Teknik Eksplorasi Kelautan Dengan Menggunakan Media Sonar

A.   Pendahuluan

            Potensi sumberdaya laut di Indonesia sangatlah besar yang mencakup potensi sumberdaya hayati dan non-hayati. Sumberdaya laut tersebut sampai sekarang belum secara maksimal dapat dieksplorasi dan dieksploitasi selain minyak dan gas bumi pada sektor sumberdaya non hayati. Demikian pula pada sektor sumberdaya hayati laut, eksplorasi dan eksploitasi terhadap ikan-ikan laut dan sejenisnya membutuhkan kearifan disamping teknologi canggih namun tidak merusak lingkungannya.
Untuk menunjang eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya laut, dapat digunakan teknologi akustik bawah air (underwater acoustics). Teknologi ini dikenal luas denagn sebutan teknologi akustik yang tidak lain adalah penggunaan gelombang suara yang dalam dunia navigasi disebut Sonar atau Echosounder dan sejenisnya. Dengan pendekatan fungsi, Sonar atau Echo sounder pada teknologi navigasi dapat disetarakan dengan penggunaan Radar untuk pendeteksian objek di permukaan air.

            Dalam pengelolaannya, perairan Indonesia dibagi dalam sembilan wilayah pengelolaan perikanan dan kelautan dengan penamaan tertentu, seperi Laut Banda, Laut Arafura, Laut Sulu, Laut Jawa dan seterusnya. Setiap area perairan tersebut mempunyai karakter yang berbeda satu sama lainnya demikian pula perbedaan dengan laut wilayah subtropis. Hal ini ditentukan oleh kondisi geografis masing-masing area perairan, pola arus, perubahan temperatur dan salinitas, kedalaman air dan lain-lain. Kondisi keberagaman tofografis, kedalaman terlebih lagi berada pada kawasan tropis mengakibatkan melimpahnya sumberdaya yang beragam pula.

B.     Isi

            Sonar (Sound Navigation and Ranging) adalah sistem penginderaan bawah air dengan menggunakan gelombang suara (akustik). Pada awal pengembangannya sistem sonar ini lebih banyak digunakan dalam bidang militer terutama pada awal perang dunia II dimana peperangan bawah air mulai menjadi taktik utama pertempuran laut untuk menghancurkan kekuatan lawan. Dalam perkembangannya teknologi penginderaan bawah air sangat banyak dipengaruhi oleh kemajuan teknologi lainnya, terutama teknologi sensor, elektronika dan microprocessor. Dengan kemajuan teknik pemrosesan sinyal maka penerapan dalam bidang non-militer mulai dikembangkan untuk berbagai aplikasi misalnya untuk pemetaan dasar laut, perikanan dan sebagainya.

  Sonar adalah istilah yang pertama kali digunakan oleh orang Amerika. Sonar merupakan singkatan dari Sound Navigation And Ranging. Sedangkan orang Inggris lebih suka menyebutnya ASDIC yang merupakan singkatan dari Anti Submarine Detection Investigation Committee. Tapi secara umum, bahkan di Indonesia juga, lebih sering digunakan istilah yang digunakan oleh Amerika, Sonar. Sonar adalah suatu metode yang memanfaatkan perambatan suara didalam air untuk mengetahui keberadaan obyek yang berada dibawah permukaan kawasan perairan. Secara garis besar sitem kerja sebuah peralatan sonar adalah mengeluarkan sumber bunyi yang akan menyebar didalam air. Bunyi ini akan dipantulkan oleh obyek didalam air dan diterima kembali oleh sistem sonar tersebut. Berdasarkan penghitungan kecepatan perambatan suara didalam air maka letak obyek didalam air tersebut dapat diketahui jaraknya dari sumber suara. Pada peralatan sonar yang lebih canggih, bentuk fisik ataupun bahan pembentuk obyek itu dapat diketahui juga

Side Scan Sonar merupakan salah satu teknologi hidroakustik yang digunakan untuk memetakan dasar laut dan juga dapat digunakan untuk melacak pergerakan kawanan ikan. Teknologi ini sudah cukup baik digunakan untuk mempelajari kehidupan di laut.

            Teknologi Side Scan Sonar pertama kali dikembang oleh Dr. Harold Edgerton dari Massachusetts Institute of Technology pada tahun 1960. Edgerton yang merupakan seorang profesor teknik elektro juga telah mengembangkan cahaya kecepatan tinggi untuk fotografi pada tahun 1930. Edgerton menyadari bahwa fotografi tidak cocok digunakan di air yang keruh, untuk itu ia menggunakan prinsip dari tabung cahaya untuk akustik. Dengan memancarkan energi suara secara cepat adan merekam kembalu pantulannya, ia dapat menciptakan suatu perangkat yang dapat memetakan dasar perairan.

            Pada tahun 1963, untuk pertama kali Edgerton menggunakan Side Scan Sonar untuk mencari bangkai kapal Vineyard di Teluk Elang, Massachusetts. Dari tahun 1963 sampai 1967, tim Edgerton yang dipimpin oleh Martin Klein berhasil mengembangkan side scan sonar dengan dua chanel. Teknologi tersebut juga telah digunakan untuk membantu Alexander McKee dalam menemukan Kapal Mary Rose yang telah lama hilang.

            Edgerton membuat beberapa ekspedisi si seluruh dunia menggunakan side scan sonar untuk menacarai beberapa bangkai kapal dan bahkan juga mencari monster Loch Ness. Di tahun 1975, Edgerton dan Jacques Cousteau menggunakan side scan sonar untuk mencari bangkai kapal HMHS Britannic di Laut Aegean. Britanic merupakan kapal rumah sakit Inggris yang tenggelam pada Perang Dunia I tepatnya tanggal 21 November 1916. Sekarang ini kapal tersebut merupakan situs sejarah yang paling terkenal di dunia.

Hasil dari teknologi side scan yang sebenarnya berupa gambar-gambar dalam lembaran kertas, bukanlah dalam layar komputer. Lembaran kertas ini dibuat dengan memplotkan gambaran sonar pada kertas gulung. Barulah pada tahun 1980 dimana teknologi komputer telah banyak berkembang, hasil dari side scan sonar dibuat dalam bentuk digital. Kemajuan teknologi ini mempermudah pengguna dalam menampilkan dan menyimpan data.

            Sampai saat ini, side scan sonar telah banyak mengalami pengembangan. Sekarang ini side scan sonar telah dilengkapi dengan GPS sehingga dapat menentukan kedudukan suatu lokasi secara geografis. Aplikasi side scan sonar juga telah banyak dipergunakan dalam berbagai kegiatan, diantaranya kegiatan komersial, militer dan aplikasi liburan pipa lepas pantai termasuk lokasi dan survei, penegakan hukum dan operasi pemulihan pencarian, arkeologi laut, kapal karam berburu dan mencari ikan.

Ø  Cara kerja side scan sonar

            Side scan sonar digunakan dengan cara menariknya di kolom perairan. Selama perjalannya, side scan sonar secara terus-menerus memancarkan pulsa akustik ke arah tegak lurus terhadap arah perjalanan. Gelombang akustik yang dipancarkan tersebut akan mengenai dasar perairan ataupun objek lain di dasar perairan dan kemudian akan dipantulkan kembali ke bagian penerima. Gelombang pantulan inilah yang kita kenal dengan backscatter. Waktu selama gelombang akustik dipancarkan sampai diterima kembali akan terus dicatat bersama dengan amplitudonya untuk diplotkan secara deret waktu yang kemudian akan dikirim ke user. Oleh user data tersebut di ditampilkan untuk kemudian diinterpretasikan. Proses ini berlangsung secara terus menerus sehingga terbentuk gambar dari dasar perairan.

Secara garis besar pengunaan akustik bawah air dalam kelautan dan perikanan dapat dikelompokkan menjadi lima yakni untuk survey, bududaya perairan, penelitian tingkah laku ikan, mempelajari penampilan dan selektifitas alat-alat penangkapan ikan dan lain-lain. Dalam survey kelautan dapat digunakan untuk menduga spesies ikan, menduga ukuran individu ikan, kelimpahan/stok sumberdaya hayati laut (plankton dan ikan).      
            Aplikasi dalam budidaya perairan dapat digunakan dalam penentuan/pendugaan jumlah biomass dari ikan dalam jaring/ kurungan pembesaran (penned fish/enclosure), untuk menduga ukuran individu ikan dalam jaring/kurungan dan untuk memantau tingkah laku ikan (dengan telemetering tags), khususnya aktifitas makan (feeding activity). Sedangkan dalam penelitian tingkah laku ikan dapat digunakan untuk pergerakan/migrasi ikan (vertical dan horizontal) dan orientasi ikan (tilt angel), reaksi menghindar (avoidance) tewrhadap gerak kapal dan alat penangkapan ikan, respon terhadap rangsangan (stimuli) cahaya, suara, listrik, hydrodinamika, kimia, mekanik dan sebagainya. Untuk kegiatan aplikasi studi penampilan dan slektifitas alat penangkapan ikan terutama dalam studi pembukaan mulut trawl, kedalam, posisi dan sebagainya. Dalam slektifitas penangkapan (prosentase ikan yang tertangkap terhadap yang terdeteksi didepan mulut trawl atau didalam lingkaran purse seine). Kegiatan lain yang dapat dikaji dengan teknologi akustik bawah air adalah sifat sifat-sifat akustik dari air laut dan obyek bawah air, pendeteksian kapal selam dan obyek-obyek lainya.      
            Menurut Arnaya (1991) Kegunaan lain dari akustik bawah air adalah untuk penentuan kedalaman air dalam pelayaran, jenis dan komposisi dasar laut (lumpur, pasir, kerikil, karang dan sebagainya), untuk penentuan contour dasar laut, lokasi kapal berlabuh atau pemasangan bangunan laut, untuk eksplorasi minyak dan mineral didasar laut, mempelajari proses sedimentasi dan untuk pertahanan keamanan (pendeteksian kapal-kapal selam dengan pemasangan buoy-system)
Berikut adalah penerapan teknologi akustik bawah air untuk eksplorasi dan eksploitasi sumberdaya non-hayati laut, berikut ini merupakan bagian dari peranan sonar yaitu :

1)    Pengukuran Kedalaman Dasar Laut (Bathymetry)          
Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional Depth Echo Sounder dimana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Dengan 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 dibawah dasar laut (subbottom profilers).

2)    Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom Profilers)
Seperti telah disebutkan diatas bahwa dengan teknologi akustik bawah air, peralatan side-scan sonar yang mutahir dilengkapi dengan subbottom profilers dengan menggunakan prekuensi yang lebih rendah dan sinyal impulsif yang bertenaga tinggi yang digunakan untuk penetrasi kedalam lapisan-lapisan sedimen dibawah dasar laut. Dengan adanya klasifikasi lapisan sedimen dasar laut dapat menunjang dalam menentukkan kandungan mineral dasar laut dalam. Dengan demikian teknologi akustik bawah air dapat menunjang esplorasi sumberdaya non hayati laut.   

3)    Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping)
Dengan teknologi side-scan sonar dalam pemetaan dasar laut, dapat menghasilkan tampilan peta dasar laut dalam tiga dimensi. Dengan teknologi akustik bawah air yang canggih ini dan dikombinasikan dengan data dari subbottom profilers, akan diperoleh peta dasar laut yang lengkap dan rinci. 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.         

4)    Pencarian kapal-kapal karam didasar laut
Pencarian kapal-kapal karam dapat ditunjang dengan teknologi side-scan sonar baik untuk untuk kapal yang sebagian terbenam di dasar laut ataupun untuk kapal yang keseluruhannya terbenam dibawah dasar laut. Dengan teknologi ini, lokasi kapal karam dapat ditentukan dengan tepat. Teknologi akustik bawah air ini dapat menunjang eksplorasi dan eksploitasi dalam bidang Arkeologi bawah air (Underwater archeology) dengan tujuan untuk mengangkat dan mengidentifikasikan kepermukaan laut benda-benda yang dianggap bersejarah.     

5)    Penentuan jalur pipa dan kabel dibawah dasar laut.      
Dengan diperolehnya peta dasar laut secara tiga dimensi dan ditunjang dengan data subbottom profiler, jalur pipa dan kabel sebagai sarana utama atau penunjang dapat ditentrukan dengan optimal dengan mengacu kepada peta geologi dasar laut. Jalur pipa dan kabel tersebut harus melalui jalur yang secara geologi stabil, karena sarana-sarana tersebut sebagai penunjang dalam eksplorasi dan eksploitasi di Laut.         

6)    Analisa Dampak Lingkungan di Dasar Laut         
Teknologi akustik bawah air Side-Scan Sonar ini dapat juga menunjang analisa dampak lingkungan di dasar laut. Sebagai contoh adalah setelah eksplorasi dan ekploitasi sumber daya hayati di dasar laut dapat dilakukan, Side-Scan Sonar dapat digunakan untuk memonitor perubahan-perubahan yang terjadi disekitar daerah eksplorasi tersebut. Pemetaan dasar laut yang dilakukan setelah eksplorasi sumber daya non-hayati tersebut, dapat menunjang analisa dampak lingkungan yang telah terjadi yang akan terjadi.

Ø  Jenis-jenis Sonar

            Terdapat berbagai jenis dan model sonar di pasaran sekarang. Tiap-tiap satunya mempunyai kelebihan yang tersendiri. Walaupun begitu, dari segi prinsipnya adalah sama.

            Penggunaan sonar dapat memudahkan pengesanan ikan di sekeliling bot dan juga boleh menbantu mengelakkan halangan - halangan di laut. Di samping dapat meningkatkan jumlah tangkapan, ia juga menolong menjimatkan masa operasi dan mengurangkan kos kerugian peralatan tangkapan semasa operasi di laut.

Sonar aktif

Ø  Penggunaan dalam Eksplorasi Laut dan Perikanan

            Secara garis besar pengunaan akustik bawah air dalam kelautan dan perikanan dapat dikelompokkan menjadi lima yakni untuk survey, bududaya perairan, penelitian tingkah laku ikan, mempelajari penampilan dan selektifitas alat-alat penangkapan ikan dan lain-lain.

            Dalam survey kelautan dapat digunakan untuk menduga spesies ikan, menduga ukuran individu ikan, kelimpahan/stok sumberdaya hayati laut (plankton dan ikan). Aplikasi dalam budidaya perairan dapat digunakan dalam penentuan/pendugaan jumlah biomass dari ikan dalam jaring/ kurungan pembesaran (penned fish/enclosure), untuk menduga ukuran individu ikan dalam jaring/kurungan dan untuk memantau tingkah laku ikan (dengan telemetering tags), khususnya aktifitas makan (feeding activity).

Sedangkan dalam penelitian tingkah laku ikan dapat digunakan untuk pergerakan/migrasi ikan (vertical dan horizontal) dan orientasi ikan (tilt angel), reaksi menghindar (avoidance) tewrhadap gerak kapal dan alat penangkapan ikan, respon terhadap rangsangan (stimuli) cahaya, suara, listrik, hydrodinamika, kimia, mekanik dan sebagainya.

Untuk kegiatan aplikasi studi penampilan dan slektifitas alat penangkapan ikan terutama dalam studi pembukaan mulut trawl, kedalam, posisi dan sebagainya. Dalam slektifitas penangkapan (prosentase ikan yang tertangkap terhadap yang terdeteksi didepan mulut trawl atau didalam lingkaran purse seine). Kegiatan lain yang dapat dikaji dengan teknologi akustik bawah air adalah sifat sifat-sifat akustik dari air laut dan obyek bawah air, pendeteksian kapal selam dan obyek-obyek lainya.

A.    Kesimpulan

Dari penjelasan makalah diatas tentang teknik eksplorasi kelautan dengan menggunakan sonar  maka dapat diambil beberap;a kesimpulan yaitu :

a)      Industri kelautan yang saat ini mulai digalakkan dan dikembangkan telah dapat memacu pertumbuhan ekonomi diberbagai sektor, termasuk bidang perikanan, eksplorasi sumber alam dasar laut dan berbagai industri sekunder lainnya. 

b)      Sebagai konsekuensi dari laju pembangunan kelautan tersebut maka pembangunan bidang pertahanan matra laut juga perlu dikembangkan agar terjadi keseimbangan antara prosperiti dan security. 

Peralatan sistem pertahanan laut yang sangat spesifik adalah sonar yaitu peralatan untuk penginderaan bawah laut, yang mempunyai peranan penting dalam taktik peperangan bawah air

Daftar Pustaka

Arnaya, I.N. 1991. “Dasar-dasar Akustik. Diktat Kuliah Program Studi Ilmu dan Teknologi Kelautan . Institut Pertanian Bogor

Robert J. Urick. 1983. “Principle of Underwater Sound”, Peninsula Publishing, Los Altos, California