Melakukan Sains di Laut
Kapal penelitian (R/V) adalah kapal yang dirancang khusus untuk melakukan penelitian ilmiah di laut. Kapal penelitian dilengkapi dengan laboratorium, peralatan ilmiah dan teknologi untuk mendukung berbagai penelitian oseanografi, termasuk oseanografi biologi, kimia, geologi dan fisik. Kapal penelitian kelautan sangat penting untuk mengumpulkan data tentang lingkungan laut, melakukan eksperimen, dan menggunakan instrumen untuk observasi dan pengambilan sampel bawah air.
Interaktif: Skema R/V Marcus G. Langseth
Gunakan tombol atau roda mouse untuk memperbesar, menarik dan melepas untuk menggeser; pilih tampilan di bawah ini. Lihat versi besar; Spesifikasi dan fitur Langseth
Dinamakan setelah a ahli geofisika terkemukayang R/V Marcus G. Langseth adalah kapal penelitian yang dioperasikan oleh Observatorium Bumi Lamont-Doherty. Langseth dilengkapi dengan teknologi survei seismik canggih untuk mempelajari bawah permukaan bumi di bawah lautan, dan mampu menghasilkan gambar struktur geologi jauh di dalam kerak bumi dengan resolusi tinggi, yang penting untuk memahami proses tektonik dan geologi kelautan.
“Pencitraan seismik laut memungkinkan kita mengintip ke bawah dasar laut, menggunakan teknologi yang mirip dengan sonogram dan sinar-X,” kata peneliti dan profesor Lamont. Suzanne M. Carbotte. “Sama seperti peralatan medis yang penting untuk mendiagnosis apa yang terjadi di dalam tubuh manusia, pencitraan seismik juga penting untuk memahami proses yang terjadi di dalam bumi. Ia berfungsi sebagai 'jendela' kita menuju kerak bumi—kulit terluar yang mendukung dan menopang semua bentuk kehidupan.”
Langseth digunakan dalam ekspedisi ilmiah di seluruh dunia, menyumbangkan data berharga bagi pemahaman kita tentang proses dinamis bumi.
Sejarah Singkat Pencitraan Seismik
Manusia di seluruh dunia telah membuat peta permukaan bumi sejak zaman dahulu. Namun pemetaan bumi jauh di bawah permukaannya, yaitu pencitraan geofisika, tidak mungkin dilakukan sampai berkembangnya seismologi modern pada akhir abad ke-19.ke abad. Seismologi adalah studi ilmiah tentang gempa bumi dan pembangkitan serta perambatan gelombang seismik (getaran) melalui bumi atau benda-benda planet lainnya. Gelombang seismik merambat dengan kecepatan dan jalur berbeda melalui material berbeda, yang mengungkapkan keberadaan lapisan berbeda. Dengan mengamati bagaimana gelombang seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi bergerak melintasi planet ini, pada awal tahun 20-ankePara ilmuwan abad ke-19 mampu mengembangkan model dasar struktur internal bumi.
Seiring dengan kemajuan teknik dan teknologi seismik, manusia mulai menggunakan gelombang seismik buatan manusia—seringkali berasal dari ledakan terkendali—untuk memetakan geologi kerak bumi hingga kedalaman beberapa kilometer. Dengan mengukur sifat-sifat gelombang seismik ini, seperti berapa lama waktu yang dibutuhkan gelombang tersebut untuk kembali ke permukaan, seismologi refleksi dapat menghasilkan peta geologi bawah permukaan yang akurat, dan telah terbukti sangat berguna untuk menemukan lokasi reservoir minyak dan gas.
Mengapa Memetakan Dasar Laut?
Meskipun lautan menutupi lebih dari 70% permukaan bumi, hanya sekitar 25% dasar laut yang telah dipetakan secara rinci. Pencitraan geofisika kelautan memungkinkan para ilmuwan mempelajari proses geologi yang membentuk dasar lautan dan planet kita, termasuk lempeng tektonik, pengendapan sedimen Dan gunung berapi bawah laut.
Pencitraan seismik, terutama bila dikombinasikan dengan data dari sampel inti dan lubang bor, memberikan alat yang ampuh untuk memetakan patahan dasar laut dan meningkatkan pemahaman kita tentang sesar dasar laut. zona subduksi. Zona-zona ini, tempat lempeng tektonik bergeser ke bawah lempeng tektonik lainnya, merupakan kawasan dengan aktivitas seismik tinggi yang dapat menimbulkan gempa bumi besar dan tsunami dahsyat. Dengan mempelajari arsitektur dan sifat fisik zona-zona ini, para ilmuwan mendapatkan wawasan tentang apa yang memicu bencana geodisaster yang dramatis ini, sehingga memungkinkan penilaian yang lebih baik mengenai potensinya.
Pencitraan geofisika juga digunakan untuk mempelajari perubahan permukaan laut dengan menangkap gambar detail lapisan sedimen di bawah dasar laut. Menganalisis komposisi, struktur, dan lapisan sedimen ini membantu para ilmuwan memahami bagaimana permukaan laut berubah seiring waktu akibat perubahan iklim dan proses tektonik, sehingga memberikan wawasan tentang potensi kenaikan permukaan laut di masa depan dan dampaknya. Pencitraan seismik juga penting untuk menyelidiki kerak samudera, yang membentuk sebagian besar permukaan padat bumi. Kerak ini terus-menerus terbentuk di pegunungan tengah laut dan didaur ulang di zona subduksi—sebuah proses yang mendorong lempeng tektonik dan membentuk mantel dan kerak bumi sepanjang waktu geologi.
Penerapan utama lainnya dari pencitraan seismik kelautan adalah studi gunung berapi bawah laut. Hal ini memungkinkan para ilmuwan untuk memetakan sistem “pipa” magma di bawah dasar laut, menghubungkan fitur reservoir magma dalam dengan letusan gunung berapi. Memahami korelasi ini membantu menjelaskan mengapa beberapa daerah sering mengalami aktivitas vulkanik sementara daerah lain tetap tidak aktif. Rantai vulkanik bawah laut juga merupakan rumah bagi ventilasi hidrotermal, tempat cairan kaya mineral, yang dipanaskan oleh aktivitas vulkanik, keluar dari dasar laut. Rongga-rongga ini menampung ekosistem unik dan mungkin berisi petunjuk tentang asal usul kehidupan di Bumi.
Seperti halnya di darat, pencitraan geofisika juga penting untuk eksplorasi sumber daya di laut. Beberapa wilayah dasar laut mengandung mineral bernilai komersial seperti tembaga, nikel, dan kobalt. Meski masih merupakan ide baru dan kontroversial, penambangan laut dalam suatu hari nanti bisa menyediakan bahan mentah untuk mobil listrik dan aplikasi industri lainnya.
Pencitraan Seismik Laut di Atas R/V Langseth
Pencitraan seismik kelautan menggunakan gelombang seismik untuk menghasilkan gambar 2D dan 3D detail geologi bawah permukaan bawah laut.
Saat melakukan survei, Langseth mengerahkan sebanyak 40 senapan angin yang melepaskan udara bertekanan ke dalam air, menghasilkan gelombang sonik (atau seismik) yang keras. Senapan angin ini “disetel” untuk menghasilkan sinyal seismik yang lebih efektif dan koheren, sehingga meningkatkan kualitas pencitraan bawah permukaan. Pencitraan geofisika perairan dalam menggunakan frekuensi suara rendah yang memiliki panjang gelombang lebih panjang sehingga memungkinkan gelombang tersebut bergerak lebih jauh melalui kolom air dan lapisan geologi dengan redaman (kehilangan energi) yang lebih sedikit. Dalam beberapa kasus, gelombang suara ini dapat mencapai kedalaman hingga 20-30 kilometer (12-18 mil), memungkinkan penyelidikan terhadap lapisan dalam kerak bumi dan mantel atas. Saat gelombang suara merambat melalui berbagai lapisan bawah permukaan bumi, gelombang tersebut dipantulkan kembali ke permukaan berdasarkan kepadatan dan komposisi formasi geologi yang ditemuinya.
Serangkaian hidrofon—mikrofon bawah air yang sensitif—juga ditarik di belakang Langseth melalui kabel sepanjang 15 kilometer yang disebut “aliran”. Hidrofon ini menangkap waktu yang diperlukan gelombang suara untuk kembali beserta intensitasnya. Terakhir, sejumlah besar data seismik yang dikumpulkan diproses oleh komputer yang menggunakan algoritma canggih untuk membuat gambar detail struktur dasar laut dan bawah permukaan.
Survei Seismik dan Hewan Laut
Beberapa penelitian menemukan bahwa survei seismik berpotensi berdampak pada hewan laut, terutama hewan yang sangat bergantung pada suara untuk komunikasi, navigasi, dan berburu, seperti paus, lumba-lumba, dan spesies ikan tertentu.
Untuk meminimalkan gangguan terhadap kehidupan laut, setiap proyek seismik yang dilakukan oleh Langseth menjalani proses peninjauan ekstensif, dan Lamont harus menyerahkan penilaian lingkungan kepada Layanan Perikanan Laut Nasional NOAA untuk penilaian potensi dampak lingkungan proyek tersebut. Setelah proyek disetujui, Langseth biasanya mempekerjakan lima pengamat spesies dilindungi (PSO) yang memenuhi syarat pada setiap ekspedisi seismik yang dilakukannya. PSO secara aktif memantau area survei secara visual dan akustik, dan sumber seismik dimatikan jika ditentukan bahwa mamalia laut berada dalam batas kapal yang ditetapkan dan diizinkan. Teknik “soft start” juga dapat digunakan untuk meningkatkan tingkat kebisingan secara bertahap, memberikan waktu bagi hewan untuk menjauh dari sumber suara, dan survei dapat diatur waktunya untuk menghindari periode sensitif bagi hewan laut (misalnya, musim berkembang biak atau migrasi). Upaya tersebut bertujuan untuk melindungi kehidupan laut sekaligus menyeimbangkan kebutuhan akan data geologi yang berharga.
Dampak survei seismik terhadap hewan laut masih menjadi bidang penelitian aktif, dan baik ilmuwan maupun pemerhati lingkungan menganjurkan penelitian lebih lanjut.
Pelajari Lebih Lanjut
Tinggalkan Balasan