Sound Velocity Profiler (SVP)

Gelombang suara merambat baik dalam air. Dalam air laut yang bersifat konduktif dan keruh, kebanyakan gelombang elektro magnetik (gelombang cahaya dan radio) akan berkurang energinya (teratenuasi) dengan cepat dalam jarak beberapa ratus bahkan puluh meter saja. Penetrasi cahaya praktis hanya dapat mencapai beberapa puluh meter di bawah lapisan permukaan, sementara gelombang suara dapat mencapai dasar laut dengan kedalaman ribuan meter dan dapat merambat puluhan ribu meter melintasi samudra luas (Jaya, 2011).

Kecepatan suara merupakan faktor yang sangat penting dalam survei batimetri. Hal ini disebabkan kecepatan suara dalam air memiliki nilai yang tidak selalu sama untuk setiap wilayah, sehingga langkah awal untuk melakukan pemetaan dasar laut (Marine mapping) adalah melakukan perhitungan terhadap kecepatan suara di wilayah tersebut. Pengambilan data kecepatan suara dapat dilakukan menggunakan Conductivity Temperature and Depth (CTD) ataupun Sound Velocity Profiler (SVP).

Mike (2008) menjelaskan laut memiliki tiga zona utama kecepatan suara (Gambar 1) yaitu:
• Permukaan / Musiman: Merupakan bagian yang sangat bervariasi dengan permukaan berkisar 0 sampai 100 meter dan musiman berkisar 100 sampai 200 m
• Termoklin utama (Main thermocline): Pada bagian ini cenderung mengalami penurunan SV sampai 1000 meter karena terutama terjadi penurunan suhu.
• Lapisan kedalaman isotermal (Deep isothermal layer): Berada di bawah 1000 meter. Suhu air mendekati 2 ⁰C dan kecepatan suara meningkat hanya karena tekanan.

Gambar 1. Profil kecepatan suara dalam air laut (Mike, 2008)

Kecepatan suara adalah fungsi dari suhu, salinitas dan tekanan (kedalaman).
• Suhu sangat bervariasi dari permukaan sampai akhir termoklin utama.

• Salinitas diukur dalam Practical Salinity Units (PSU). 1 PSU = sekitar 1 bagian

   per seribu (ppt). Salinitas berubahan dari 34 dekat permukaan sampai 35 dekat

   dasar (Bottom).
• Tekanan khas diukur dalam decibars, satu decibars tekanan meningkat sesuai

   dengan 1 meter air mendalam.
Tingkat kecepatan suara meningkat seiring dengan peningkatan suhu, salinitas, dan tekanan: Peningkatan suhu 1 ⁰C akan menaikkan kecepatan suara 4,0 m / detik, peningkatan salinitas 1 PSU akan menaikkan kecepatan suara 1,4 m / detik,  dan peningkatan tekanan atau kedalaman 1 km akan menambah pula kecepatan suara sebesar 17 meter/detik. Secara sederhana dapat ditentukan nilai kecepatan suara ( c ) dengan formula dari Wilson atau Persamaan 9:

c = 1449 + 4.6T – 0.055T² + 0.0003T³ + (1.39 – 0.012T) (S – 35) + 0.017 Z…..(9)

di mana : c = kecepatan suara (m/s), T= suhu (⁰C), S= salinitas (PSU), dan Z = kedalaman / tekanan (dbars).

Kalibrasi Data Pemeruman Hidroakustik

Kalibrasi merupakan tahapan yang dilakukan untuk memeriksa dan menentukan besarnya kesalahan yang ada dalam instrumen yang bersangkutan. Kalibrasi diperlukan untuk menentukan kualitas data yang digunakan. Kalibrasi biasanya berkaitan dengan offset kapal dan gerakan kapal ( roll, pitch, dan yaw)    ( Gambar 1).

                      Gambar 1. Rotasi dan sudut dari gerakan kapal roll, pitch, dan yaw (L-3 C

                        SeaBeam Instruments, 2000)

Metode penyelesaiannya tergantung pada masing-masing software saat proses pengumpulan data (Sounding). Umumnya kalibrasi waktu tunggu (latency) akan ditentukan terlebih dahulu sebelum kalibrasi pitch dan kalibrasi roll ditentukan sebelum yaw (Brennan, 2009).

Aplikasi Teknologi Akustik Bawah Air

Hidroakustik merupakan suatu teknologi pendeteksian bawah air dengan menggunakan suara atau bunyi untuk melakukan pendeteksian. Teknologi hidroakustik memiliki beberapa kelebihan diantaranya yaitu; informasi pada areal yang dideteksi dapat diperoleh secara cepat (real time), dan secara langsung di wilayah deteksi (in situ), serta tidak berbahaya atau merusak objek yang diteliti (friendly) pada frekuensi tertentu, karena pendeteksian dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan suara (underwater sound). Sehingga metode ini merupakan solusi yang cepat dan efektif untuk menduga objek yang ada di bawah air (Jackson et al., 1986).

Manik et al. (2006) kegunaan lain dari akustik bawah air laut (lumpur, pasir, kerikil, karang dan sebagainya) dan untuk penentuan kontur dasar laut. Beberapa ahli lainnya seperti bidang geologi, pertambangan, arkeolog, perusahaan konstruksi dan badan pengawasan lingkungan turut memanfaatkan bidang ilmu akustik dasar laut.

a. Pengukuran Kedalaman Dasar Laut (Bathymetry)

                                            Multibeam animation (NOAA)

Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional Depth Echo Sounder, di mana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Pertimbangan sistim Side-Scan Sonar pada saat ini, pengukuran kedalaman dasar laut (bathymetry) dapat dilaksanakan bersama-sama dengan pemetaan dasar laut (Sea Bed Mapping) dan pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen di bawah dasar laut (subbottom profilers).

b. Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom Profilers)

Teknologi akustik bawah air, dengan peralatan side-scan sonar yang mutakhir dilengkapi dengan subbottom profilers dan menggunakan frekuensi yang lebih rendah dan sinyal impulsif yang bertenaga tinggi yang digunakan untuk penetrasi ke dalam  lapisan-lapisan sedimen di bawah dasar laut.

c. Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping)

Teknologi side-scan sonar dalam pemetaan dasar laut dapat menghasilkan tampilan peta dasar laut dalam tiga dimensi. Peta dasar laut yang lengkap dan rinci ini dapat digunakan untuk menunjang penginterpretasian struktur geologi bawah dasar laut dan kemudian dapat digunakan untuk mencari mineral bawah dasar laut.

d. Pencarian Kapal-kapal Karam di Dasar Laut

                                           Hasil side scan sonar dan multibeam (meted.ucar.edu)

e. Penentuan Jalur Pipa dan Kabel di Bawah Dasar Laut dan sebagainya.