Teori Seismik (ElastisitasMedium)Jika sebuah medium/benda padat
berada dalam keadaaan setimbang dipengaruhi gaya-gaya yang berusaha
menarik, menggeser, atau menekannya maka bentuk benda tersebut akan
berubah (terdeformasi). Jika benda kembali ke bentuknya semula bila
gaya-gaya dihilangkan maka benda dikatakan elastik. Hubungan antara
gaya dan deformasinya dapat dijelaskan dengan menggunakan konsep
tegangan (stress), regangan (strain), hukum Hooke dan konstanta
elastiknya.
a. TeganganTegangan (stress) didefenisikan sebagai gaya
persatuan luas. Apabila gaya yang bekerja tegak lurus terhadap
permukaan, maka stress yang demikian dikatakan tegangan normal
(normal stress). Sedangkan gaya yang bekerja sejajar dengan
permukaan dikatakan sebagai tegangan geser (shearing stress). Untuk
gaya yang bekerja dalam arah yang tidak sejajar dan tidak tegak
lurus pada permukaan, tegangannya dapat diuraikan ke dalam komponen
normal dan komponen geser.Jika kita meninjau sebuah elemen kecil
volume dimana tegangannya berada pada dua permukaan yang tegak
lurus terhadap sumbu x, maka komponen-komponen tegangannya
ditunjukkan seperti pada gambar A.Tegangan normal ditunjukkan oleh
xx, sedangkan tegangan geser ditunjukkan oleh yx dan zx. Jika benda
berada dalam kesetimbangan statis, gaya-gaya yang bekerja padanya
harus setimbang. Ini berarti bahwa ketiga tegangan yakni: xx, yx
dan zx bekerja pada bidang OABC haruslah sama dan berlawanan dengan
hubungan tegangan yang ditunjukkan pada bidang DEFG.
b. ReganganGaya-gaya yang dikerjakan pada suatu benda berusaha
meregangkan benda tersebut. Perubahan fraksional suatu benda
elastik baik bentuk maupun dimensinya dinamakan dengan regangan
(strain). Analisis kuantitatif dua dimensi (2D) regangan dapat
diilustrasikan seperti pada gambar B.Pada gambar tersebut kita
dapat melihat perubahan posisi koordinat PQRS menjadi PQRS. Pada
saat titik P berubah menjadi P, PP mempunyai komponen u dan v. Kita
misalkan u= u(x,y) dan v= v(x,y), maka:
Dalam bentuk tiga dimensi, komponen perpindahan titik P (x, y
dan z) ditulis dengan (u, v dan w), sehingga Regangan normal
adalah: (a.1), Regangan geser adalah: (a.2), sedangkan komponen
regangan pada benda yang mengalami perpindahan secara rotasional
adalah: (a.3).Perubahan dimensi yang disebabkan oleh strain normal
akan mengakibatkan perubahan volume. Perubahan volume per satuan
volume disebut dilatasi (dilatation) dan diberi simbol , dengan:
(a.4)
c. Hukum HookeHukum Hooke merumuskan hubungan antara tegangan
dan regangan. Hooke mengemukakan bahwa jika tegangan bekerja pada
sebuah benda dan menimbulkan regangan cukup kecil, maka terdapat
hubungan secara linier antara tegangan dan regangan. Tanpa
memperhitungkan komponen arah atas kedua variabel tersebut, pada
medium yang bersifat homogen isotropik Dalam seismologi, medium
elastik yang bersifat homogen isotropik didefinisikan sebagai sifat
medium dimana tidak terdapat variasi densitas didalam medium
sehingga gelombang menjalar dengan kecepatan yang sama dalam
medium, Hooke mendefinisikan: (a.5) & (a.6) dan disebut
konstanta Lame, dengan menyatakan hambatan regangan geser. Pada
harga tegangan tetap () regangan akan menjadi besar bila modulus
gesernya kecil, begitu juga sebaliknya.d. Konstanta
elastikKonstanta elastik adalah tinjauan hubungan antara
tegangan-regangan dan perubahan bentuk benda yang ditimbulkannya.
Untuk medium yang homogen isotropik konstanta elastik meliputi
modulus Young, modulus Bulk, modulus Rigiditas dan rasio
Poisson.Modulus Young (Y)Didefinisikan sebagai besarnya regangan
yang ditunjukkan oleh perubahan panjang suatu benda. Semua komponen
regangan yang tidak searah sumbu panjang adalah nol. Hal ini
disebabkan tegangan hanya terjadi pada arah sumbu panjang tersebut,
pada arah yang lain tegangannya nol. Perumusannya adalah:
(a.7)Modulus Bulk ()Menyatakan regangan yang dialami oleh suatu
benda yang ditunjukkan oleh perubahan volume benda tersebut.
Tegangan pada modulus ini didefinisikan sebagai tekanan
hidrostatik. Jadi modulus Bulk adalah hubungan antara tegangan dan
regangan pada benda yang mengalami tekanan hidrostatik. Bila
tekanan hidrostatik Ph= F/A dan regangan volume = V/V, maka modulus
Bulk adalah: (a.8)Modulus Rigiditas ()Tekanan terhadap suatu benda
dapat menimbulkan regangan berupa pergeseran pada salah satu
permukaan bidangnya. Tekanan yang bekerja pada benda ini disebut
tekanan geser dan regangannya disebut regangan geser. Perubahan
bentuk akibat pergeseran ini tidak disertai perubahan volumenya.
Hubungan antara tegangan dan regangan yang menimbulkan pergeseran
sederhana ini disebut modulus Rigiditas. Perumusan matematisnya
adalah: (a.9)Rasio Poisson ()Rasio Poisson atau poissons ratio
adalah ukuran besarnya regangan pada suatu benda berupa kontraksi
dalam arah transversal dan peregangan dalam arah longitudinal
akibat terkena tekanan. Apabila pernyataan tersebut diterapkan pada
silinder dimana arah transversalnya dinyatakan dengan diameter
silinder (D) dan arah longitudinal dengan panjang silinder (L),
maka rasio Poisson adalah: (a.10)Hubungan antara konstanta elastik
pada medium homogen isotropik saling terkait membentuk perumusan
sebagaiberikut, yaitu: (a.11). Nilai empiris konstanta-konstanta
elastik dalam medium elastik (Muslim, Z., 1996) disajikan pada
tabel berikut.
Seismogram atau rekaman gerakan tanah, atau grafik aktivitas
gempa bumi sebagai fungsi waktu yang dihasilkan oleh seismometer.
Rekaman ini dapat dipergunakan salah satunya untuk menentukan
magnitudo gempa tersebut. Selain itu dari beberapa seismogram yang
direkam di tempat lain, kita dapat menentukan pusat gempa atau
posisi dimana gempa tersebut terjadi.Diperoleh dari
"http://id.wikipedia.org/wiki/Seismogram"
Keunggulan & Kelemahan Metoda Seismik!!>> Perbandingan
Metode Seismik Dengan Metode Geofisika LainnyaMetode Seismik
KeunggulanKelemahan
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
permukaanPerolehan 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
hidrokarbonDeteksi langsung terhadap kontaminan, misalnya
pembuangan limbah, tidak dapat dilakukan.
>> Perbandingan Seismik Refraksi Seismik RefleksiMetode
Seismik Refraksi (Bias) Metode Seismik Refleksi (Pantul)
KeunggulanKelemahan
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.
KelemahanKeunggulan
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