karya ilmiah - USU Institutional Repository - Universitas Sumatera ...

SEISMIK REFRAKSI (DASAR TEORI & AKUISISI DATA) SUSILAWATI Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Jurusan Fisika Universitas Sumatera Utara PENDAHULUAN Metode seismik merupakan salah satu metode yang sangat penting dan banyak dipakai di dalam teknik geofisika. Hal ini disebabkan metode seismik mempunyai ketepatan serta resolusi yang tinggi di dalam memodelkan struktur geologi di bawah permukaan bumi. Dalam menentukan struktur geologi, metode seismik dikategorikan ke dalam dua bagian yang besar yaitu seismik bias dangkal (head wave or refrected seismic) dan seismik refleksi (reflected seismic). Seismik refraksi efektif digunakan untuk penentuan struktur geologi yang dangkal sedang seismik refleksi untuk struktur geologi yang dalam (tidak dibahas dalam makalah ini). Dasar teknik seismik dapat digambarkan sebagai berikut. Suatu sumber gelombang dibangkitkan di permukaan bumi. Karena material bumi bersifat elastik maka gelombang seismik yang terjadi akan dijalarkan ke dalam bumi dalam berbagai arah. Pada bidang batas antar lapisan, gelombang ini sebagian dipantulkan dan sebagian lain dibiaskan untuk diteruskan ke permukaan bumi. Dipermukaan bumi gelombang tersebut diterima oleh serangkaian detektor (geophone) yang umumnya disusun membentuk garis lurus dengan sumber ledakan (profil line), kemudian dicatat/direkam oleh suatu alat seismogram. Dengan mengetahui waktu tempuh gelombang dan jarak antar geophone dan sumber ledakan, struktur lapisan geologi di bawah permukaan bumi dapat diperkirakan berdasarkan besar kecepatannya. TUJUAN Survey geofisika dengan metode seismik refraksi adalah bertujuan untuk : 1. Mendeteksi struktur geologi di bawah permukaan dangkal, misalnya patahan. 2. Menentukan kedalaman di bawah sumber pada medium dua lapis atau lebih yang horizontal maupun miring. 3. Menentukan jenis batuan berdasarkan kecepatan gelombang yang merambat dalam batuan tersebut. DASAR TEORI 1 Pemantulan dan Pembiasan Gelombang Hal-hal yang menjadi dasar pada pemantulan dan pembiasan gelombang adalah : • Asas Fermat Gelombang menjalar dari satu titik ke titik lain melalui jalan tersingkat waktu penjalarannya. • Perinsip Huygens “Titik-titik yang dilewati gelombang akan menjadi sumber gelombang baru”. Front gelombang yang menjalar menjauhi sumber adalah superposisi front gelombang-front gelombang yang dihasilkan oleh sumber gelombang baru tersebut.

©2004 Digitized by USU digital library

1

• •

Sudut Kritis Sudut datang yang menghasilkan gelombang bias sejajar bidang batas (r = 90o). Hukum Snellius “Gelombang akan dipantulkan atau dibiaskan pada bidang batas antara dua medium”, menurut persamaan :

sin i V1 = sin r V2

(1)

di mana: i = Sudut datang r = Sudut bias V1 = Kecepatan gelombang pada medium 1 V2 = Kecepatan gelombang pada medium 2 2

Asumsi Dasar Berbagai anggapan yang dipakai untuk medium bawah permukaan bumi antara lain : a) Medium bumi dianggap berlapis-lapis dan tiap lapisan menjalarkan gelombang seismik dengan kecepatan yang berbeda. b) Makin bertambahnya kedalaman batuan lapisan bumi makin kompak. Sedangkan anggapan yang dipakai untuk penjalaran gelombang seismik adalah : a) Panjang gelombang seismik