dan kehilangan itu disebabkan karena friksi dari partikel yang saling bergesekan. Di dalam mekanisme friksi, kehilangan itu sebanding dengan pergerakan partikel
dan bukan tergantung pada kekentalan velocity partikel. Banyak literatur mengemukakan atenuasi
α dalam dB per unit jarak dengan frekuensi
f
dalam kilohertz, dapat didefinisikan Clay and Medwin, 1977 sebagai:
m
bf =
α
-------------------------- 2
dimana
b
adalah suatu konstanta, dan
m
adalah konstanta yang menggambarkan kekuatan yang bergantung pada atenuasi frekuensi. Nilai
terbanyak dari
m
berkisar dari sedikit kurang dari 1 sampai lebih dari 1. Kekerasan dari sedimen tergantung pada porositasnya. Karena kekerasan
tergantung dari sentuhan antar partikel, maka kita perkirakan bahwa kehilangan friksi menjadi lebih besar pada saat kekerasan besar.
Kehilangan karena attenuasi pada sedimen mengurangi koefisien refleksi bagi sinyal yang dipantulkan pada interface air-sedimen secara relatif. Di luar
sudut kritis, kehilangan tersebut menyebabkan pengurangan energi yang dipantulkan karena suara menembus sedimen dalam proses pemantulan total.
Menurut Muljawan 1998 energi yang menembus dasar perairan juga mengalami pelemahan. Beberapa analisa tentang mekanisme penyerapan
energi tersebut yang diantaranya spherical divergence, transmission losses, scattering dan absorption.
3.3 Kecepatan Suara Rata-rata di dalam Sedimen
Data yang paling sering digunakan untuk mendapatkan kecepatan suara rata-rata adalah adalah data interpretasi profil seismik. Pantulan dari lapisan sub
dasar muncul sebagai waktu pantul pada rekaman, dan peneliti menggunakan kurva kecepatan suara ini untuk mengkonversi waktu tempuh menjadi ketebalan
sedimen. Para ahli geofisika laut memilih untuk mempercepat ketergantungan
kecepatan suara pada kedalaman sebagai fungsi dari waktu tempuh satu jalur
T
pada kedalaman tersebut, mengukur
T
dari interface air-sedimen. Mereka menyebut kecepatan suara
T c
sebagai kecepatan sesaat instantaneous velocity. Dalam notasi Houtz
T c
adalah
kT V
T c
+ =
--------------------------------------3
Nilai
k
berkisar antara 0,9 sampai 3,9 kmdetik di berbagai bagian di dunia.
V
berkisar dari 1,2 sampai 1,8 kms. Di jurang Atlantik Utara,
T c
adalah
T T
c 97
, 67
, 1
+ =
T 0,8 s ---------------- 4
dan simpangan baku untuk 33 pengukuran adalah 0,17 di Equator Pasifik cT=1,46 + 3,9 T
T 0,35 s ---------------- 5
dan simpangan baku adalah 0,17 untuk 29 pengukuran Clay and Medwin, 1977. Data mereka menunjukkan bahwa konstanta-konstanta yang berbeda
dibutuhkan untuk perairan yang berbeda dan daerah di dalam perairan. Ketebalan
lapisan sedimen
h
untuk waktu tempuh gelombang tunggal
T
diperoleh dengan integrasi dari persamaan persamaan berikut :
2
2
kT T
V h
+ =
------------------ 6
Persamaan ini digunakan unutk mengkonversi profil seismik menjadi kedalaman. Persamaan untuk
T c
dan
h
adalah persamaan empiris dan merupakan hasil penyesuaian persamaan pada pengukuran percobaan. Kita mengharapkan
koefisien-koefisien dan barangkali bentuk persamaannya akan berubah seiring dengan semakin banyaknya data yang terkumpul. Tabel 4 adalah beberapa
parameter hasil penelitian Hamilton pada beberapa tipe sedimen di Pasifik Utara.
3.4 Echo Sounding pada Dasar Laut
Echosounder menghitung waktu dari sinyal suara dari kapal ke dasar laut dan kembali ke kapal, Kecepatan suara yang telah diketahui kemudian
digunakan untuk mengkonversi waktu tempuh ke kedalaman. Echosounder kedalaman bervariasi dari sistim yang mempunyai transducer tunggal dan
pembacaan kedalaman visual sampai sistem yang dikontrol komputer yang memiliki susunan transducer, Di dalam banyak instalasi terdahulu, transducer
ditempatkan pada lambung kapal dan memiliki setengah kekuatan dan setengah lebar beam beam width sebesar 60
o
. Echosounder dalam kapal oseanografi biasanya memiliki jam internal yang tepat dan kesalahan pengukuran lebih kecil
dari pada 10
-3
detik,
Tabel 4. Rata-rata pengukuran dan penghitungan konstanta elastis sedimen di Pasifik Utara
Pengukuran Penghitungan Tipe Sedimen
ν ρ
χ Ε
σ Γ
χ
σ
Teras Benua dasar lereng
Pasir kasar
halus sangat halus
Pasir berlumpur Lumpur berpasir
Pasir-lumpur-liat Lumpur berlempung
Lempung berlumpur 38,6
43,9 47,4
52,8 68,3
67,5 75,0
76,0 2,03
1,98 1,91
1,83 1,56
1,58 1,43
1,42 1936
1742 1711
1677 1552
1578 1535
1519 6,6859
5,6877 5,1182
4,6812 3,4152
3,5781 3,1720
3,1476 0,491
0,469 0,453
0,457 0,461
0,463 0,478
0,480 0,1289
0,3212 0,5035
0,3926 0,2809
0,2731 0,1427
0,1323 250
382 503
457 379
409 364
287
Jurang datar keruh
Lumpur berlempung Lempung berlumpur
Lempung 78,6
85,8 85,8
1,38 1,24
1,26 1535
1521 1505
3,0561 2,7772
2,7805 0,477
0,486 0,491
0,1435 0,0773
0,0483 312
240 196
Jurang berbukit pelagik
Lumpur berlempung Lempung berlumpur
Lempung 76,4
79,4 77,5
1,41 1,37
1,42 1531
1507 1491
3,1213 3,0316
3,0781 0,478
0,487 0,491
0,1408 0,0795
0,0544 312
232 195
Sumber :Hamilton 1971a in Clay, 1982 Keterangan
• Nilai Laboratoris:
23
o
C, tekanan 1 atm, Definisikan sebagai berikut N =
porositas
ρ
=
densitas gcm
3
; kgm3 X 10
–3
c =
kecepatan mdt gelombang suara terkompresi
E =
bulk modulus Nm
2
x 10
-9
σ
=
Rasio Poison; dihitung dengan
σ = 3E - ρ
c
2
3E +
ρ
c
2
G =
modulus rigidity shear; dihitung dengan
G = [
ρ
c
2
– E3]4 Nm
2
X 10
-9
c
s
=
kecepatan shear wave; dihitung dengan
c
s
= G
ρ
12
ms
a Sistem Sonar Beam Tunggal Single Beam System
Sistem transducer tunggal yang lebih sederhana yang banyak digunakan echosounder memberikan rekaman tentang kedalaman terhadap waktu
percobaan. Ada dua tahap dalam pengambilan data, selama survei, pencatat waktu menandai saat perekaman echosounder, mengamati kombinasi dari waktu
dengan posisi kapal untuk memplot kedalaman sepanjang lintasan kapal. Pengkonversian pembacaan sounder kedalaman menjadi kedalaman nyata
digunakan kecepatan suara aktual sering kali di sebut sebagai “sounding velocity” kecepatan suara. Beberapa instrumen dapat disetel, dan pemakai
dapat menyetel kecepatan suara untuk mendapatkan kedalaman yang
sebenarnya dalam area dan selang kedalaman yang terbatas, Pada umumnya kecepatan suara disetel oleh perancang, Di Amerika Serikat misalnya, banyak
echo sounder yang menggunakan 4800 fts atau 800 fms 1461 ms, Beberapa peralatan menggunakan 1500 ms, Pengukuran kedalaman yang diperoleh
dengan kecepatan suara yang berubah-ubah dinamakan “kedalaman tak terkoreksi uncorrected depths”, Prosedur untuk mengkoreksi adalah dengan
menggunakan kaliberasi echosounder untuk mengkonversi “uncorrectaed depth” terhadap waktu, kemudian menggunakan profil kecepatan suara untuk
menghitung kedalaman sebenarnya, Beberapa peta dasar telah terkoreksi, dan beberapa belum terkoreksi
uncorrected, Para navigator lebih suka menggunakan peta yang belum terkoreksi sebagai bantuan navigasi dengan membandingkan echosounding
dengan kedalaman yang telah diberikan di peta, Banyak peta-peta hidrografik diterbitkan oleh KantorDinas Oseanografi Laut yang menggunakan uncorrected
depth dan menggunakan kecepatan suara 4800 kakidetik, Kebanyakan pembuat peta juga memberi keterangan apakah kedalaman telah terkoreksi atau
memberikan sounding velocity,
b Sistem Sonar Beam Ganda
Konfigurasi dari sistem sonar beam ganda dikontrol oleh komputer, pasangan dari array disilangkan untuk memberikan satu gambar seperti beam.
Array yang di pancarkan ada di sepanjang lunas dan memiliki bentuk kipas beam normal. Beam yang efektif dihasilkan dari beam yang dipancarkan dan beam
yang diterima. Lebar beam yang efektif mungkin sebesar 1
o
.
Posisi dan lintasan kapal dimasukkan ke dalam komputer, secara bersamaan dengan jejak trace untuk arah beam dan kecepatan suara, yang
digunakan untuk mengkonversi waktu tempuh sepanjang beam untuk memetakan kedalaman dasar laut,
c Sistem Beam Terbagi Split Beam
Sistem ini menggunakan transducer dimana beam yang terbentuk memiliki empat kuadran, dimana ke empat beam memiliki frekuensi yang sama,
Pengiriman sinyal akustik menggunakan full beam namun penerimaan sinyal akustik secara terpisah, Hasil deteksi berupa data echogram yang
menggambarkan target-target di bawah air hingga dasar perairan. Umumnya
permukaan dasar perairan mempunyai pencitraan berwarna merah kecoklatan yang menggambarkan tipe substrat juga terlihat topografi permukaan dasar
perairan,
d subbotom profiler
subbotom profiler adalah peralatan yang sangat baik untuk mempelajari struktur dasar laut, Profiler ini sederhana karena merupakan dasar suatu
echosounder, Kedalaman tembus sinyal suara ke dalam dasar tergantung dari frekuensi sinyal, koefisien penyerapan sedimen, dan rasio sinyal terhadap noise,
Biasanya digunakan echosounder 12 dan 3,5 kHz yang dipasang pada lambung. Penetrasi echosounder 3,5 kHz lebih dari 100 m di area dimana sedimen
memiliki koefisien penyerapan yang kecil, Penetrasi yang lebih dalam memerlukan sistem frekuensi yang lebih rendah 100 Hz, yang dinamakan
sistem profiling seismik, Sumber frekuensi yang rendah memiliki output yang besar, seringkali
sebuah ledakan, hydrophone penerima dipasang terikat di belakang kapal karena kapal mempunyai tingkat ganguan yang tinggi pada selang frekuensi dari sinyal.
Contoh dari sumber impulsive adalah ledakan, letusan, dan pistol udarasenapan angin. Pistol udara secara rutin digunakan untuk membuat
ribuan kilometer profil seismik. Pistol udara ini memiliki amplitudointensitas sinyal yang besar pada frekuensi yang rendah, memiliki transmisi sinyal yang
dapat di reproduksi dan dapat dipancarkan pada beberapa interval waktu. Secara mekanis pistol udara sangat sederhana, suatu ruang diisi dengan udara
pada tekanan tertentu misalnya 100 atm, kemudian dibuka dengan sangat cepat, dan membiarkan udara mengembang ke dalam air. Pengembangan
udara ini menyebabkan ledakan, sinyal-sinyal yang bergerak, termasuk pantulan permukaan, dari 5 liter 300 in,
3
. Waktu antara gelembung pulsa bertambah dengan bertambahnya volume udara dan berkurang dengan bila semakin dalam.
Seringkali kombinasi pistol udara dengan beberapa ukuran yang berbeda digunakan untuk menambah sinyal inisial dan mengurangi pengaruh gelembung
pulsa. Penggunaan yang luas dari seismik profiling oleh laboratorium
oseanografi di dunia menghasilkan informasi tentang distribusi sedimen diatas dasar laut dan hubungannya dengan proses-proses dasar, misalnya profil
sepanjang perbukitan Atlantik Tengah menunjukkan bahwa sedimen tipis pada
puncak bukit dan menebal saat menjauhi puncak. Sketsa di bawah profil seismik berupa garis yang digambarkan pada bagian-bagian profil seismik dan
dibawahnya penampang lintang yang disederhanakan strukturnya. Hipotesa yang digunakan pada sebaran dasar laut, yaitu diharapkan sedimen menipis
pada bagian tengah sebaran dan menebal dengan semakin jauh dari tengah, karena umur dari dasar laut bertambah dengan jarak dari bagian tengah.
3.5 Program Pengklasifikasi Permukaan Dasar Perairan
