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.

Atau 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 mediu (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 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.

Macam Metoda Seismik

Terdapat dua macam metoda dasar seismik yang sering digunakan, yaitu

seismik refraksi dan seismik refleksi.

1. Seismik refraksi (bias)

Metoda seismik refraksi mengukur gelombang datang yang

dipantulkan sepanjang formasi geologi di bawah permukaan tanah.

Peristiwa refraksi umumnya terjadi pada muka 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 lokasi dari horison-horison geologi ini.

Informasi ini kemudian digambarkan dalam suatu penampang silang untuk

menunjukkan kedalaman dari muka air tanah dan lapisan pertama dari

bantalan batuan cadas.

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 yng ada di dalam material dan dikenal sebagai

parameter elastisitas.

2. Seismik refleksi

Metoda seismik refleksi 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 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 batas-batas formasi geologi.

Gelombang pantul ini dapat dibagi atas beberapa jenis gelombang yakni:

Gelombang-P, Gelombang-S, 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 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.

Metode seismik didasarkan pada gelombang yang menjalar baik

refleksi maupun refraksi.  Ada beberapa anggapan mengenai medium dan

gelombang dinyatakan sebagai berikut :

Anggapan yang dipakai untuk medium bawah permukaan bumi antara

lain :       

1. Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan

gelombang seismik dengan kecepatan berbeda.

2. Makin bertambahnya kedalaman batuan lapisan bumi makin kompak.

Anggapan yang dipakai untuk penjalaran gelombang seismik adalah :

1. Panjang gelombang seismik lebih dari ketebalan lapisan bumi.  Hal ini

memungkinkan setiap lapisan bumi akan terditeksi.

2. Gelombang seismik dipandang sebagai sinar seismik yang memenuhi

hukum Snellius dan prinsip Huygens.

3. Pada batas antar lapisan, gelombang seismik menjalar dengan kecepatan

gelombang pada lapisan di bawahnya.

4. Kecepatan gelombang bertambah dengan bertambahnya kedalaman.

Keunggulan dan Kelemahan Metode Seismik

Pada seismic ini dikenal ada dua metode, yaitu metode seismic refleksi

dan metode seismic refraksi, seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Selain

metode seismic 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.

Dari dua macam metode seismic yang kita kenal, yaitu metode seismic

bias (refraksi) dan metode seismic pantul (refleksi) kita juga sdapat

membandingkannya yang kita tinjau dari kelemahan dan kelebihan metode

masing – masing. Perbandingan tersebut dapat kita lihat pada tabel berikut:

Tabel 1. Keunggulan Dan Kelemahan Metode Seismik

Metode Seismik

Keunggulan Kelemahan

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 Perolehan data sangat mahal baik

permukaan

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.

Tabel 2. Perbandingan Metode Seismik Refleksi Dan Metode Seismik 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

Penerapan Metode Seismik

Metode seismik sering digunakan dalam eksplorasi hidrokarbon, batubara,

pencarian airtanah(ground water),kedalaman serta karakterisasi permukaan batuan

dasar (characterization bedrock surface), pemetaan patahan dan stratigrafi lainnya

dbawah permukaan dan aplikasi geoteknik.