Pengembangan Metode Seismik Oseanografi untuk Mengkaji Stratifikasi Temperatur di Utara Laut Maluku

Abstract

Seismik laut merupakan metode akustik frekuensi rendah untuk memetakan bawah permukaan dasar laut yang bertujuan untuk eksplorasi sumber daya hidrokarbon, gas hidrat, serta keperluan geologi lainnya. Seismik laut berkembang dengan ditemukannya teknik seismik oseanografi yaitu suatu teknik menggunakan seismik refleksi untuk mempelajari oseanografi fisika suatu perairan. Seismik oseanografi banyak dimanfaatkan untuk mempelajari karakteristik massa air, batas antar-muka dua massa air (front), gelombang internal, percampuran turbulen, sirkulasi pusaran (eddy), dan sebagainya. Seismik oseanografi juga berkembang untuk mendapatkan informasi kuantitatif parameter fisika oseanografi seperti suhu dan salinitas melalui metode inversi. Namun penelitian seismik oseanografi dan pemanfaatan suhu hasil inversi dari data seismik oseanografi masih sangat terbatas dilakukan di perairan Indonesia. Sehingga penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan teknologi inversi seismik oseanografi untuk menentukan stratifikasi suhu di Laut Maluku bagian utara. Penelitian ini menggunakan data mentah (raw data) seismik bertipe seg-d yang diakuisisi oleh Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan (P3GL) diakuisisi pada 7 Mei 2016 di Laut Maluku bagian utara dengan panjang lintasan 239 km. Data seismik diolah untuk mendapatkan citra refleksi kolom perairan sebagai representasi dari struktur halus termohalin (thermohaline fine structure). Data seismik bersama dengan data Conductivity-Temperature-Depth (CTD) dan data CTD arsip serta data suhu dan salinitas dari World Ocean Atlas (WOA) diproses untuk mendapatkan nilai suhu menggunakan metode inversi seismik. Akurasi suhu hasil inversi diuji terhadap data observasi menggunakan kriteria galat mutlak rata-rata. Hasil inversi digunakan untuk menentukan stratifikasi kolom perairan berdasarkan gradien suhu (laju perubahan suhu terhadap kedalaman) lebih dari 0.05 °C/m sebagai batas atas lapisan termoklin. Hasil penelitian menunjukkan bahwa metode seismik oseanografi bisa menggambarkan struktur halus termohalin (thermohaline fine structure) seperti perundakan termohalin (thermohaline staircase) serta medan temu (front) massa air. Refleksi di kolom perairan disebabkan oleh kontras suhu dan salinitas antar lapisan di kolom perairan. Gradient suhu berkisar antara 0.03 °C/m hingga >0.20 °C/m bisa menyebabkan refleksi seismik di kolom perairan. Hasil inversi kecepatan suara dan suhu menunjukkan akurasi yang bagus terhadap data arsip. Nilai galat mutlak rata-rata (MAE) berkisar antara 0.69-2.6 m/s dan 0.68-0.91 °C berturut-turut untuk kecepatan suara dan suhu. Nilai rata-rata dan simpangan baku suhu hasil inversi 30.38 °C dan 0.08 °C di lapisan tercampur, 19.78 °C dan 0.397 °C di lapisan termoklin, serta 7.64 °C dan 0.25 °C di bawah lapisan termoklin hingga kedalaman 1000 m. Batas bawah kedalaman lapisan tercampur mencapai 40 m sedangkan batas bawah kedalaman lapisan termoklin pada 240-374 m dengan ketebalan berkisar antara 226-410 m. Kedalaman lapisan tercampur di sisi timur lebih dangkal dibandingkan di sisi tengah dan barat, tetapi batas bawah lapisan termoklin di sisi timur jauh lebih dalam dari yang diamati di sisi barat. Perbedaan stratifikasi suhu ini menunjukkan bahwa Laut Maluku bagian utara berperan penting dalam dinamika lautan seperti lokasi pembangkitan dan perambatan gelombang internal, serta resirkulasi Arus Lintas Indonesia ke Pasifik ekuator bagian barat.