Sejarah dan Perkembangan Akustik Kelautan

Akustik merupakan teori yang membahas tentang gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium. Sedangkann akustik kelautan adalah teori yang membahas tentang gelombang suara dan perambantannya dalam suatu medium air laut. Akustik kelautan merupakan satu bidang kelautan yang umendeteksi  target di kolom perairan dan dasar perairan dengan menggunakan suara sebagai mediannya. Studi kelautan dengan menggunakan akustik sangat m embantu peneliti untuk mengetahui objek yang berada di kolom dan dasar perairan. Objek ini dapat berupa plankton, ikan, jenis subtrat maupun kandungan minyak yang berada di bawah dasar perairan.

Sejarah perkembangan akustik kelautan dimulai sekitar tahun 1490 berasal dari catatan  harian Leonardo da vinci yang menuliskan : “Dengan menempatkan ujung pipa yang panjang didalam laut dan ujung lainnya di telinga anda, dapat mendengarkan kapal-kapal laut dari kejauhan”. Ini mengindikasikan bahwa suara dapat berpropagasi di dalam air. Ini yang disebutkan dengan Sonar pasif ( passive Sonar) karena kita hanya mendengar suara yang ada. Pada abad ke 19, Jacques and Pierre Currie menemukan piezoelectricity, sejenis kristal yang dapat membangkitkan arus listrik jika kristal tersebut ditekan, atau jika sebaliknya jika kristal tersebut dialiri arus listrik mak kristal akan mengalami tekanan yang akan menimbulkan perubahan  tekanan di permukaan kristal yang bersentuhan dengan air. Selanjutnya signal suara akan berpropagansi didalam air. Ini yang selanjutnya  disebut dengan Sonar Aktif( Active Sonar).

Perkembangan akustik yang sangat pesat pada saat Perang Dunia pertama terutama digunakan untuk pendeteksian kapal-kapal selam yang ada dibawah laut. Pendeteksian ini menggunakan  12 hydrophone (yang setara dengan microphone untuk penggunaan didarat) yang diletakan memanjang di bawah kapal laut untuk mendengarkan sinyal suara yang berasal dari kapal selam. Setelah Perang Dunia I, perkembangan akustik kelautan cenderung stgnan ini dikarenakan pada saat itu belum adanya perkembangan lebih lanjut dan penggunakan akustik kelautan lebih difokuskan untuk keperluan militer. Pada saat Perang Dunia di mulai penggunakaan akustik kembali berkembang dengan pesat. Penggunaan torpedo yang menggunakan sinyal akustik untuk mencari kapal musuh adalah penemuan yang hebat pada jaman itu.

Setelah selesainya Perang Dunia II, akustik tidak hanya digunakan untuk keperluan militer saja, tetapi akustik banyak digunakan untuk keperluan non-militer diantaranya mempelajari  proses perambatan suara didalam medium air; penelitian sifat-sifat akustik dari air dan benda-benda bawah air; pengamatan benda-benda dari echo yang mereka hasilkan; pendeteksian sumber-sumber suara bawah air; komunikasi dan penetapan posisi dengan alat akustik bawah air.

Pada dekade tahun tujuh puluhan barulah secara intensif diterapkan dalam pendeteksian dan pendugaan stok ikan, yakni dengan dikembangkannya analog echo-integrator dan echo counter. Perkembangan yang menyolok ini tidak hanya di Inggris tetapi juga di Norwegia, Amerika, Jepang, Jerman dan sebagainya.

Kemudian setelah diketemukan digital echo integrator dual beam acoustic system, split beam acoustic system, quasy ideal beam system dan aneka echo processor canggih lainnya, barulah ketelitian dan ketepatan pendugaan stock ikan dapat ditingkatkan sehingga akhir-akhir ini peralatan akustik menjadi peralatan standar dalam pendugaan stock ikan dan manajemen sumberdaya perikanan.

Ruang Lingkup  Akustik Kelautan

·      Militer

Alat akustik digunakan untuk kegiatan militer dan sangat canggih untuk saat ini. Negara Amerika telah mengembangkan akustik dan menghasilkan suatu Akustik Perangkat Long Range (LRAD), perangkat jarak jauh yang berasal dan peringatan beam yang diarahkan akustik. LRAD dikembangkan untuk berkomunikasi pada rentang operasional dengan kewenangan dan unggul dalam tinggi kebisingan pada lingkungan ambient. LRAD dirancang untuk  komunikasi di 300 meter  diatas tanah dan 500 + meter di atas air, LRAD juga dapat mengeluarkan nada peringatan

·      Biologi Kelautan

Suatu kajian Pengetahuan dalam menentukan jenis spesies, tingkah laku ikan serta lainnya.

·      Perkapalan

Perancangan alat tangkap berbasis akustik agar hasil tangkapan maksimal dan tidak tepat sasaran, karena dengan akustik dapat dideteksi kumpulan suatu ikan.

·      Pemetaan

Data dari pengukuran kedalaman dengan alat akustik nantinya dapat dijadikan suatu peta dasar laut.

·      Oseanografi kelautan

Suatu kajian Pengetahuan  yang mempelajari tentang sifat-sifat laut, baik dalam kimia, fisik, maupun bio-geo dan hal – hal yang bersifat kelautan lainnya menggunakan suatu alat akustik.

·      Industri

Penentuan lokasi yang sesuai dengan metode pendeteksian dasar laut dan menganalisis dampak yang akan terjadi jika industri tersebut dibangun didaerah tersebut.

Manfaat Akustik kelautan

Manfaat akustik meliputi aplikasi dalam survei kelautan, budidaya perairan, penelitian tingkah laku ikan, aplikasi dalam studi penampilan dan selektivitas alat  tangkap,  bioakustik. Aplikasi dalam survei kelautan untuk menduga spesies ikan, dengan akustik kita dapat menduga spesies ikan yang ada di daerah tertentu dengan menggunakan pantulan dari suara, semua spesies mempunyi target strengh yang berbeda-beda. Aplikasi dalam dunia budidaya untuk pendugaan jumlah ekor, biomass dari ikan dalam jaring/kurungan pembesaran untuk menduga ukuran dari individu ikan dalam jaring kurungan, memantau tingkah laku ikan dengan acoustic tagging.

Aplikasi akustik dalam tingkah laku ikan meliputi pergerakkan migrasi ikan dengan acoustic tagging, orientasi target (tilt angle), reaksi menghindar terhadap gerak kapal survei dan alat tangkap, respon terhadap rangsangan/stimuli cahaya, suara, listrik, hidrodinamika, komia, mekanik dan sebagainya. Aplikasi dalam studi penampilan dan selektivitas alat tangkap ikan meliputi pembukaan mulut trawl dan kedalaman, selektivitas penagkapan dengan melihat ukuran ikan target.

Penggunaan Teknologi Akustik bawah air 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.

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)

Penerapan Teknologi Akustik Bawah Air Untuk Eksplorasi dan Eksploitasi Sumberdaya Non-Hayati Laut

a.    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).

b.    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.

c.    Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping)

Dengan  teknologi side-scan sonar dalam pemetaan dasar laut, dapat mengahsilkan 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.

d.   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.

e.    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.

f.     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.