Resume Sumber Seismik

RESUME

“SUMBER SEISMIK DAN PARAMETER SUMBER”

Disusun untuk memenuhi tugas terstruktur mata kuliah Metode Seismik

Dosen Pengampu:

Sukir Maryanto, S.Si., M.Si., Ph.D.

Oleh:

Yoel Marthen

115090701111009

PROGRAM STUDI GEOFISIKA

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

2013

Sumber Seismik dan Parameter Sumber i

KATA PENGANTAR

Puji syukur ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas kasih dan karunia-Nya

sajalah sehingga tugas makalah presentasi Sumber Seismik dan Parameter Sumber ini dapat

terselesaikan dengan baik. Seluruh isi dari makalah ini diperoleh dari berbagai sumber yang

dirangkum menjadi satu. Sebagai manusia biasa yang tak luput dari berbagai kesalahan,

penulis menyadari masih begitu banyak kekuranga yang terdapat dalam makalah ini, baik itu

dalam hal teknik penulisan maupun bobot materi yang terkandung di dalamnya. Untuk itu

penulis sangat terbuka dengan kritik yang membangun, guna perbaikan makalah-makalah

berikutnya.

Tak lupa penulis mengucapkan terimakasih kepada seluruh pihak yang telah berperan

dalam membantu pembuatan makalah ini baik secara lngsung maupun tidak langsung.

Akhir kata, semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi siapa pun yang membutuhkan

referensi yang sesuai dengan isi makalah atau hanya sekedar menambah pengetahuan, serta

dapat digunakan sebagaimana mestinya. Terimakasih.

Malang, Oktober 2013

Penulis

Sumber Seismik dan Parameter Sumber ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................................... i

DAFTAR ISI ............................................................................................................................. ii

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang ....................................................................................................... 1

1.2 Tujuan ..................................................................................................................... 1

1.3 Manfaat ................................................................................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN .......................................................................................................... 2

A. Pengantar Sumber Seismik dan Parameter Sumber ........................................... 2

1. Jenis dan Kekhasan Proses Sumber Seismik ................................................... 2

1.1 Gempabumi Tektonik ...................................................................................... 2

1.2 Gempa Vulkanik ............................................................................................... 4

1.3 Explosion, Implosion dan Kejadian Seismik Lainnya .................................. 4

1.4 Microseism ........................................................................................................ 6

B. Parameter yang Mencirikan Ukuran dan Kekuatan Sumber Seismik .............. 7

1. Intensitas Mikroseismik ...................................................................................... 7

Skala Mercalli ...................................................................................................... 7

Skala Kekuatan Moment .................................................................................... 8

Skala Richter ........................................................................................................ 8

2. Magnitudo dan Energi Seismik .......................................................................... 9

3. Spektrum Sumber Seismik, Momen Seismik dan Ukuran Daerah Sumber 10

C. Jenis-jenis Sumber yang Digunakan dalam Eksplorasi ..................................... 11

BAB III PENUTUP ................................................................................................................ 14

3.1 Kesimpulan ........................................................................................................... 14

DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................................. 15

Daftar Pertanyaan .................................................................................................................. 16

Sumber Seismik dan Parameter Sumber 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam bidang geofisika terdapat berbagai macam metode yang digunakan dalam

rangka untuk mengetahui keadaan di bawah permukaan bumi. Metode seismik adalah salah

satu metode aktif yang sangat sering digunakan dalam kegiatan eksplorassi minyak dan gas

bumi. Dalam metode seismik sangat banyak aspek yang dapat mempengaruhi akuisisi data

seismik, diantaranya sensor yang digunakan, sumber seismik, desain survei, dan lain

sebagainya. Pada makalah ini akan dibahas mengenai sumber-sumber gelombang seismik dan

parameternya.

1.2 Tujuan

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memenuhi tugas terstruktur mata

kuliah Metode Seismik, serta untuk memperdalam pemahaman mahasiswa terhadap metode

seismik terutama sumber-sumber gelombang seismik.

1.3 Manfaat

Manfaat dari penulisan makalah ini adalah mahasiswa dapat lebih memahami

mengenai berbagai sumber gelombang seismik.


BAB II

PEMBAHASAN

A. Pengantar Sumber Seismik dan Parameter Sumber

1. Jenis dan Kekhasan Proses Sumber Seismik

Gambar 1 menggambarkan jenis utama sumber yang menghasilkan gelombang

seismik. Gelombang seismik adalah osilasi akibat deformasi elastis yang merambat melalui

Bumi dan dapat direkam oleh sensor seismograf.

Gambar 1. Klasifikasi Skema berbagai macam peristiwa yang menghasilkan gelombang

seismik

1.1 Gempa Bumi Tektonik

Gempa bumi tektonik disebabkan ketika bagian rapuh dari kerak bumi terkena stres

yang melebihi kekuatan putusnya. Pecah tiba-tiba akan terjadi, sebagian besar di sepanjang

rekahan yang sudah ada atau kadang-kadang disepanjang formasi rekahan baru. Untuk gempa

bumi yang sangat besar, panjang zona yang pecah sekitar 1000 km dan slip sepanjang sesar

bisa mencapai beberapa meter .


Pecahnya litosfer menjadi lempeng akibat deformasi dan tekanan merupakan

penyebab utama dari gempa bumi tektonik. Lempeng didorong dan ditarik oleh gerakan

lambat arus konveksi dalam bahan plastis lebih panas dari mantel bumi di bawah litosfer.

Gerakan ini relatif bergerak beberapa cm per tahun. Gambar 2 menunjukkan pola global

sabuk gempa bumi dan lempeng tektonik utama. Ada banyak juga lempeng kecil yang disebut

sub atau lempeng. Gempa bumi dangkal, dalam bagian atas kerak, berlangsung terutama di

batas lempeng tetapi juga dapat terjadi dalam lempeng (interplate dan gempabumi intraplate).

Gambar 2. Distribusi Global episenter gempa menurut katalog data Pusat Informasi Gempa

Nasional Amerika Serikat (NEIC) Januari 1977 sampai Juli 1997 dan plate terkait litosfer

utama

Meskipun ada ratusan ribu gempa bumi tektonik yang lemah secara global setiap

tahun, kebanyakan dari mereka hanya dapat direkam oleh instrumen sensitif dekatnya. Selama

abad ke-20 1995 Besar Hanshin / Kobe gempa menyebabkan kerugian ekonomi terbesar

(sekitar 100 miliar US $), Tangshan gempa 1976 ditimbulkan hilangnya manusia yang paling

mengerikan (sekitar 243.000 orang tewas), sedangkan gempa Chile 1960 merilis jumlah

terbesar seismik energi ES sekitar 5x1018

-1019

Joule. Total momen seismik dari gempa Chile

adalah sekitar 3x1023

Nm. Ini pecah sekitar 800 - 1000 km dari antarmuka zona subduksi di

parit Peru - Chili pada lebar sekitar 200 km (Boore 1977; Scholz 1990) . Sekitar 85% dari

total di seluruh dunia seismik saat rilis oleh gempa bumi terjadi di zona subduksi dan lebih

dari 95% karena gempa bumi dangkal di sepanjang batas lempeng. 5% lainnya didistribusikan

antara peristiwa intraplate dan mendalam dan gempa bumi fokus menengah. Single 1960

rekening gempa Chile untuk sekitar 25% dari total seismik saat rilis antara 1904 dan 1986 .


Perlu dicatat bahwa sebagian besar pelepasan energi total, ET , yang dibutuhkan untuk

daya pertumbuhan fraktur gempa dan produksi panas . Hanya sebagian kecil dari ET = ES +

Ef (dengan Ef - energi gesekan ) digunakan untuk memproduksi gelombang seismik. Efisiensi

seismik, yaitu rasio ES / ET , mungkin hanya sekitar 0,01 - 0,1 . Hal ini tergantung baik pada

drop tegangan selama pecah serta pada total stres di daerah sumber (Spence , 1977; Scholz ,

1990).

1.2 Gempa Vulkanik

Meskipun total energi yang dilepaskan oleh letusan gunung berapi terkuat dikenal

adalah bahkan lebih besar dari ET (pelepasan energi total) dari gempa Chile, efisiensi seismik

letusan gunung berapi adalah umumnya jauh lebih kecil, karena durasi panjang mereka.

Namun demikian, dalam beberapa kasus, vulkanik gempa bumi lokal dapat mencapai

kekuatan gemetar gempa yang merusak (misalnya, besaran sekitar 6). Sebagian besar osilasi

seismik diproduksi dalam hubungannya dengan aliran magma sub-permukaan adalah dari

jenis tremor, yaitu tahan lama dan lebih atau kurang osilasi monokromatik yang berasal dari

dua atau tiga fase (cair- dan atau gas-padat) proses sumber yang tidak sempit terlokalisasi

dalam ruang dan waktu. Mereka tidak dapat dianalisis dalam cara tradisional rekaman seismik

dari gempa bumi tektonik atau ledakan atau dengan parameter sumber tradisional.

1.3 Explosion, Implosion dan Kejadian Seismik Lainnya

Ledakan kebanyakan antropogenik, yaitu "buatan manusia", dan dikendalikan, yaitu

dengan dikenal lokasi dan waktu sumber. Namun, ledakan alam yang kuat dalam

hubungannya dengan letusan gunung berapi atau dampak meteorit, seperti Tunguska meteorit

dari 30 Juni 1908 di Siberia, juga dapat terjadi. Ledakan digunakan dalam eksplorasi

seismologi untuk meneliti kerak memiliki hasil, Y, dari beberapa kg ke ton TNT

(Trinitrotoluol). Hal ini cukup untuk menghasilkan gelombang seismik yang dapat direkam

dari beberapa km ke jarak ratusan km.

Ledakan nuklir bawah tanah kt hingga Mt setara TNT mungkin gelombang seismik-

nya dapat direkam bahkan di seluruh dunia (1 kt TNT = 4,2 x 1012

J). Namun demikian,

bahkan yang terkuat dari semua uji coba nuklir bawah tanah dengan hasil setara dengan

sekitar 5 Mt TNT memproduksi gelombang badan atau body wave besarnya hanya mb ≈ 7.

Hal ini sesuai dengan sekitar 0,1 % dari energi seismik dihasilkan oleh gempa Chile 1960.


Gambar 3. Menggambarkan secara skematis ledakan bawah tanah ideal dari strike-slip

gempa sepanjang sesar vertikal mencelupkan. Kesalahan gerak adalah " lateral kiri ", yaitu

berlawanan. Panah menunjukkan arah kompresi (outward, polarity +, red shaded) dan

dilatational (inward, polarity -, green shaded) gerakan. Pola ditampilkan pada permukaan,

disebut amplitudo atau polaritas pola menunjukkan variasi azimut amplitudo diamati atau dari

arah gerakan pertama dalam catatan seismik. Sementara titik seperti ledakan dalam media

isotropik harus menunjukkan amplitudo azimuth tergantung dan kompresi pertama gerakan

saja, amplitudo dan polaritas bervariasi untuk gempa tektonik. Lobus amplitudo putus-putus

pada Gambar 3, sisi kanan, menunjukkan kualitatif azimuth yang berbeda ketergantungan

geser gelombang (S) dibandingkan dengan membujur gelombang (P) (diputar 45°) tapi nilai

absolut mereka jauh lebih besar (sekitar 5 kali) dibandingkan gelombang P.

Hal ini jelas bahwa ledakan menghasilkan homogen luar kompresi diarahkan pertama

gerak ke segala arah sementara gempa tektonik menghasilkan gerakan pertama yang berbeda

amplitudo dan polaritas dalam arah yang berbeda. Karakteristik ini dapat digunakan untuk

mengidentifikasi ketik proses sumber (lihat 4) dan untuk membedakan antara ledakan dan

tektonik gempa bumi.

Dibandingkan dengan gempa bumi tektonik, durasi proses sumber ledakan dan waktu

naik ke tingkat maksimum jauh lebih pendek (milidetik dibandingkan dengan detik hingga

beberapa menit) dan lebih impulsif (Gambar 4). Batu jatuh dapat berlangsung selama

beberapa menit dan menyebabkan gelombang seismik tetapi umumnya dengan kurang jelas

onsets dan pemisahan kurang dari kelompok gelombang.

Runtuhnya gua karst, pertambangan - diinduksi semburan batu atau runtuh galeri

pertambangan umumnya dari jenis ledakan. Dengan demikian, pola gerak pertama mereka


harus menunjukkan dilatations dalam semua azimuth jika kejadian tektonik sekunder belum

dipicu oleh keruntuhan.

Peristiwa terkuat dapat mencapai besaran sampai sekitar M = 5,5 dan dicatat di

seluruh dunia (Bormann et al, 1992). Reservoir diinduksi gempa bumi telah sering diamati

dalam hubungannya dengan impoundment air atau perubahan muka air yang cepat di

belakang bendungan besar. Peristiwa terkuat dilaporkan sejauh ini mencapai besaran hingga

6,5 ( misalnya, gempa Koyna pada tahun 1967 ).

Gambar 4. Diagram skematis fungsi sumber yang berbeda dari ledakan (kiri) dan gempa

bumi (kanan). P - pressure in the explosion cavity, D – fault displacement , t - waktu , t0 -

waktu awal event , tr - waktu naik dari P atau D untuk nilai maksimumnya, trf - rise time yang

cepat pecah, trs - rise time pecah lambat; fungsi langkah dalam diagram yang kanan akan

sesuai untuk gempa bumi dengan kecepatan terbatas penjalaran retak vcr. Model pecah saat

berasumsi vcr menjadi sekitar 0,6-0,9 kali dari kecepatan rambat gelombang geser -, Vs.

1.4 Microseism

Sinyal seismik yang sangat berbeda yang diproduksi oleh badai atas lautan atau kolam

air besar (laut , danau , waduk) serta dengan tindakan angin pada topografi, vegetasi. Sinyal

seismik itu disebut microseism. Sinyal seismik akibat aktivitas manusia seperti berputar atau

memalu mesin, lalu lintas dll, adalah cultural seismik noise. Pergerakan air atau gas/uap (di

sungai, air terjun, bendungan, pipa, geyser) bisa menjadi sumber tambahan seismik noise atau

antropogenik. Mereka tidak baik terlokalisasi dalam ruang atau tetap untuk didefinisikan

waktu asal. Oleh karena itu, mereka menghasilkan kurang lebih permanen berlangsung

koheren mengganggu sinyal kurang lebih acak fluktuasi amplitudo dalam sangat luas rentang

frekuensi dari sekitar 16 oktaf (sekitar 50 Hz sampai 1 MHz) yang sering dikontrol intensitas

mereka dengan musim (noise alam) atau waktu (kebisingan antropogenik). Meskipun


berbagai macam kebisingan ambien amplitudo perpindahan (sekitar 6 sampai 10 kali lipat)

mereka umumnya jauh lebih kecil dibandingkan dengan gempa bumi dan tidak dirasakan oleh

orang-orang.

B. Parameter yang Mencirikan Ukuran dan Kekuatan Sumber Seismik

1. Intensitas Makroseismik

Efek dari sumber seismik dapat ditandai dengan intensitas makroseismik, I. Intensitas

menggambarkan kekuatan getaran dalam hal persepsi manusia, kerusakan struktur bangunan

dan lainnya, serta perubahan di lingkungan sekitarnya. I tergantung pada jarak dari sumber

dan kondisi tanah serta sebagian besar diklasifikasikan menurut skala makroseismik pada 12

derajat (Grunthal, 1998). Dari analisis distribusi areal berdasarkan laporan yang dirasakan dan

kerusakan dapat diperkirakan intensitas episentral I0 di daerah sumber, serta kedalaman

sumber, h. Terdapat hubungan empiris antara I0 dan instrumental lainnya yang dapat

menentukan ukuran gempa seperti magnitude dan percepatan medium.

Ada 3 macam skala gempa yang ada yaitu :

1. Skala Mercalli

2. Skala kekuatan Moment

3. Richter

Skala Mercalli

Skala Mercalli adalah satuan untuk mengukur kekuatan gempa bumi. Satuan ini

diciptakan oleh seorang vulkanologis dari Italia yang bernama Giuseppe Mercalli pada tahun

1902. Skala Mercalli terbaagi menjadi 12 pecahan berdasarkan informasi dari orang-orang

yang selamat dari gempa tersebutdan juga dengan melihat dan membandingkan tingkat

kerusakan akibat gempa bumi tersebut. Oleh itu skala Mercalli adalah sangat subjektif dan

kurang tepat dibanding dengan perhitungan magnitudo gempa yang lain. Oleh karena itu, saat

ini penggunaan skala Richter lebih luas digunakan untuk untuk mengukur kekuatan gempa

bumi. Tetapi skala Mercalli yang dimodifikasi, pada tahun 1931 oleh ahli seismologi Harry

Wood dan Frank Neumann masih sering digunakan terutama apabila tidak terdapat peralatan

seismometer yang dapat mengukur kekuatan gempa bumi di tempat kejadian.

http://www.wayankatel.com/2012/08/penjelasan-macam-macam-skala-gempa-bumi.html


Skala Modifikasi Intensitas Mercalli mengukur kekuatan gempa bumi melalui tahap

kerusakan yang disebabkan oleh gempa bumi itu. Satuan ukuran skala Modifikasi Intensitas

Mercalli adalah seperti di bawah :

Tidak terasa

Terasa oleh orang yang berada di bangunan tinggi

Getaran dirasakan seperti ada kereta yang berat melintas.

Getaran dirasakan seperti ada benda berat yang menabrak dinding rumah, benda

tergantung bergoyang.

Dapat dirasakan di luar rumah, hiasan dinding bergerak, benda kecil di atas rak

mampu jatuh.

Terasa oleh hampir semua orang, dinding rumah rusak.

Dinding pagar yang tidak kuat pecah, orang tidak dapat berjalan/berdiri.

Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan.

Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan tekuk.

Jambatan dan tangga rusak, terjadi tanah longsor.

Rel kereta api rusak.

Seluruh bangunan hancur dan hancur lebur.

Skala kekuatan Moment

Skala kekuatan moment diperkenalkan pada 1979 oleh Tom Hanks dan Hiroo

Kanamori sebagai pengganti skala Richter dan digunakan oleh seismologis untuk

membandingkan energi yang dilepas oleh sebuah gempa bumi. Kekuatan moment Mw adalah

sebuah angka tanpa dimensi yang didenifinisikan sebagai berikut :

di mana M0 adalah moment seismik (menggunakan satu newton metre [N·m] sebagai

moment). Sebuah peningkatan satu tahap dalam skala logaritmik ini berarti sebuah

peningkatan 101,5 = 31,6 kali dari jumlah energi yang dilepas, dan sebuah peningkatan 2

tahap berarti sebuah peningkatan 103 = 1000 kali kekuatan awal.

Skala Richter

Skala Richter atau SR didefinisikan sebagai logaritma (basis 10) dari amplitudo

maksimum, yang diukur dalam satuan mikrometer, dari rekaman gempa oleh instrumen

pengukur gempa (seismometer) Wood-Anderson, pada jarak 100 km dari pusat gempanya.



Sebagai contoh, misalnya kita mempunyai rekaman gempa bumi (seismogram) dari

seismometer yang terpasang sejauh 100 km dari pusat gempanya, amplitudo maksimumnya

sebesar 1 mm, maka kekuatan gempa tersebut adalah log (10 pangkat 3 mikrometer) sama

dengan 3,0 skala Richter. Skala ini diusulkan oleh fisikawan Charles Richter. Untuk

memudahkan orang dalam menentukan skala Richter ini, tanpa melakukan perhitungan

matematis yang rumit, dibuatlah tabel sederhana seperti gambar di samping ini.

Parameter yang harus diketahui adalah amplitudo maksimum yang terekam oleh

seismometer (dalam milimeter) dan beda waktu tempuh antara gelombang-P dan gelombang-

S (dalam detik) atau jarak antara seismometer dengan pusat gempa (dalam kilometer). Dalam

gambar di samping ini dicontohkan sebuah seismogram mempunyai amplitudo maksimum

sebesar 23 milimeter dan selisih antara gelombang P dan gelombang S adalah 24 detik maka

dengan menarik garis dari titik 24 dt di sebelah kiri ke titik 23 mm di sebelah kanan maka

garis tersebut akan memotong skala 5,0. Jadi skala gempa tersebut sebesar 5,0 skala Richter.

Skala Richter pada mulanya hanya dibuat untuk gempa-gempa yang terjadi di daerah

Kalifornia Selatan saja. Namun dalam perkembangannya skala ini banyak diadopsi untuk

gempa-gempa yang terjadi di tempat lainnya.

Skala Richter ini hanya cocok dipakai untuk gempa-gempa dekat dengan magnitudo

gempa di bawah 6,0. Di atas magnitudo itu, perhitungan dengan teknik Richter ini menjadi

tidak representatif lagi. Perlu diingat bahwa perhitungan magnitudo gempa tidak hanya

memakai teknik Richter seperti ini. Kadang-kadang terjadi kesalahpahaman dalam

pemberitaan di media tentang magnitudo gempa ini karena metode yang dipakai kadang tidak

disebutkan dalam pemberitaan di media, sehingga bisa jadi antara instansi yang satu dengan

instansi yang lainnya mengeluarkan besar magnitudo yang tidak sama.

2. Magnitudo dan Energi Seismik

Magnitudo adalah ukuran logaritmik dari ukuran gempa bumi atau ledakan berdasarkan

instrumen pengukuran. Konsep magnitudo pertama kali diusulkan oleh Richter (1935).

Magnitudo yang berasal dari amplitudo pergerakan tanah dan periode atau durasi dari sinyal

yang diukur dari instrumen perekam. Tidak ada batasan besaran skala berdasarkan teori untuk

skala intensitas makroseismik. Saat ini, instrumentasi yang sangat sensitif dekat dengan

sumber dapat merekam peristiwa dengan ukuran lebih kecil dari nol. Menurut definisi asli

Richter, nilai besarnya magnitudo menjadi negatif. Dengan hubungan empiris antara energi

dengan magnitudo energi seismik, ES dipancarkan oleh sumber gempa sebagai gelombang

seismik yang dapat diperkirakan. Hubungan yang umum adalah yang diberikan oleh


Gutenberg dan Richter (1954, 1956) antara ES dan besarnya gelombang permukaan MS dan

besarnya tubuh gelombang mB : log ES = 11,8 + 1,5 Ms dan log ES = 5,8 + 2,4 mB, berturut-

turut (ES ketika diberikan dalam erg; 1 erg = 10-7

Joule). Menurut hubungan yang pertama,

perubahan M dalam dua unit sesuai dengan perubahan ES dengan faktor 1000. Berdasarkan

analisis dari rekaman digital, terdapat juga prosedur langsung untuk memperkirakan ES

(misalnya, Purcaru dan Berckhemer, 1978; Seidl dan Berckhemer, 1982; Boatwright dan

Choy, 1986; Kanamori et al, 1993; . Choy dan Boatwright , 1995) dan untuk mendefinisikan

"besarnya energi" Me (lihat gambar 3). Karena sebagian besar energi seismik terkonsentrasi

di bagian frekuensi yang lebih tinggi di sekitar frekuensi sudut spektrum, Me adalah ukuran

potensi gempa bumi untuk merusak. Sebaliknya, momen seismik berkaitan dengan

perpindahan statik akhir setelah gempa bumi dan akibatnya momen magnitudo, Mw, lebih

erat kaitannya dengan efek dari gempa bumi tektonik.

3. Spektrum Sumber Seismik, Momen Seismik dan Ukuran Daerah Sumber

Ukuran kuantitatif lain untuk mengukur ukuran dan kekuatan dari sumber geser

seismik dalam momen seismik skalar M0 adalah:

dengan μ merupakan kekakuan atau modulus geser medium, D merupakan perpindahan akhir

rata-rata setelah medium pecah, A merupakan luas permukaan medium yang pecah. M0

adalah ukuran dari inelastis ireversibel deformasi di area pecah. Strain elastis dijelaskan

dalam bab (1) sebagai produk DA. Atas dasar asumsi rata-rata tentang μ dan stres penurunan

Δσ (yaitu, dengan Δσ/μ =konstan) Kanamori (1977) menjelaskan hubungan ES = 5 × 10-5

M0

(dalam J). Informasi lain tentang deformasi dalam sumber digambarkan oleh momen seismik

tensor ( IS 3.1 ). Penentuannya berdasarkan standar dalam analisis rutin gempa bumi yang

kuat dengan cara invesi gelombang yang terbentuk pada perekan digital periode yang panjang.

Dalam setengah bidang yang homogen M0 dapat ditentukan dari spektrum gelombang

seismik yang diamati di permukaan bumi dengan menggunakan hubungan:

dengan d merupakan jarak hypocentral antara tempat kejadian dan stasiun seismik, ρ

merupakan densitas rata-rata dari batu dan Vp,s merupakan kecepatan gelombang P atau S

sekitar sumber; merupakan faktor koreksi amplitudo seismik yang diamati berdasarkan

pengaruh pola radiasi dari sumber seismik, terdapat perbedaan untuk gelombang P dan S, u0


merupakan amplitudo frekuensi rendah yang berasal dari spektrum gelombang seismik P atau

S, dikoreksi untuk respon instrumen, perambatan gelombang dan amplifikasi permukaan.

C. Jenis Sumber yang Sering Digunakan dalam Kegiatan Eksplorasi

1. Bahan Peledak

Bahan peledak, seperti dinamit , dapat digunakan sebagai sumber energi seismik kasar

tapi efektif. Umumnya bahan peledak ditempatkan pada kedalaman 6 sampai 76 meter (20

dan 250 kaki) di bawah tanah.

Alat pengeboran yang umum digunakan untuk "Shot Hole Drilling" adalah ARDCO

C-1000 bor dipasang pada kereta ARDCO K 4X4. Pengeboran sering menggunakan air atau

udara untuk membantu pengeboran.

2. Air gun

Air gun digunakan untuk survei refleksi di laut dan refraksi. Air gun terdiri dari satu

atau lebih ruang pneumatik yang bertekanan dengan udara terkompresi pada tekanan 14-21

MPa (2.000 sampai 3.000 psi). Konfigurasi air gun diletakkan di bawah permukaan air, dan

ditarik di belakang kapal. Ketika air gun ditembakkan, solenoid dipicu, yang melepaskan

udara ke dalam ruang api yang pada gilirannya menyebabkan piston bergerak, sehingga

memungkinkan udara untuk melarikan diri dari ruang utama dan menghasilkan sebuah pulsa

energi akustik. Konfigurasi air gun yang dibangun hingga 48 air gun dengan ukuran ruang

yang berbeda, tujuannya adalah untuk menciptakan gelombang kejut awal yang optimal

dengan gema minimum setelah tembakan pertama.

Konfigurasi gun bisa dibuat dalam modus flip-flop, biasanya digunakan 48 senjata per

sumber, yang akan dipilih dan bergantian melepaskan tembakan. Ruang besar (yaitu, lebih

besar dari 1,15 L atau 70 cu in ) cenderung memberikan sinyal frekuensi rendah, dan bilik

kecil (kurang dari 70 inci kubik) memberikan sinyal frekuensi yang lebih tinggi. Air gun

dibuat dari nilai tertinggi dari stainless steel tahan korosi.

3. Plasma Sound Source

Sebuah sumber suara plasma atau Plasma Sound Source

(PSS), disebut spark gap sound source, atau sparker sederhana,

adalah sarana untuk membuat very low frequency sonar pulse di

bawah air .

Gambar 5. Plasma Sound Source

http://en.wikipedia.org/wiki/File:PSS_in_swimmingpool_01.jpg


Untuk setiap penembakan, ia menyimpan muatan listrik di sebuah bank kapasitor

tegangan tinggi, dan kemudian melepaskan semua energi yang tersimpan dalam busur di

elektroda dalam air. Debit percikan bawah laut menghasilkan plasma tekanan tinggi dan

gelembung uap, yang mengembang dan runtuh, membuat suara nyaring. Sebagian besar suara

yang dihasilkan adalah antara 20 dan 200 Hz.

4. Thumper Truck

Dinamit adalah satu-satunya sumber yang

digunakan sampai tahun 1953 hingga teknik weight

dropping Thumper diperkenalkan.

Thumper truck (atau weight-drop) adalah

kendaraan yang dipasang suatu beban yang dapat

digunakan untuk menghasilkan sumber gempa. Sebuah

beban berat yang dibangkitkan oleh hoist di belakang truk

dan jatuh, mungkin sekitar tiga meter. Untuk menambah sinyal, beban dapat ditumbukkan

lebih dari sekali di tempat yang sama, sinyal juga dapat ditingkatkan dengan menumbukkan

beban di beberapa tempat di dekatnya dalam konfigurasi yang dimensinya dapat dipilih untuk

meningkatkan sinyal seismik dengan penyaringan spasial.

Tumbukan mungkin kurang merusak lingkungan daripada menggunakan bahan

peledak pada shot hole. Sebuah keuntungan dari sumber ini, terutama di daerah politik tidak

stabil, adalah bahwa tidak ada bahan peledak yang diperlukan.

5. Electromagnetic Pulse Energy Source (Non-Explosive)

Sumber Electromagnetic Pulse (EMP) berdasarkan prinsip-prinsip elektrodinamik dan

elektromagnetik.

6. Seismic Vibrator

Seismic vibrator menjalarkan sinyal energi ke bumi selama periode waktu yang

bertentangan dengan energi sesaat yang diakibatkan oleh sumber impulsif. Data yang direkam

dengan cara ini harus berkorelasi untuk mengkonversi sumber sinyal menjadi impuls. Sumber

sinyal menggunakan metode ini awalnya dihasilkan oleh servo-controlled hydraulic vibrator

atau shaker unit terpasang pada unit dasar mobile, tetapi versi elektro mekanik juga telah

dikembangkan.

Gambar 6. Thumper Truck

http://en.wikipedia.org/wiki/File:Thumper_trucks,_Noble_Energy.jpg


Teknik eksplorasi "Vibroseis" dikembangkan oleh Continental Oil Company (Conoco)

selama tahun 1950.

7. Boomer Source

Boomer source digunakan untuk survei seismik perairan dangkal, terutama untuk

aplikasi survei rekayasa. Boomer ditarik dalam kereta luncur mengambang di belakang kapal

survei. Sama dengan plasma source, cara ini menyimpan energi dalam kapasitor, tapi dibuang

melalui koil datar spiral bukan menghasilkan percikan api. Sebuah pelat tembaga berdekatan

dengan fleksi kumparan jauh dari kumparan sebagai kapasitor.

Awalnya kapasitor penyimpanan ditempatkan dalam wadah baja (bang box) pada

pembuluh survei. Tegangan tinggi yang digunakan, biasanya 3.000 V, diperlukan kabel berat

dan kontainer keselamatan yang kuat. Baru-baru ini, boomer tegangan rendah telah

dikembangkan. Ini menggunakan kapasitor pada kereta luncur yang ditarik, yang

memungkinkan pemulihan hemat energi, pasokan listrik tegangan rendah dan kabel ringan.

Sistem tegangan rendah umumnya lebih mudah untuk mobilisasi dan memiliki lebih sedikit

masalah keamanan.


BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari hasil pembahasan pada makalah ini dapat disimpulkan bahwa sumber seismik

dapat digolongkan menjadi dua bagian utama, yaitu seismik yang bersumber dari alam,

seperti gempa tektonik, gempa vulkanik tremor, runtuhan, dan badai mikroseismik, serta

seismik yang bersumber dari hasil buatan manusia, seperti ledakan, getaran, reservoir induced

earthquake, cultural noise, dan lain sebagainya.


DAFTAR PUSTAKA

Bormann, Peter, dkk. -. Chapter 3: Seismic Sources and Source Parameters. Diakses tanggal

26 September 2013.

http://en.wikipedia.org/wiki/Seismic_source: diakses tanggal 11 Oktober 2013.

http://www.wayankatel.com/2012/08/penjelasan-macam-macam-skala-gempa-bumi.html.

diakses tanggal 12 Oktober 2013.

http://en.wikipedia.org/wiki/Seismic_source



Daftar Pertanyaan

1. Shelly: magnitude lokal dan momen. Pada Momen mengapa dikurangi 10,73?

Jawab: Kanamori (1997) dan Lay. T and Wallace. T. C, (1995) memperkenalkan

Magnitude momen (moment magnitude) yaitu suatu tipe magnitude yang berkaitan

dengan momen seismik namun tidak bergantung dari besarnya magnitude permukaan :

Mw = ( log Mo / 1.5 ) – 10.73

Dengan:

Mw = magnitude momen,

Mo = momen seismik

Untuk nilai 10.73 merupakan suatu tetapan yang digunakan untuk menghitung Mw yang

diperoleh dari momen tensor, karena pada kasus lain, nilai tetapan yang digunakan juga

akan berbeda, misalnya untuk kasus pada jurnal “Studi Penentuan Moment Magnitude

(Mwp) Menggunakan Sinyal Gelombang P Broadband” yang ditulis oleh Mega

Perdanawanti dari Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian Program Studi Meteorologi

ITB, yang menggunakan persamaan

untuk menghitung moment magnitude.

2. Bella: Perbedaan prinsip antara sumber aktif dan pasif?

Jawab: sumber seismik aktif seringnya menggunakan palu atau ledakan sebagai

sumbernya. Prinsipnya adalah dengan memberikan gangguan kepada medium (bumi)

berupa hantaman palu atau ledakan, dimana gelombang mekanik yang dihasilkan akan

diteruskan ke dalam bumi dan dipantulkan kembali ke permukaan untuk kemudian

direkam oleh geophone sebagai sinyal-sinyal listrik yang akan diubah dalam bentuk

gelombang pada display/komputer. Sedangkan untuk seismik pasif memang masih relatif

baru dikembangkan, salah satu yang paling terkenal adalah metode mikroseismik, yang

saat ini sedang banyak digunakan untuk bidang oil and gas di daerah Amerika Utara,

sedangkan di Indonesia sendiri banyak digunakan untuk monitoring reservoir geothermal.

Prinsip utama dari metode pasif ini adalah merekam gelombang frekuensi rendah yang

banyak dihasilkan dari peristiwa kompaksi yang diakibatkan adanya overburden. Secara

tidak langsung, metode mikroseismik juga dapat mendeteksi terjadinya peristiwa

overburden yang penting diperhatikan dalam eksplorasi geofisika. Untuk dapat mengukur

http://en.wikipedia.org/wiki/Moment_magnitude_scale


gelombang tersebut juga dilakukan dengan menanam geophone pada kedalaman dan

konfigurasi tertentu.

3. Andi: Proses dan hubungan kompresi dan dilatasi? Hub magnitudo dan amplitudo?

Jawab:

Proses kompresi dan dilatasi -> Pada teori Bingkas Elastik yang dijelaskan oleh Reid

1910 (Waluyo, 2000), menyatakan bahwa gempabumi disebabkan oleh adanya proses

sesar. Berdasarkan teori Bingkas Elastik ini, gerakan mendadak pada proses penyesaran

akan menghasilkan gerakan kompresi (menekan) dan gerakan dilatasi (menarik) pada

gerakan pertama gelombang P yang berasal dari sumber gempa bumi. Gerakan kompresi

dan dilatasi ini akan mendistribusikan di suatu permukaan yang melingkupi sumber

gempa dalam 4 kuadran.

Hubungan kompresi dan dilatasi -> Metode Gerak Partikel (particle motion) dipakai

untuk menentukan hiposenter (episenter dan kedalamannya) dengan menggunakan satu

stasiun yang memiliki 3 komponen. Dalam penentuan ini arah awal impuls ketiga

komponen (kompresi atau dilatasi) harus jelas. Jadi, antara kompresi dan dilatasi memiliki

hubungan dalam kaitannya dengan penentuan hiposenter. Hubungan lain dari kompresi

dan dilatasi juga dapat dijelaskan melalui teori Bingkas Elastik dimana kompresi dan

dilatasi merupakan hasil dari gerakan mendadak pada proses penyesaran.

Hubungan magnitude dan amplitude -> magnitude gempa adalah parameter gempa

yang berhubungan dengan besarnya kekuatan gempa disumbernya. Jadi, pengukuran

magnitude yang dilakukan di tempat yang berbeda, harus menghasilkan harga yang sama

walaupun gempa yang dirasakan di tempat-tempat tersebut tentu berbeda. Richter pada

tahun 1930-an memperkenalkan konsep magnitude untuk ukuran kekuatan gempa di

sumbernya. Satuan yang dipakai adalah skala Richter, yang bersifat logaritmik. Pada

umumnya magnitude diukur berdasarkan amplitude dan periode fase gelombang tertentu,

dimana persamaan yang digunakan adalah

Dimana

M : magnitude

a : amplitude gerakan tanah

T : periode gelombang

: jarak pusat gempa atau episenter

h : kedalaman gempa


CS : koreksi stasiun oleh struktur lokal

CR : koreksi regional yang berbeda untuk setiap daerah gempa

4. Vanisa: proses makro dan mikro? berapa besar pengaruhnya?

5. Galih: Kapan kita memilih jenis source2 tsb?

Jawab: secara umum, sumber seismic untuk kegiatan eksplorasi dapat dibedakan menjadi

dua, yaitu sumber impulsif dan vibrator. Sumber impulsif adalah sumber energi seismik

dengan transfer energinya terjadi secara sangat cepat dan suara yang dihasilkan sangat

kuat, singkat dan tajam. Sumber energi impulsif untuk akuisisi data seismik yang

digunakan untuk akusisi data seismik di laut adalah air gun. Sumber energi vibrator

merupakan sumber energi dengan durasi beberapa detik. Panjang sinyal input dapat

bervariasi. Gelombang outputnya berupa gelombang sinusoidal.

Untuk penentuan sumber yang akan digunakan sangat terkait dengan kondisi geologi,

cost, kebutuhan, portability, dan lain sebagainya yang dapat membuat proses akuisisi

menjadi lebih efektif dan efisien.

6. Ardi: grafik gempa yg memiliki batas. Batas tsb batas apa? Untuk sumber buatan seperti

nuklir, bagaimana proses dilatasi nya?

Jawab: pada grafik earthquake terdapat garis “batas” dimana Vcr = . Dimana Vcr

adalah kecepatan penjalaran retak.

Pada sumber buatan seperti ledakan nuklir hanya mengandung komponen kompresi

(warna merah, polaritas positif) saja.

7. Ali: apakah sumber seismik dapat menimbulkan sumber lain di tempat yang lain?

Jawab: salah satu sumber seismik yang merupakan buatan manusia adalah ledakan.

Sumber seismik lain yang berasal dari alam adalah runtuhan gua atau batu. Jika disuatu

lokasi tertentu dilakukan peledakan dinamit dalam rangka survei seismic, maka daerah di

sekitar lokasi tersebut akan mengalami getaran yang kekuatannya tergantung pada jumlah

dinamit yang digunakan. Misalkan getaran akibat ledakan dinamit tadi menjalar hingga ke

suatu tempat yang rapuh dan mengakibatkan terjadinya runtuhan suatu bongkahan besar,

maka akan terbentuk sumber seismic baru dari sumber yang lain. Jadi, jawaban atas

pertanyaan ini adalah „ya‟.


8. Rizqi: bagaimana BMKG mendapat data tanpa adanya kuisioner?

Jawab: skala kekuatan gempa yang dirilis oleh BMKG adalah skala dalam satuan Richter

yang menunjukkan ukuran kekuatan gempa di sumbernya yang bersifat logaritmik.

Sedangkan cara pengumpulan data mikroseismik dengan kuisioner bertujuan untuk

mengetahui intensitas mikroseismik yang merupakan parameter dari sumber seismic.

Dimana intensitas sendiri menggambarkan kekuatan getaran dalam hal persepsi manusia,

seperti kerusakan struktur bangunan dan lainnya, serta perubahan di lingkungan

sekitarnya.

Skala Intensitas yang digunakan di Indonesia adalah skala MMI. Skala Intensitas MMI

berbeda dari Skala Magnitude Richter. Pada skala MMI efek-efek dari sebuah gempa bisa

sangat bervariasi intensitasnya dari suatu tempat ke tempat lain, sehingga ada banyak nilai

intensitas (contoh: IV, VII) yang diukur dari sebuah gempa. Padahal gempa-gempa

tesebut memiliki satu nilai magnitude, walau berbagai metoda untuk memperkirakan

magnitudenya menghasilkan sedikit nilai yang berbeda (mis: 6.1, 6.3). (bandingkan

dengan jawaban no.3 bagian „hubungan magnitude dan amplitude‟)

9. Anggun: dilatasi itu apa?

Jawab: dilatasi adalah proses peregangan partikel suatu medium. Gelombang P merambat

seperti gelombang longitudinal atau gelombang pegas sehingga akan terjadi kompresi

(pemampatan) dan dilatasi (perenggangan) partikel medium yang dilewatinya.

10. Fakhrus: apakah skala tersebut merupakan pembaruan atau tidak ? Bagaimana memilih

skala yang tepat?

Jawab: untuk skala MCS, MMI dan MM56 merupakan satuan hasil pembaruan mulai

dari skala MCS (1923), kemudian diperbarui dengan skala MMI (1931), dan kemudian

skala MM56 (1956).

Untuk memilih skala yang tepat biasanya digunakan skala Richter karena dianggap lebih

baik dibandingkan dengan skala Mercalli (MMI) yang bersifat objektif.

11. Emanuel: sumber manmade diciptakan untuk apa?

Jawab: Sumber man made kebanyakan digunakan untuk kegiatan eksplorasi atau

penelitian. Misalnya untuk eksplorasi minyak dan gas bumi atau untuk keperluan

http://strukturawam.wordpress.com/2009/10/29/magnitude-richter/


penelitian seperti saat ini telah diketahui bahwa inti bumi merupakan fluida karena tidak

dapat dilalui oleh gelombang S.

12. Pak Sukir: Sumber seismik untuk eksplorasi? Bagaimana hubungan kompresi dan dilatasi

dengan momen tensor?

Jawab: beberapa sumber seismic untuk kegiatan eksplorasi dapat dilihat pada halaman 9-

11.

Gerakan tiba-tiba pada patahan menimbulkan gerak awal gelombang yang bersifat

kompresi dan dilatasi (Waluyo, 1992). Gerak kompresi dan dilatassi ini akan terdistribusi

di sekitar sumber gempabumi dalam empat kuadran. Dua bidang yang saling tegak lurus

memisahkan daerah kompresi dan dilatasi disebut sebagai bidang nodal. Salah satu dari

bidang nodal ini adalah bidang patahan (fault plane) dan yang lain adalah bidang bantu

(auxiliary plane). Dalam ilmu geofisika, gambaran mengenai mekanisme gempabumi dan

jenis patahan adalah sangat penting untuk dipelajari. Berbagai cara pendekatan telah

banyak dilakukan oleh para ahli kebumian untuk mempelajari mekanisme dan jenis

patahan penyebab terjadinya gempabumi. Pendekatan yang sering dilakukan para ahli

kebumian adalah dengan menggunakan fase gelombang P, fase gelombang S, Momen

Tensor dan Centroid Momen Tensor (Sianturi, 1997). Gempabumi disebabkan adanya

gerakan suatu sesar dengan karakter gerak tertentu. Model gerak sesar dan karakter sesar

penyebab gempabumi dapat diketahui berdasarkan momen tensor gempabumi. Momen

tensor ini digunakan untuk menggambarkan arah gaya penyebab gempabumi. Konsep

momen tensor dapat member deskripsi yang lengkap tentang gaya dari sumber titik

seismic.

Resume Sumber Seismik

Documents

Transcript of Resume Sumber Seismik