SEISMOLOGI

SEISMOLOGI

Sampai saat ini bumi merupakan satu-satunya planet yang dapat mendukung kelangsungan hidup seluruh makhluk, diantara planet-planet anggota tata-surya lainnya. Oleh karenanya pengetahuan mengenai bumi dianggap sangat vital guna kelangsungan hidup penghuninya termasuk manusia. Di jagat raya ini masih banyak pengetahuan yang belum kita kuasai, termasuk pengetahuan mengenai gempa bumi dan cara memprediksinya. Dari hal ini kita dapat mengambil kesimpulan bahwa ruang lingkup ilmu kita masih sangat kecil bila dibandingkan dengan luasnya jagat raya.Ini juga merupakan bukti bahwa Allah Maha Besar, Maha Mengetahui atas segalanya dan kita tidak sepatutnya sombong dengan pengetahuan kita yang sangat sedikit ini.

A.    Ruang Lingkup Dan Sejarah Seismologi

Ilmu yang mempelajari tentang gempa disebut dengan seismologi. Seismologi berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu seismos yang berarti getaran atau goncangan dan logos yang berarti risalah atau ilmu pengetahuan. Orang Yunani menyebut gempa bumi dengan kata-kata seismos tes ges yang berarti Bumi bergoncang atau bergetar. Ilmu ini mengkaji tentang apa yang terjadi pada permukaan bumi disaat gempa, bagaimana energi goncangan merambat dari dalam perut bumi ke permukaan, dan bagaimana energi ini dapat menimbulkan kerusakan, serta proses tumbukan antar lempeng pada sesar bumi yang menyebabakan terjadinya gempa. Dengan demikian, secara sederhana seismologi dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari fenomena getaran pada bumi, atau dengan kata sederhana, ilmu mengenai gempa bumi.Tetapi karena perkembangan dari pengetahuan dan teknologi seismologi telah tumbuh menjadi sangat luas dengan bertambahnya beberapa cabang lain, maka definisi dari Seismologi adalah ilmu yang mempelajari gempabumi dan getaran tanah lainnya. Studi tentang gempabumi itu sendiri tetap menjadi inti dari ilmu seismologi.Pada saat terjadi gempabumi, dari sumbernya akan memancar gelombang elastik yang  menjalar ke segala arah melalui badan dan permukaan bumi, dan bertolak dari sini dapat diketahui keadaan fisik di dalam bumi.

Cabang seismologi selain yang khusus mempelajari tentang gempabumi antara lain adalah seismologi teknik (earthquake engineering), seismologi prospecting, seismologi nuklir, seismologi  forcasting. Seismologi sendiri merupakan cabang dari Solid earth physics yang merupakan cabang ilmu geofisika. Sedang geofisika sendiri merupakan cabang dari geosains.

Untuk jelasnya posisi seismologi dari anak cabang geofisika dapat dilihat pada skema berikut:

Seismologi menjadi ilmu pengetahuan sendiri sejak permulaan abad 20, tetapi dasar teorinya seperti teori elastisitas telah berkembang sejak pertengahan abad 19 oleh Cauchy dan Poisson.Sedang pengamatan gempabumi dengan akibat-akibatnya telah dimulai sejak permulaan jaman sejarah, terutama di tempat gempabumi tersebut sering terjadi dan mengganggu kepentingan manusia.

Alat pengamat gempa pertama dalam bentuk yang sangat sederhana dibuat di Cina pada abad pertama yang disebut dengan seismoscope. Sedangkan di Indonesia pengamatan gempabumi secara instrumental dilakukan pertama kali pada tahun 1898 dengan seismograf Ewing yang dioperasikan oleh pemerintah Belanda, kemudian pada tahun 1908 dipasang seismograf Wichert yang sampai saat ini masih terawat dengan baik dan berada di Stasiun Geofisika Jakarta. Alat ini menggunakan sistem pendulum dimana berat pendulumnya sendiri sekitar satu ton.

Ada beberapa istilah yang sering di gunakan dalam pembahasan seismologi, diantaranya:

1.   Hiposenter adalah puast gempa di dalam bumi yang biasa juga disebut titik fokus gempa.

2.    Episenter adalah proyeksi hiposentar kebidang permukaan  bumi.

3.    Origin time atau waktu asal  adalah waktu saat terjadadinya hiposenter.

4.   Travel time atau waktu tempuh adaah waktu yang dibutuhkan oleh gelombanng gempa untuk menjalar dari hiposenter ke waktu pencatat treveltime di tentukan   dari waktu tiba (arival time) gelombang seismograf di kurangi  dengan original time.

5.  Seismometer, seismograf dan seismogram.Seismometer  adalah alat yang digunakan untuk merespon getaran tanah akibat gempa bumi. Seismograf adalah gabungan antara seismometer dan alat pereka. Seismogram hasil rekaman seismograf

B.     Gempabumi

Gempa bumi adalah sebuah fenomena alam yang terjadi karena lapisan tanah dibawah permukaan tanah bergeser secara mendadak. Ketika getaran itu sampai ke permukaan bumi kita akan merasakan guncangan atau pergerakan tanah yang intensitasnya beragam mulai dari getaran lunak, membuat kita limbung, bahkan hingga mengakibatkan hancurnya bangunan kokoh. Kuat atau lemahnya getaran tergantung kekuatan sumber dan jarak titik fokus gempanya.Seismologi tidak hanya mempelajari gempa bumi.Eksplorasi hidrokarbon (minyak bumi dan gas) juga diawali oleh survey seismik.Untuk keperluan ini, pemicu getaran dibuat manusia (bukan gempa bumi) dengan menggunakan semacam dinamit, lalu getaran yang dapat diterima beberapa penerima (receiver) disusun sedemikian rupa sehingga catatan getaran tersebut dapat menggambarkan kondisi bawah tanah.

Setiap tahun planet bumi digoyang oleh lebih dari 10 gempa bumi besar yang  membunuh ribuan manusia, merusak bangunan dan infra struktur serta menjadi bencana alam yang menimbulkan dampak negatif terhadap perekonomian dan sosial pada daerah di sekitar yang diakibatkannya. Pada masyarakat tradisional dan awam, gempabumi disebabkan oleh bermacam-macam hal sesuai dengan kepercayaan masyarakat setempat.

Menurut teori tektonik lempeng, bagian luar bumi merupakan kulit yang tersusun oleh lempeng-lempeng tektonik yang saling bergerak.Di bagian atas disebut lapisan litosfir merupakan bagian kerak bumi yang tersusun dari material yang kaku.Lapisan ini mempunyai ketebalan sampai 80 km di daratan dan sekitar 15 km di bawah samudra.Lapisan di bawahnya disebut astenosfir yang berbentuk padat dan materinya dapat bergerak karena perbedaan tekanan.

Litosfir adalah suatu lapisan kulit bumi yang kaku, lapisan ini mengapung di atas astenosfir.Litosfir bukan merupakan satu kesatuan tetapi terpisah-pisah dalam beberapa lempeng yang masing-masing bergerak dengan arah dan kecepatan yang berbeda-beda.Pergerakan tersebut disebabkan oleh adanya arus konveksi yang terjadi di dalam bumi.

Bila dua buah lempeng bertumbukan maka pada daerah batas antara dua lempeng akan terjadi tegangan. Salah satu lempeng akan menyusup ke bawah lempeng yang lain, masuk ke bawah lapisan astenosfir. Pada umumnya lempeng samudra akan menyusup ke bawah lempeng benua, hal ini disebabkan karena lempeng samudra mempunyai densitas yang lebih besar dibandingkan dengan lempeng benua. Apabila tegangan tersebut telah sedemikian besar sehingga melampaui kekuatan kulit bumi, maka akan terjadi patahan pada kulit bumi tersebut di daerah terlemah. Kulit bumi yang patah tersebut akan melepaskan energi atau tegangan sebagian atau seluruhnya untuk kembali ke keadaan semula. Peristiwa pelepasan energi ini disebut gempabumi.

Gempabumi  terjadi di sepanjang batas atau berasosiasi dengan batas pertemuan  lempeng tektonik. Pada kenyataannya pergerakan relatif dari lempeng berjalan sangat lambat, hampir sama dengan  kecepatan pertumbuhan kuku manusia (0-20 cm pertahun). Hal ini menimbulkan adanya friksi pada pertemuan lempeng, yang mengakibatkan energi terakumulasi sebelum terjadinya gempa bumi.Kekuatan gempa bumi bervariasi dari tempat ke tempat sejalan dengan perubahan waktu.

Batas lempeng tektonik dapat dibedakan atas tiga bentuk utamayaitu;

1.      Konvergen

Pada bentuk konvergen lempeng yang satu relatif bergerak menyusup di bawah lempeng yang lain. Zona tumbukan ini diindikasikan dengan adanya palung laut (trench), dan sering disebut juga dengan zona subduksi atau zona Wadati-Benioff.Zona penunjaman ini menyusup sampai kedalaman 700 km dibawah permukaan bumi di lapisan astenosfir.Bentuk konvergen berasosiasi terhadap sumber gempa dalam dan juga gunung api.

2.      Divergen

Pada bentuk divergen kedua lempeng saling menjauh sehingga selalu terbentuk material baru dari dalam bumi yang menyebabkan munculnya pegunungan di dasar laut yang disebut punggung tengah samudra (mid oceanic ridge). 

3.      Sesar Mendatar

Tipe jenis sesar mendatar kedua lempeng saling bergerak mendatar.

Bentuk yang lainnya merupakan kombinasi dari tiga bentuk batas lempeng ini.Sketsa jenis pertemuan lempeng tektonik dapat dilihat pada gambar berikut:

Gambar1: Sketsa jenis pertemuan lempeng tektonik

Akibat pergerakan lempeng tektonik, maka di sekitar perbatasan lempeng akan terjadi akumulasi energi yang disebabkan baik karena tekanan, regangan ataupun gesekan. Energi yang terakumulasi ini jika melewati batas kemampuan atau ketahanan batuan akan menyebabkan patahnya lapisan batuan tersebut.

Jadi gempa bumi tidak lain merupakan manifestasi dari getaran lapisan batuan yang patah yang energinya menjalar melalui badan dan permukaan bumi berupa gelombang seismik. Energi yang dilepaskan pada saat terjadinya patahan tersebut dapat berupa energi deformasi, energi gelombang dan lain-lain.Energi deformasi ini dapat terlihat pada perubahan bentuk sesudah terjadinya patahan, misalnya pergeseran. Sedang energi gelombang menjalar melalui medium elastis yang dilewatinya dan dapat dirasakan sangat kuat di daerah terjadinya gempabumi tersebut.

Pusat patahan didalam bumi dimana gempabumi terjadi disebut fokus atau hiposenter, sedang proyeksi fokus yang berada di permukaan bumi disebut episenter.Gempabumi selain terjadi pada perbatasan lempeng juga terjadi pada patahan-patahan lokal yang pada dasarnya merupakan akibat dari pergerakan lempeng juga.Gempabumi yang terjadi di sekitar perbatasan lempeng biasa disebut gempa interplate, sedang yang terjadi pada patahan lokal yang berada pada satu lempeng disebut gempa intraplate.

Karena bentuk pertemuan lempeng ada tiga macam, dengan demikian gempa interplate juga bisa terjadi tiga macam, yaitu:

1.       Gempa bumi yang terjadi di sepanjang sistem rift dimana lempeng samudra terbentuk.

2.  Gempa bumi yang terjadi di sepanjang sistem subduksi dimana lempeng samudra menyusup di bawah lempeng kontinen.

3.  Gempa bumi yang terjadi di sepanjang patahan transform atau sesar geser dimana pertemuan lempeng tektonik saling menggeser secara horizontal.

Di Indonesia gempabumi interplate banyak terjadi di laut dengan kedalaman dangkal dan yang terjadi di daratan kedalaman fokusnya menengah sampai dalam dan bisa mencapai kedalaman 700 km. Sedangkan gempabumi intraplate di Indonesia mempunyai kedalaman sumber gempa relatif dangkal dan bisa terjadi di darat dan laut.

Gempabumi yang besar selalu menimbulkan deretan gempa susulan yang biasa disebut dengan aftershocks.Kekuatan aftershock selalu lebih kecil dari gempa utama dan waktu berhentinya aftershock bisa mencapai mingguan sampai bulanan tergantung letak, jenis dan besarnya magnitude gempa utama.

C.    Jenis Gempabumi

Gempabumi yang merupakan fenomena alam yang bersifat merusak dan menimbulkan bencana dapat digolongkan menjadi empat jenis yaitu:

1.        Vulkanik (Gunung Api)

Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempabumi. Gempabumi tersebut hanya terasa di sekitar gunung api tersebut.

2.    Gempabumi Tektonik

Gempabumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng  lempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempabumi ini banyak menimbulkan  kerusakan atau bencana alam di bumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian bumi.

3.    Gempabumi Runtuhan

Gempabumi ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan,  gempabumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal.

4.    Gempabumi Buatan     

Gempa bumi buatan adalah gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari manusia, seperti peledakan dinamit, nuklir atau palu yang dipukulkan ke permukaan bumi.

Berdasarkan kekuatannya atau magnitude (M), gempabumi dapat dibedakan atas:

1.      Gempabumi sangat besar dengan magnitude lebih besar dari 8 SR.

2.      Gempabumi besar magnitude antara 7 hingga 8 SR.

3.      Gempabumi merusak magnitude antara 5 hingga 6 SR.

4.      Gempabumi sedang magnitude antara 4 hingga 5 SR.

5.      Gempabumi kecil dengan magnitude  antara 3 hingga 4 SR.

6.      Gempabumi mikro magnitude antara 1 hingga 3 SR.

7.      Gempabumi ultra mikro dengan magnitude lebih kecil dari 1 SR.

         Berdasarkan kedalaman sumber (h), gempabumi digolongkan atas:

1.      Gempabumi dalam  h  > 300 Km .

2.      Gempabumi menengah 80 < h  <  300 Km.

3.      Gempabumi dangkal h < 80 Km.

                   Berdasarkan tipenya Mogi membedakan gempabumi atas:

a.	TypeI   :	Pada tipe ini gempa bumi utama diikuti gempa susulan tanpa didahului oleh  gempa pendahuluan (fore shock).
b.	Type II :	Sebelum terjadi gempa bumi utama, diawali dengan adanya gempa pendahuluan dan selanjutnya diikuti oleh gempa susulan yang cukup banyak.
c.	Type III:	Tidak terdapat gempa bumi utama. Magnitude dan jumlah gempabumi yang terjadi besar pada periode awal dan berkurang pada periode akhir dan biasanya dapat berlangsung cukup lama dan bisa mencapai 3 bulan. Tipe gempa ini disebut tipe swarm dan biasanya terjadi pada daerah vulkanik seperti gempa gunung Lawu pada tahun 1979.

           

                 D. KESIMPULAN

Seismologi adalah ilmu yang mempelajari tentang gempa bumi dan struktur dalam bumi dengan menggunakan gelombang seismik yang dapat di timbulkan dari gempa bumi atau sumber lain. Seiring dengan peradaban ilmu, muncul kajian-kajian khusus tentang gempa bumi, seperti mekanisme terjadinya gempa bumi, dampak yang di timbulkan gempa bumi, perancangan alat perekam gempa bumi, diskripsi teoristik melaluai pemodelan, maupun pemanfaatan informasi yang di indikasikan oleh gempa bumi.

Gempa bumi adalah getaran yang terjadi permukaan bumi. Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi).Kata gempa bumi juga digunakan untuk menunjukkan daerah asal terjadinya kejadian gempa bumi tersebut.Kebanyakan gempa bumi disebabkan dari pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang dilakukan oleh lempengan yang bergerak.Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itu lah gempa bumi akan terjadi.

DAFTAR PUSTAKA

Anwar, andi syukur. 2012. http://bumimyearth.blogspot.co.id/2012/01/s truktur-geologi-sesar.html. (diakses 14 Juni 2016 )

Priadi, B., 2011.Sulawesi Geology. tidakdipublikasikan.

Sartono, S., Astadiredja, K.A.S., Mirwanto, H. 1991 .East ArmSulawesi ; BanggaiMicroplate – Sunda SubductionZone Collision, IndonesianAssociation of Geologist IAGI), TheTwentieth IAGI Annual  Convention. Jakarta. Indonesia

Sulaiman, ismail. 1976. Pendahuluan seismologi 1. Jakarta: Akademi Meteorologi dan Geofisika.