sangat popular untuk
eksplorasi hidrokarbon. Untuk eksplorasi hidrokarbon, metoda seismik yang biasa
digunakan adalah metoda seismic refleksi. Sedangkan metoda seismik refraksi
popular untuk aplikasi keteknikan. Kedua metoda tersebut bekerja berdasarkan
prinsip perambatan gelombang yang mengikuti Hukum Snell, Hukum Fermat dan Hukum
Huygen. Seismik refleksi, analisis dikonsentrasikan pada energi yang diterima
setelah getaran awal diterapkan. Secara umum, sinyal yang dicari adalah
gelombanggelombang yang terpantulkan dari semua interface antar lapisan di
bawah permukaan. Analisis yang dipergunakan dapat disamakan dengan ‘echo sounding’ pada teknologi bawah air, kapal, dan sistem
radar. Informasi tentang medium juga dapat diekstrak dari bentuk dan amplitudo
gelombang refleksi yang direkam. Struktur bawah permukaan dapat cukup kompleks,
tetapi analisis yang dilakukan masih sama dengan seismik refraksi, yaitu analisis
berdasar kontras parameter elastisitas medium. Metoda seismik refleksi mengukur
waktu yang diperlukan suatu impuls suara untuk melaju Ada kesalahan di dalam dari
sumber suara, terpantul oleh batasbatas formasi geologi, dan kembali ke
permukaan tanah pada suatu geophone. Refleksi dari suatu horison geologi mirip
dengan gema pada suatu muka tebing atau jurang.Metoda seismic repleksi banyak
dimanfaatkan untuk keperluan Explorasi perminyakan, penetuan sumber gempa
ataupun mendeteksi struktur lapisan tanah. Seismic refleksi hanya mengamati
gelombang pantul yang datang dari batasbatas formasi geologi. Gelombang pantul
ini dapat dibagi atas beberapa jenis gelombang yakni: GelombangP, GelombangS, Gelombang
Stoneley, dan Gelombang Love. Sedangkan dalam seismik pantul, analisis
dikonsentrasikan pada energi yang diterima setelah getaran awal diterapkan.
Secara umum, sinyal yang dicari adalah gelombanggelombang yang terpantulkan
dari semua interface antar lapisan di bawah permukaan. Analisis yang
dipergunakan dapat disamakan dengan echo sounding pada teknologi bawah air,
kapal, dan sistem radar. Informasi tentang medium juga dapat diekstrak dari
bentuk dan amplitudo gelombang pantul yang direkam. Struktur bawah permukaan
dapat cukup kompleks, tetapi analisis yang dilakukan masih sama dengan seismik
bias, yaitu analisis berdasar kontras parameter elastisitas medium.
·
Metode Seismik Refleksi
Metode seismik refleksi digunakan untuk mengukur
waktu yang diperlukan suatu impuls suara untuk melaju dari sumber suara,
terpantul oleh batas-batas formasi geologi, dan kembali ke permukaan tanah pada
suatu geophone. Refleksi dari suatu horizon geologi mirip dengan gema pada
suatu muka tebing atau jurang. Metoda seismik refleksi banyak dimanfaatkan
untuk keperluan eksplorasi perminyakan, penentuan sumber gempa ataupun untuk
mendeteksi struktur lapisan tanah.seismik refleksi hanya mengamati gelombang
pantul yang dating dari batas-batas formasi geologi. Gelombang pantul ini dapat
dibagi atas beberapa jenis gelombang,yakni : Gelombang-P, Gelombang-S,
Gelombang Stoneley, dan Gelombang Love.
Keunggulan metode seismik refleksi yaitu:
1. Pengukuran
seismik pantul menggunakan offset yang lebih kecil
2. Seismik pantul
dapat bekerja bagaimanapun perubahan kecepatan sebagai fungsi kedalaman
3. Seismik pantul
lebih mampu melihat struktur yang lebih kompleks
4. Seismik pantul
merekan dan menggunakan semua medan gelombang yang terekam.
5. Bawah
permukaan dapat tergambar secara langsung dari data terukur.
Kekuragan metode seismik refleksi yaitu:
1. Karena lokasi
sumber dan penerima yang cukup lebar untuk memberikan citra bawah permukaan
yang lebih baik, maka biaya akuisisi menjadi lebih mahal.
2. Prosesing
seismik refleksi memerluakn komputer yang lebih mahal, dan sistem data base
yang jauh lebih handal.
3. 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.
C. Penerapan
Metode Seismik
Metode seismic adalah salah satu
metode geofisika yang dapat digunakan untuk menyelidiki atau memeperkirakan struktur
lapisan batuan bawah permukaan. Metode kerja dari gelombang seismic dilakukan
pada batas batuan yang berbeda.
Rekaman dari gelombang seismik
diplot dalam satu seismic section ini menggambarkan penampang geologi, tapi
masih perlu dilakukan dengan interprestasi lanjut.
D. Perbandingan
metode seismik dengan metode geofisika lainnya
Pada
seismik ini dikenal ada dua metode, yaitu metode seismik refleksi dan metode
seismik refraksi, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Selain metode
seismik juga terdapat metode – metode lain yang sering digunakan dalam
mengeksplorasi jebakan hidrokarbon, seperti metode geolistrik, geomagnet,
gravitasi dan lain sebagainya. Berikut adalah table perbandingan yang
menunjukkan perbandingan antara kelebihan dan kelemahan dari metode seismik
ini. Apabila dibandingkan dengan
metode-metode gefisika lainnya, metode seismik memiliki beberapa keunggulan dan
kelemahan, yaitu:
1. Keunggulan
Metode Seismik
a. Dapat
mendeteksi variasi baik lateral maupun kedalaman dalam parameter fisis yang relevan,
yaitu kecepatan seismic
b. Dapat
menghasilkan citra kenampakan struktur di bawah permukaan
c. Dapat
dipergunakan untuk membatasi kenampakan stratigrafi dan beberapa kenampakan
pengendapan.
d. 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.
e. Memungkinkan
untuk deteksi langsung terhadap keberadaan hidrokarbon.
2. Kelemahan
Metode Seismik
·
Banyaknya data
yang dikumpulkan dalam sebuah survei akan sangat
besar jika diinginkan data yang baik.
·
Perolehan data sangat
mahal baik akuisisi dan logistik dibandingkan dengan metode geofisika lainnya.
·
Reduksi dan prosesing
membutuhkan banyak waktu, membutuhkan komputer mahal dan ahli-ahli yang banyak.
·
Peralatan yang
diperlukan dalam akuisisi umumnya lebih mahal dari metode geofisika lainnya.
Adapun ayat tentang metode seismik yaitu terdapat pada
surah hud ayat 41-44 yang berbunyi:
وَقَالَ ارْكَبُوا
فِيهَا بِسْمِ اللَّهِ مَجْرَاهَا وَمُرْسَاهَا إِنَّ رَبِّي لَغَفُورٌ رَحِيمٌ (٤١)
وَهِيَ تَجْرِي بِهِمْ فِي مَوْجٍ كَالْجِبَالِ وَنَادَى نُوحٌ ابْنَهُ وَكَانَ فِي
مَعْزِلٍ يَا بُنَيَّ ارْكَبْ مَعَنَا وَلا تَكُنْ مَعَ الْكَافِرِينَ
(٤٢) قَالَ سَآوِي إِلَى جَبَلٍ يَعْصِمُنِي مِنَ الْمَاءِ قَالَ لا عَاصِمَ الْيَوْمَ
مِنْ أَمْرِ اللَّهِ إِلا مَنْ رَحِمَ وَحَالَ بَيْنَهُمَا الْمَوْجُ فَكَانَ مِنَ
الْمُغْرَقِينَ (٤٣) وَقِيلَ يَا أَرْضُ ابْلَعِي مَاءَكِ وَيَا سَمَاءُ أَقْلِعِي
وَغِيضَ الْمَاءُ وَقُضِيَ الأمْرُ وَاسْتَوَتْ عَلَى الْجُودِيِّ وَقِيلَ بُعْدًا
لِلْقَوْمِ الظَّالِمِينَ (٤٤).
Terjemah
Surat Hud Ayat 41-44
41. Dan dia (Nuh) berkata, "Naiklah kamu semua ke dalamnya
(kapal) dengan menyebut nama Allah pada waktu berlayar dan berlabuhnya."
Sesungguhnya Tuhanku Maha Pengampun lagi Maha Penyayang[9].
42. Dan kapal itu berlayar membawa mereka ke dalam gelombang
laksana gunung-gunung[10]. Dan Nuh memanggil anaknya[11], ketika dia (anak itu) berada di
tempat yang jauh terpencil, "Wahai anakku! Naiklah (ke kapal) bersama kami
dan janganlah engkau bersama orang-orang kafir[12]."
43. Dia (anaknya) menjawab, "Aku akan mencari perlindungan
ke gunung yang dapat menghindarkan aku dari air bah!" (Nuh) berkata,
"Tidak ada yang melindungi dari siksaan Allah pada hari ini selain Allah
Yang Maha Penyayang[13].” Dan gelombang menjadi penghalang
antara keduanya; maka dia (anak itu) termasuk orang yang ditenggelamkan.
44.[14] Dan
difirmankan, "Wahai bumi! Telanlah airmu, dan wahai langit (hujan!)
berhentilah." Dan air pun disurutkan, perintahpun diselesaikan[15] dan
kapal itu pun berlabuh di atas gunung Judi[16], dan dikatakan, "Binasalah
orang-orang zalim."
Daftar pustaka
(DR. Waluyo, terjemahan dari INTRODUCTION TO
SEISMOLOGY .. Markus Bath)
http://hendragrandis.files.wordpress.com/2008/09/inversi_2008.pdf
http://id.wikipedia.org/wiki/Geofisika
http://id.wikipedia.org/wiki/Geofisika
Tidak ada komentar:
Posting Komentar