Laporan ASSD

Acara Mikroseismik

I. Dasar Teori

Mikroseismik merupakan metode geofisika yang banyak berperan

dalam berbagai bidang seperti eksplorasi minyak bumi dan gas bumi,

eksplorasi panas bumi, studi kegunungapian, pembelajaran struktur

dalam bumi, serta kegempaan. Alat mikroseismik harus dapat

mengidentifikasi peluruhan getaran yang terdapat dalam medium,

bersama dengan broadband seismometer mengukur secara real time

pergerakan tanah kemudian dapat di rekam sebagai fungsi waktu.

1. Gelombang Seismik

Mikroseismik merupakan aktivitas gelombang seismik yang

berukuran kecil, sama seperti dalam proses gempa bumi

hanya saja belum tentu dirasakan oleh manusia. Gelombang

seismik adalah gelombang elastik yang menjalar kesegala

arah melalui material yang ada didalam bumi. Gelombang

ini dapat dibagi menjadi 2 tipe utama, yaitu (Bath, 1979):

a. Gelombang badan (Body wave), yang terdiri dari

gelombang longitudinal (Gelombang P) dan gelombang

transversal (gelombang S). Gelombang P juga disebut

gelombang kompresi yang mempunyai gerak partikel

sejajar dengan arah penjalaran gelombang. Gelombang P ini

dapat menjalar melalui medium padat, cair, dan gas.

Gelombang S mempunyai gerak partikel tegak lurus dengan

arah penjalaran gelombang. Berbda dengan gelombang P,

gelombang S hanya dapat menjalar melalui medium padat

saja. Dan mempunyai kecepatan yang lebih lambat

dibanding gelombang P. kedua jenis gelombang inilah yang

berperanan penting dalam eksplorasi miyak dan gas bumi.

b. Gelombang permukaan (Surface Wave), yang terdiri dari

gelombang Rayleigh, Stoneley, dan Gelombang Kanal.

Gelombang Primer (P)

Gelombang primer merupakan gelombang pusat yang memiliki kecepatan

paling tinggi dari pada gelombang S. Gelombang ini merupakan gelombang

longitudinal partikel yang berambat bolak balik dengan arah rambatnya.

Gelombang ini terjadi karena adanya tekanan. Karena memiliki kecepatan tinggi

gelombang ini memiliki waktu tiba terlebih dahullu dari pada gelombang S.

Kecepatan gelombang P (Vp) adalah +5 – 7 km/s di kerak bumi, > 8 km/s di

dalam mantel dan inti bumi, +1,5 km/s di dalam air, dan + 0,3 km/s di udara. Di

udara gelombang P merupakan gelombang bunyi. Adapun persamaan dari

kecepatan gelombang primer adalah sebagai berikut.

Ilustrasi gelombang P dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

Gambar 1. Ilustrasi Gerak Gelombang Primer (P) (Sumber : expandxi.web.id,2015)

Arah panah pada gambar di atas menggambarkan arah propagasi

gelombang.

Gelombang Sekunder (S)

Gelombang Sekunder adalah salah satu gelombang pusat yang memiliki

gerak partikel tegak lurus terhadap arah rambatnya. Gelombang ini tidak dapat

merambat pada fluida sehingga pada inti bumi bagian luar tidak dapat terdeteksi

sedangkan pada inti bumi bagian dalam mampu dilewati. Kecepatan gelombang

S (Vs) adalah + 3 – 4 km/s di kerak bumi, >4,5 km/s di dalam mantel bumi, dan

2,5 – 3,0 km/s di dalam inti bumi. Berikut merupakan persamaan kecepatan

rambat gelombang sekunder.



Ilustrasi gelombang S dapat dilihat pada gambar di bawah ini

Gambar 3.2. Ilustrasi Gerak Gelombang Sekunder (S) (Sumber: expandxi.web.id,2015)

Gelombang Love

Gelombang ini merupakan gelombang permukaan. Arah rambat

partikelnya bergetar melintang terhadap arah penjalarannya. Gelombang Love

merupakan gelombang transversal, kecepatan gelombang ini di permukaan bumi

(VL) adalah + 2,0 – 4,4 km/s.





Gelombang Love terbentuk karena adanya penjalaran gelombang SH yang

sampai pada permukaan bebas. Gelombang ini terjadi karena pada awalnya

gelombang SH yang tiba datang dalam permukaan membentuk sudut kritis

sehingga energi terperangkap pada lapisan tersebut.

Gelombang Rayleigh (Ground Roll)

Gelombang Rayleigh merupakan jenis gelombang permukaan yang lain,

memiliki kecepatan (VR) adalah + 2,0 – 4,2 km/s di dalam bumi. Arah rambatnya

bergerak tegak lurus terhadapa arah rambat dan searah bidang datar.

Gelombang Rayleigh dapat diekspresikan dalam bentuk persamaan berikut :

 Terbentuknya gelombang Rayleigh akibat adanya interaksi antara

gelombang SV dan P pada permukaan bebas yang kemudian merambat secara

paralel terhadap permukaan. Karena pergerakan partikelnya yang vertikal, maka

gelombang Rayleigh hanya dapat ditemukan pada komponen vertikal

seismogram.

Gelombang Rayleigh merupakan gelombang yang dispersif dimana periode

yang lebih panjang akan mencapai material yang lebih dalam dan sampai

sebelum periode pendek. Hal ini yang menjadikan gelombang Rayleigh

merupakan gelombang yang sesuai untuk mengekpresikan struktur keras suatu

area. Namun sifat dispersif ini berlaku terhadap medium berlapis secara vertikal.

Jika pada medium homogen tak berhingga, sifat dispersif tidak berlaku.

II. Tujuan

Mengetahui cara kerja dan mengolah data Mikroseismik

Mengetahui output dari Mikroseismik

III. Alat dan Bahan

Seismometer

GPS

Aki

Kabel

Laptop

Kompas

Alat tulis

Log book

Cangkul

IV. Langkah Kerja

1. Alat dan Bahan disiapkan terlebih dahulu

2. Lubang dibuat pada permukaan tanah sedalam ±30 cm, tatakan

(paving block) diletakkan ke dalam lubang. Pastikan kontak paving

dan tanah telah baik.

3. Sensor dihadapkan ke arah utara

4. Kemudian dilakukan Levelling untuk memposisikan alat pada

tempat yang datar yang ditandai dengan bullseye berada di tengah

5. Hubungkan kabel pada port nya masing-masing. Port GPS pada

GPS, port Data pada aki, dan port NET pada Laptop

6. Sebelumnya kita buat folder baru untuk menyimpan data yang

terekam pada seismometer

7. Kemudian buka software “Scream!” dan lakukan pencocokkan

antara software dan sensornya sudah pas atau belum

8. Data diamati dan kemudian dilakukan processing

9. Jika pengukuran sudah selesai, data yang tersimpan di check. Jika

hasil size nya kecil, kemungkinan data yang terekam putus.

Kemudian gelombang dilihat pada ‘View’ dan di block pada

gelombang yang tidak terputus kemudian disimpan

V. Skema Pengukuran

SeismometerGPS

VI. Pembahasan

Pada praktikum kali ini, kami mengukur mikroseismik

menggunakan seismometer di belakang Rumah Pak Budi. Perekaman

dilakukan mulai pukul 10.00 WIB. Perekaman data langsung di lihat lewat

laptop (port NET) dengan software yang digunakan adalah Scream!.

Pada pengambilan data mikroseismik, seismometer harus di

tempatkan pada tempat yang datar dan mengarah ke utara. Hal ini

bertujuan untuk mendapatkan data yang benar, karena pada pengambilan

data ini merekam 3 komponen yaitu komponen yang mengarah Utara

Selatan, Barat Timur dan vertikal. Sehingga leveling dan penempatan

seismometer ke utara harus tepat.

Saat pengukuran, seismometer harus terlindungi dari panas

matahari agar seismometer tidak panas, sehingga seismometer harus

tertutup. Namun untuk GPS harus berada di tempat terbuka, sehingga

malah dicari di tempat yang panas, agar satelit dapat ditangkap oleh GPS.

Selama pengukuran terdapat seorang yang bertugas menulis

kejadian-kejadian yang mengganggu getaran (noise) di sekitar

pengukuran. Hal ini beguna pada saat mengolah data. Selain itu, pada saat

mengamati gelombang yang ada harus membuka referensi data

kegempaan terkini bisa dari USGS (internasional) atau BMKG (nasional).

Aki

Hasil yang diperoleh dapat langsung disimpan pada folder yang

dibuat sebelum perekaman, sehingga data dapat diolah untuk

diinterpretasi.

VII. Kesimpulan

a. Pengambilan data mikroseismik menggunakan alat Seismometer,

Aki, GPS, Laptop, dan kabel

b. Mikroseismik merekam Seismik Pasif

c. Seismometer yang dilengkapi data logger merekam getaran yang

mengarah ke Utara Selatan, Barat Timur, dan vertikal.

d. Pengukuran mikroseismik menggunakan software Scream!

e. Hasil output dari data mikroseismik adalah Spektrum seismogram

3.1 Ketentuan Dalam Pengolahan HVSR menggunakan GEOPSY

Ada dua langkah pemilahan data dalam pengolahan HVSR menggunakan

program GEOPSY diantaranya adalah manual dan auto. Maksud dari pengolahan

manual disini adalah pemilahan data yang hendak diolah dilakukan secara

manual berdasarkan pengamatan langsung terhadap data pengukuran.

Sedangkan pengolahan auto adalah pemilahan data dilakukan oleh komputer

dengan memasukkan ketentuan-ketentuan atau parameter-parameter

pemilahan (STA, LTA, STA/LTA)

3.1.1 Manual

Dalam pengolahan secara manual, hal yang perlu diperhatikan adalah dalam

penentuan panjang jendela (length window). Dalam menentukan nilai length

window (lw) dapat melihat tabel berikut:

Dimana nc = Iw . nw . f0 untuk Iw (length) dan nw (number of windows)

Pada dasarnya penentuan length window dapat ditentukan dengan melihat

hubungannya dengan frekuensi seperti pada persamaan berikut

Dari persamaan di atas menjelaskan bahwa dalam penentuan length window

bergantung pada kebutuhan target frekuensi terendah yang ingin dicapai. Jika

menggunakan length window 10 maka batas frekuensi terendah yang dapat

dipercaya adalah 1 Hz. Hal ini tentunya juga melihat pada spesifikasi sensor yang

digunakan. Jika sensor memiliki nilai frekuensi natural sebesar 1 Hz

menandakan pula bahwa batas frekuensi terendah yang dapat dipercaya adalah

1 Hz. Untuk itu gunakan length window dengan frekuensi minimum yang

didapatkan adalah 1 Hz.

3.1.2 Auto

Berdasarkan pada Sesame: Guidelines For The Implementation of The H/V Spectral

Ratio Technique on Ambient Vibration, untuk pengolahan secara otomatis hal

yang perlu diperhatikan adalah

-  STA (Short Term Average) : Rata-rata nilai amplitudo dalam rentang

waktu yang sempit (umumnya 0.5 – 2 s)

-  LTA (Long Term Average) : Rata-rata nilai amplitudo dalam rentang

waktu yang lama (umumnya beberapa puluh detik)

-  rentang nilai STA/LTA : batas minimum dan maksimum dari nilai ini

digunakan komputer sebagai parameter pemilahan sinyal ambient dalam

data rekaman (umumnya 1.5 – 2). 3.2 Langkah Pengolahan

3.2.1 Mengubah Data Rekaman Ke Dalam Bentuk ASCII

1. Data akuisisi dibuka di software WINDAQ.

2. Pada software WINDAQ, klik ‘save as’ lalu pilih ekstensi spreadsheet (.csv).

3. Data dalam bentuk .csv dibuka di Microsoft Excel, setelah itu dipindahkan

kedalam Notepad untuk disave dalam bentuk .txt. 3 kolom tersebut merupakan

data komponen Z, N, dan E secara berurutan dari kiri ke kanan. 1 data .txt hanya

untuk menyimpan 1 kolom komponen tersebut, sehingga nantinya kaan

dihasilkan 3 data .txt.

4.2.2 Pengolahan HVSR Menggunakan Geopsy

1. Data .txt tersebut diimport ke software Geopsy dengan cara membuka

software Geopsy, lalu pada toolbar File, klik Import dan pilih data-

datanya.

2. Nama komponen dan frekuensi sampling tiap data diubah dengan cara

mengklik toolbar edit lalu meng- uncheck pilihan ‘Lock table edition’,

kemudian klik icon ‘Table’. Setelah itu data pada window Files di-drag ke

dalam Table. Nama komponen disesuaikan dengan nama data akuisisi.

Frekuensi sampling diisi 100 Hz semua.

3. Semua data pada Table di-drag dan dipindahkan ke icon ‘Graphic’.

4. Data seismogram dibawa ke baseline dengan cara mengklik toolbar Waveform

>> Subtract.

5. Spectral analysis H/V dilakukan dengan cara klik toolbar Tools >> H/V.

6. Pada H/V analysis time menu – General, diatur window length dan time

windows data.

7. Pada H/V analysis time menu – Raw Signal, diatur pilih ‘anti-triggering on raw

signal’.

8. Pada H/V analysis time menu – Filter, diatur parameter filter dan diatur

parameter STA/LTA.

9. Pada H/V processing menu, diatur parameter smoothing dan metode

processing komponen horizontal.

10. Pada H/V analysis ouput menu, diatur output dari frekuensi sampling.

11. Klik ‘Start’ untuk menghasilkan H/V spectral output.

12. Dari hasil pengolahan HVSR di atas, tentukan peak pada gravik H/V

kemudian dicatat nilai f0 dan A0 nya.

3.3 Ketentuan Hasil Pengolahan