12

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 1}

GEMPA BUMI DAN TSUNAMI

Latar Belakang Tektonik Gempa Bumi yang menimbulkan Tsunami di Kawasan Aceh – Nicobar – Andaman *)

Pokok Bahasan:

Pada Bab 12 ini kita akan membahas tentang latar belakang dan kejadian gempa bumi yang menimbulkan tsunami di Aceh pada 26 Desember 2004. Untuk melengkapi pengetahuan yang diperlukan, saudara/I bisa mendapatkan sumber-sumber tambahan dari koran, majalah dan internet yang telah banyak membahas tentang kejadian tersebut.

Pokok-pokok yang akan dijadikan bahasan dalam bab ini antara lain:

Bagaimana gempa bumi bisa terjadi, bagaimana pula mekanismenya?

Istilah-istilah yang berhubungan dengan gempa bumi.

Apa saja dampak dari gempa bumi?

Bagaimana mengukur gempa?

Bagaimana dasar-dasar pengukuran Skala Mercalli, Skala Omori, Skala Richter dan Skala Moment Magnitude?

Berapa kesetaraan energi gempa dengan bahan peledak?

Bagaimana persiapan kita dalam menghadapi kejadian gempa bumi?

Apa yang dimaksud dengan tusnami, dan bagaimana terjadinya?

Bagaimana latar belakang tektonik terjadinya gempa bumi yang menimbulkan gelombang tusnami yang melanda Aceh baru-baru ini?

*) Bahan ini diambil dan ditambahkan seperlunya dari makalah yang berjudul sama dalam Seminar yang diselenggarakan Fakultas Teknik - UNISBA

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 2}

12.1. Pendahuluan

Gempa bumi dahsyat yang terjadi di lepas pantai barat Aceh, pada tanggal 26 Desember 2004 pukul 6:58:50 WIB, berkekuatan 9,0 menurut Skala Richter. Pusat gempa terletak pada 3,298° Lintang Urata dan 95,779° Bujur Timur kurang

lebih berjarak 160 km pada kedalaman 30 kilometer. Gempa ini merupakan gempa bumi terdahsyat dalam kurun waktu 40 tahun terakhir ini yang menghantam Asia Tenggara dan Asia Selatan (Gambar 12.1).

Gambar 12.1. Posisi episentrum beberapa gempa magnitude > 5.8 pada tanggal 26 Desember 2004

Di Indonesia, gempa menelan lebih dari 101.318 korban jiwa (Tabel 12.1). Puluhan gedung hancur oleh gempa utama, terutama di Meulaboh dan Banda Aceh di ujung Sumatra. Di Banda Aceh, sekitar 80% dari semua bangunan rusak terkena tsunami. Secara keseluruhan, kebanyakan korban disebabkan oleh tsunami yang menghantam pantai barat Aceh dan Sumatra Utara. Dampak dari gempa ini meluas hingga ke sisi timur benua Afrika.

Tabel 12.1. Data Korban Bencana Alam Tsunami 26 Desember 2004

Sumber: Wikipidia Ensiklopedia, Februari 2005

12.2. Mekanisme Terjadinya Gempa Bumi

Gempa Bumi adalah getaran yang terjadi di bumi akibat dari pelepasan energi di kerak bumi secara tiba-tiba / seketika, yang dipancarkan dalam bentuk gelombang seismik. Energi ini dilepaskan oleh karena gerakan cepat dari suatu patahan / sesar di bagian kulit bumi.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 3}

Perumpamaan untuk ini adalah seperti jika kita berusaha mematahkan sepotong ranting kering yang kecil, maka tanpa banyak tenaga kita akan dapat mematahkan ranting tersebut. Akan berbeda jika ranting tersebut cukup besar. Pada tahap awal ranting akan melengkung hingga mencapai batas elastisitasnya. Jika batas elastisitas ini terlampaui, maka ranting akan mulai retak dan patah. Patahan ini akan menimbulkan suatu sentakan. Meskipun kita telah bersiap-siap terhadap saat terjadinya patahan, tidak urung kita akan tersentak juga, karena tenaga yang kita berikan pada saat ranting melengkung, tiba-tiba terlepas dengan sangat cepat. Kondisi yang sama terjadi pada proses guncangan gempa bumi.

Sesar atau Patahan, adalah patahnya batuan akibat gerakan-gerakan di bagian kulit bumi. Sumber gerakan ini adalah gaya-gaya internal dari dalam bumi (Gaya Endogen). Blok-blok batuan yang terpisahkan tersebut relatif berseberangan satu dengan yang lain. Arah pergerakan relatif ini tergantung kepada jenis patahannya. Panjang patahan dapat mencapai ratusan kilometer, tetapi pada pergerakan kecil bisa mencapai hanya 10 meter. Umumnya gempa bumi menghasilkan patahan yang panjang dan selalu berkaitan dengan gerakan pergeseran segmen kerak bumi.

12.3. Posisi Gempa Bumi

Karena gempa bumi umumnya terjadi di bawah permukaan, maka posisi gempa harus dapat ditentukan dari suatu titik pengamatan di mana getaran gempa tersebut dirasakan. Beberapa istilah yang digunakan dalam mendeskripsi posisi gempa adalah sebagai berikut:

Fokus atau hypocenter adalah pusat gempa, atau titik di kedalaman bumi dimana asal getaran berawal. Gelombang seismik akan keluar dari titik fokus ini.

Epicentrum adalah lokasi geografis di mana titik di permukaan bumi tepat berada di atas fokus.

Fosi gempa (foci ~ bentuk jamak dari focus) dapat berada pada suatu kisaran kedalaman, seperti gempa dangkal (0-70 km), gempa sedang (70-300 km), gempa dalam (300-700 km).  Gempa dangkal adalah yang paling umum.  Jika kita amati sebaran gempa di seluruh dunia dari tahun 1975 hingga sekarang, maka gempa besar dan banyak menelan korban umumnya berupa gempa dangkal.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 4}

12.4. Gelombang Seismik

Gelombang seismik menyatakan energi yang dilepaskan dari fokus gempa bumi. Dikenal dua jenis gelombang seismik, yaitu: Gelombang Permukaan (Surface waves) – berjalan di permukaan atau kulit

bumi. Dampak gelombang ini di permukaan tanah adalah seperti menggelombangnya buih air laut.

Gelombang Tubuh (Body waves) – gelombang yang berjalan melalui interior bumi dari fokus gempa.

Berdasarkan kepada arah getaran dan kecepatannya gelombang dapat dibagi menjadi dua, yaitu gelombang P (primer) dan gelombang S (sekunder atau gelombang geser). Gelombang P getarannya sejajar dengan arah datangnya sumber gempa.

Kecepatan gelombang ini dapat mencapai 4-6 km per detik, tergantung dari sifat batuan yang dilaluinya.

Gelombang S bergetar tegak lurus dengan arah datangnya gelombang, sama seperti gelombang yang dibentuk jika seutas tali yang diayunkan dari ujung satu dan ujung lain diikatkan pada tiang. Kecepatan gelombang ini mencapai 3-4 km per detik.

Kecepatan gelombang seismik akan rendah jika melewati material berai dan tidak terkonsolidasi seperti pada pasir, kerikil atau batuan yang sebagian meleleh dan akan semakin tinggi pada material yang padat (solid). Variasi kecepatan gelombang seismik ini dengan demikian akan tergantung kepada sifat-sifat fisik interior bumi.

Gelombang P dan S umumnya dijumpai pada setiap kejadian gempa bumi (Gambar 12.2), tetapi gelompang P yang yang pertama kali sampai dan tertangkap oleh stasiun pencatat gempa (stasiun seismograph) karena kecepatannya yang besar. Gelombang permukaan adalah yang datang sampai terakhir, setelah gelombang P dan S melintas karena gelombang langsung melalui rute tubuh batuan interior bumi.

Gambar.12. 2. Arah gerakan yang kontras antara gelombang permukaan dengan

gelombang tubuh, yang mengikuti suatu peristiwa gempa

Alat pencatat getaran gempa di stasiun seismograf adalah seismogram. Perbedaan waktu sampai antara gelombang P dan S pada seismogram dapat disebabkan karena perbedaan jarak yang ditempuh dari sumber

gempa. Untuk menyatakan kekuatan gempa, digunakan data amplitudo (tinggi, Gambar 12.12.3) gelombang S yang tercatat pada seismograf.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 5}

Gambar 12.3. Ilustrasi ideal, gelombang yang tertangkap oleh seismograf. Untuk menentukan

jarak dari epicenter, dibutuhkan perhitungan beda waktu tempuh dari gelombang P dan S terhadap

seismograf (sekitar 14 detik).Besaran gempa berkaitan dengan besaran amplitudo gelombang

S.

12.5. Dampak Gempa Bumi

Manifestasi dampak dari suatu aktifitas gempa dapat berupa: Guncangan Tanah (Ground Shaking). Pergerakan gelombang horizontal

yang cepat di permukaan bumi sering berkaitan dengan gempa bumi. Hal ini sering mengakibatkan tergesernya pondasi bangunan rumah atau runtuhnya gedung-gedung tinggi akibat lantai bergeser dan menimpa lantai di bawahnya. Guncangan ini akan terlebih lagi akan terjadi di kawasan di mana batuan sedimennya lembek atau jenuh terisi air.

Patahan dan Proses Pengangkatan. Rekahnya permukaan tanah akibat patahan biasanya membentuk morfologi lereng yang disebut sebagai gawir sesar (fault scarp). Akibat gempa beberapa bagian dari permukaan bumi ini mungkin akan berubah elevasi, dapat mengalami pengangkatan atau penurunan.

Liquefaction, terjadi jika sedimen yang jenuh air terguncang keras, sehingga terjadi penataan kembali butiran sedimen. Sedimen akan kolaps dan memaksa air keluar dari rongga antar butiran, hal ini akan mengakibatkan tanah di permukaan amblas. Contoh kejadian ini adalah pada Gempa Kobe di Jepang.

Longsoran (Landslides). Gempa bumi sering terjadi di sepanjang kawasan pegunungan yang berada di sepanjang batas lempeng konvergen, batas lempeng saling mendekat di mana akan terjadi tumbukan antar lempeng. Lereng yang terjal di kawasan ini sering mengalami runtuh saat terjadi guncangan. Longsoran semacam ini umum terjadi menyertai peristiwa gempa bumi di Kalifornia (USA).

Tsunami. Gelombang besar umumnya timbul akibat gempa bumi yang terjadi di bawah laut. Tsunami dapat juga terjadi karena letusan dahsyat gunungapi bawah laut. Gempa bawah laut yang terjadi di pinggiran samudra, dapat menyebabkan gelombang besar yang menyapu daratan hingga ribuan kilometer dari kawasan pantai. Gelombang tsunami dapat mencapai tinggi 15 meter, bahkan letusan Gunung Krakatau (1883) menimbulkan gelombang sampai 30 meter. Kecepatan gelombang akibat tsunami dapat mencapai 960 km / jam.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 6}

12.6. Pengukuran Gempa Bumi

Dikenal 3 cara dalam pengukuran efek gempa bumi, yatu: Skala Modifikasi Mercalli digunakan untuk mengukur tingkat kerusakan dan

pandangan orang tentang sebuah gempa. Skala Richter, adalah yang paling umum dikenal, mengukur besaran

gelombang sismik yang tercatat pada alat seismogram. Skala Moment-Magnitude digunakan untuk menggantikan Skala Richter dan

lebih populer di kalangan ahli geofisika karena memberikan nilai yang lebih akurat tentang informasi banyaknya energi yang dikeluarkan oleh suatu gempa bumi.

 

12.6.1. Skala Modifikasi Mercalli

Skala pengukuran Mercalli adalah intensitas tingkat kerusakan bangunan dari suatu gempa (nilai tertinggi) dan efek yang dirasakan oleh orang (nilai terendah). Skala Mercalli diciptakan pada tahun 1902 oleh seorang ahli gunung berapi Italia bernama Giuseppe Mercalli untuk mengukur kekuatan gempa bumi. Skala Mercalli terbagi menjadi 12 tingkatan berdasarkan informasi dari orang-orang yang selamat dari gempa tersebut dan juga dengan melihat dan membandingkan tingkat kerusakan akibat gempa bumi. Karenanya skala Mercalli sangat subyektif dan kurang tepat dibanding dengan perhitungan magnitudo gempa yang lain. Tetapi skala Mercalli yang dimodifikasi, pada tahun 1931 oleh ahli seismologi Harry Wood dan Frank Neumann, masih sering digunakan, terutama apabila tidak terdapat peralatan seismometer yang dapat mengukur kekuatan gempa bumi di tempat kejadian.

Intensitas gempa menurut skala ini dinilai dari tingkat I-XII (menggunakan penulisan Romawi). Skala Mercalli (Tabel 12.2) relatif lebih mudah digunakan tetapi pada saat ini sudah tidak umum digunakan.

Tabel 12.2. Skala Modified Mercalli Intensity (MMI)Index

Efek gempa terhadap manusia dan bangunan

ITidak dirasakan orang, kecuali keadaan luar biasa oleh beberapa orang.

IIDirasakan oleh orang yang sedang beristirahat/diam pada bangunan lantai atas (tertinggi).

III Mungkin dirasakan oleh banyak orang di dalam ruangan. Getarannya mirip dengan jika ada truk melintas. 

IV Dirasakan oleh banyak orang dalam ruangan, sedikit orang di luar ruangan. Barang pecah belah, pintu dan jendela bergetar; bunyi dinding retak. Rasanya seperti truk berat dan alat berat melintas. 

V Hampir dirasakan oleh semua orang; beberapa orang kaget dan keluar. Alat-alat dapar mungkin pecah, kaca jendela retak. Benda-benda yang tidak stabil roboh.

VI Dirasakan oleh semua orang; beberapa ketakutan. Benda-benda furniture

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 7}

bergeser; tampak kerusakan ringan di sana-sini.VII Kerusakan ringan – sedang pada beberapa struktur bangunan; yang

mengalami kerusakan terutama pada bangunan yang konstruksinya jelek. VIII Kerusakan ringan terjadi pada bangunan yang sudah dirancang tahan

gempa; bangunan lainnya rusak berat. Beberapa dinding mungkin roboh. IX Bangunan dengan struktur bagus mungkin rusak berat. Bangunan berlantai

tinggi sebagian collapse (runtuh). Pondasi bangunan bergeser. X Benyak bangunan berstruktur kayu hancur; bangunan berstruktur beton

hancur berikut pondasinya.XI Hanya sedikit bangunan beton tersisa (berdiri). Jembatan jebol dan rel

kereta api terbengkokkan. XII Seluruh bangunan hancur total, benda-benda terlempar ke udara.

12.6.2. Skala OMORI

Di Indonesia telah dikembangkan Skala Omori yang telah dimodifikasi oleh Bemmelen (1949), seperti pada Tabel 11.5 berikut, sedangkan perbandingan antara skala Mercalli dan Skala Omori dapat dilihat pada Tabel 11.6.

Tabel 12.3. Skala OMORI (telah dimodifikasi oleh Bemmelen, 1949)Derajad Keterangan

I Getaran-getaran lunak, dirasakan oleh banyak orang tetapi tidak oleh semua orang.

II Terjadi getaran sedang, semua orang terbangun karena barang-barang berupa gerabah pecah dan jatuh dari tempatnya, jendela dan pintu berderit.

III Getaran terasa kuat, jam dinding berhenti berdetak pintu-pintu dan jendela terbuka.

IV Getaran sangat kuat, gambar dan foto di dinding terjatuh, retakan-retakan pada dinding mulai terlihat.

V Getaran sangat kuat, dinding roboh dan atap genting terlempar.VI Rumah dengan konstruksi bagus roboh.VII Kerusakan dahsyat terjadi di mana-mana.

Tabel 12.4. Kesetaraan Skala Mercalli – Omori

No. Skala Mercalli Skala Omori1 II + III I2 IV II3 V III4 VI IV5 VII + VIII V6 IX + X VI7 XI + XII VII

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 8}

12.6.3. Skala Richter

Skala Richter mengukur besaran gempa, berupa amplitudo gelombang seismik yang terekam pada alat seismograf dari sebuah gempa. Charles Richter mengembangkan penggunaan skala ini pada tahun 1935, bekerjasama dengan Beno Gutenberg, keduanya dari California Institute of Technology untuk mengukur gempa dangkal di Kalifornia – USA.  Awalnya pengukuran besaran lokal (ML- local magnitude) sangat sederhana, yakni dengan mengunakan 2 faktor (perbedaan antara waktu tiba amplitudo gelombang P dan S). 

Skala Richter didefinisikan sebagai skala logaritmik (basis 10) dari amplitudo maksimum, yang diukur dalam satuan mikrometer, dari rekaman gempa oleh instrumen pengukur gempa seismometer torsi Wood-Anderson, pada jarak 100 km dari pusat gempanya. Sebagai contoh, misalnya kita mempunyai rekaman gempa bumi (seismogram) dari seismometer yang terpasang sejauh 100 km dari pusat gempanya, amplitudo maksimumnya sebesar 1 mm, maka kekuatan gempa tersebut adalah log (10 pangkat 3 mikrometer) sama dengan 3.0 skala Richter. Gempa hanya dapat diukur pada jarak < 600 km dari stasiun seismograf. Suatu gempa yang berkekuatan sekitar 4.5 atau lebih, cukup kuat untuk terekam pada seismograf yang terpasang di seluruh belahan bumi.

Rumus-rumus yang kompleks digunakan untuk menentukan besaran gempa dari gelombang seismik, yang dihitung dari beberapa seismograf. Semakin banyak data stasiun seismograf semakin rumit perhitungannya.  Persamaan tersebut adalah:

Mb = log10(A/T) + Q

Rumus ini digunakan untuk menentukan besaran tubuh gelombang (Mb), di mana A adalah amplitudo getaran tanah (mikron) yang terukur pada seismogram; T adalah waktu yang dibutuhkan dari sumber gempa ke alat pencatat (detik); dan Q adalah faktor koreksi jarak dari pusat gempa dan kedalaman fokus gempa (kilometer).  Goncangan terbesar (semakin besar A) dan semakin cepat (waktu tempuh kecil; T) akan memberikan magnitude gempa yang besar.

Karena merupakan skala logaritmik, maka setiap tingkatan skala menyatakan 10 kali lipat peningkatan getaran di bumi akibat dari gempa tersebut, dan sekitar ~30-kali peningkatan energi yang dikeluarkan. Sebagai contoh, gempa dengan intensitas 7 mempunyai getaran 10x lebih besar dan energi yang dikeluarkan 30x dari intensitas gempa 6, 100x getaran lebih besar dan 900x lebih besar energinya dari pada intensitas gempa skala 5; 1000x lebih besar dari skala 4, dan seterusnya.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 9}

Tabel 12.2. Skala Richter, frekuensi dan dampak yang yang ditimbulkan

DeskripsiSkala

Richter Dampak Gempa Frekuensi Kejadian

Mikro < 2.0 Gempa mikro, tidak terasa. Sekitar 8,000x / hariSangat minor 2.0-2.9 Umumnya tidak terasa, tetapi terekam. Sekitar 1,000x / hari

Minor 3.0-3.9Kadang terasa, tetapi jarang menimbulkan kerusakan.

Sekitar 49,000x / tahun

Ringan 4.0-4.9Ditandai dengan getaran barang2 di dalam ruangan, tidak menimbulkan kerusakan berarti.

Sekitar 6,200x / tahun

Sedang 5.0-5.9Menimnbulkan kerusakan berat pada bangunan konstruksi ringan untuk kawasan terbatas. Pada konstruksi bangunan dijumpai sedikit kerusakan.

Sekitar 800x / tahun

Kuat 6.0-6.9Mampu merusak bangunan pada area sekitar 150 km.

Sekitar 120x / tahun

Mayor 7.0-7.9 Berdampak kerusakan serius pada area yang luas. 18x / tahun

Besar 8.0-8.9Berdampak kerusakan sangat serius pada areal ratusan kilometer.

1 per tahun

Sangat Besar 9.0 atau lebih Hampir tidak ada bangunan yang mampu bertahan 1x per 20 tahun(diadaptasi dari U.S. Geological Survey)

12.6.4. Skala Moment Magnitude

Keterbatasan seismometer torsi Wood-Anderson, yang digunakan oleh Richter, adalah pada skala ML tidak dapat mencatat kejadian gempa > 6.8. Oleh sebab itu selanjutnya dikembangkan Magnitudo Gelombang Permukaan (surface wave atau Ms) dan Magnitudo Tubuh Gelombang (body wave atau Mb).

Skala Moment-magnitude mengukur energi yang dihasilkan dari suatu gempa, merupakan kelanjutan dan lebih akurat dari Skala Richter. Penggunaan Skala ini diawali oleh Hiroo Kanamori dan saat ini digunakan oleh sebagian besar ahli gempa di seluruh dunia untuk membandingkan besarnya energi yang dihasilkan oleh suatu gempabumi. Jumlah energi yang dikeluarkan berhubungan dengan sifat batuan seperti kekenyalan atau pun kekerasan batuan, luas permukaan patahan batuan dan banyaknya pergeseran dari pergerakan patahan. Hal ini membutuhkan pengukuran yang lebih akurat dalam memperbandingkan besarnya gempa bumi. Moment magnitude (MW) didefinisikan sebagai persamaan :

di mana Mo adalah momen seismik yang diukur dalam dyne-centimeter

(dyn·cm = 10−7N·m).

Dalam SI-unit persamaan ini menjadi:

Konstanta 9.1 diperoleh dari moment magnitude, yang secara kasar digunakan dalam perkiraan dalam Skala Richter. Kelebihan skala Mw adalah tidak seperti

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 10}

skala magnitudo lokal, skala ini tidak dibatasi pada batas atasnya. Dengan demikian, tidak ada nilai tersendiri bagi kejadian gempa yang memiliki magnitudo sama. Berdasarkan hal ini, moment magnitude saat ini populer digunakan untuk menghitung gempa yang sangat besar. USGS tidak menggunakan skala ini untuk gempa yang memiliki magnitudo < 3.5.

12.7. Energi Gempa Bumi

Besarnya energi moment magnitude adalah 1/2000 kali momen:

dengan menggunakan asumsi 1 metrik ton TNT setara dengan 4 × 1015 Joule, maka:

Penggunaan EMt (ekuivalen Mt) sebagai pembanding getaran tanah, dan selanjutnya harus kita kalikan jumlahnya dengan 1000/15. Jika 1 kiloton bahan peledak TNT setara dengan gempa magnitudo 4, maka:

Sehingga dari rumus di atas, jika kita dapat menghitung skala magnitude hingga satuan desimal, maka sekitar 32 kalinya adalah besar energi yang dibutuhkan. Dengan demikian, gempa bumi pada skala magnitudo 6.0 adalah setara dengan 1.01 mega ton bahan peledak TNT.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 11}

Tabel 12.3. Pendekatan intensitas gempa bumi ekivalen ledakan TNT.

Skala RichterEkivalen TNT untuk

Energi getaranContoh

-1.5 6 lb Granat1.0 30 lb Peledakan Konstruksi bangunan 1.5 320 lb Bom konvensional Perang Dunia II2.0 1 ton Bom konvensional Perang Dunia II2.5 4.6 ton Bom blockbuster "Cookie" (PD II)3.0 29 ton Ledakan bom MOAB, 20033.5 73 ton Kecelakaan nuklir Chelyabinsk, 19574.0 1 kiloton Bom atom kecil4.5 5.1 kiloton Rata-rata energi angin Tornado5.0 32 kiloton Bom Atom Nagasaki 5.5 80 kiloton Gempa gunung Little Skull., NV Quake, 19926.0 1 megaton Gempa Double Spring Flat, NV Quake, 19946.5 5 megaton Gempa Northridge, 19947.0 32 megaton Ledakan senjata thermonuklir 7.5 160 megaton Gempa Landers, Califronia, 19928.0 1 gigaton Gempa San Francisco, , 19068.5 5 gigaton Gempa Anchorage, Alaska, 19649.0 32 gigaton Gempa/Tsunami, Samudra India Ocean, 2004

10.0 1 teraton Pergeseran Patahan San-Andreas jika mengeliling bumi

12.8. Bagaimana Cara Kita Menghadapi Gempa?

Guncangan gempa bumi, pada suatu keadaan mungkin kita rasakan seperti saat kita berada di dek kapal laut. Keadaan seperti ini mungkin terjadi selama satu atau dua menit, mungkin lebih. Apa yang kita lakukan selama gempa dan sesaat setelah gempa, mungkin merupakan suatu garis batas antara hidup dan mati, dan masing-masing dapat berbeda antara kita, keluarga dan tetangga kita. Oleh sebab itu langkah yang harus ditempuh agar kita dapat “survive” selama dan sesaat setelah terjadinya gempa dapat digunakan sebagai panduan.

Beberapa langkah penting, selama dan setelah setalah terjadinya gempa bumi perlu disosialisasikan kepada masyarakat agar kerugian jiwa dapat diminimalkan. Langkah-langkah tersebut antara lain:

A. Selama Terjadi Getaran Jangan panik. Getaran yang kita rasakan mungkin menakutkan, tenang-

tenang saja lah, kecuali jika ada benda di atas kepala kita akan jatuh. Bumi tidak akan merekah dan menelan kita; dengan seteguk air berjalanlah dengan tenag keluar gedung.

Jika kita terperangkap di dalam ruangan, tetaplah di dalam ruang. Berlindunglah di bawah meja, kursi atau apa saja yang dapat melindungi kita dari jatuhan benda. Atau jika kita terperangkap di gang sebuah suatu

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 12}

ruangan, hall dan berdirilah di sisi luar tembok. Berdirilah jauh-jauh dari barang-barang mudah pecah, sperti keramik, jendela atau gelas.

Jangan gunakan cempor, lilin atau lampu bakar lainnya untuk penerangan termasuk korek api, selama dan setelah getaran. Jauhi semua api.

Jika kita sedang di luar ruang ketika terjadi gempa, jauhi dinding atau gedung. Carilah tempat lapang yang betul-betul terbuka.

Jangan lari melalui atau dekat gedung. Bahaya paling besar akibat runtuhan adalah jika kita berdiri dekat pintu keluar atau dekat di sekeliling tembok.

Jika kita sedang di dalam kendaraan yang sedang berjalan, berhenti dan cepatlah pasang sabuk pengaman dan tetap di dalam kendaraan. Mobil adalah sebuah seismometer yang baik, dan mudah tergoncang dengan getaran kecil sekali pun; tetapi mobil juga sebagai tempat yang bagus untuk berlindung selama terjadinya gempa hingga guncangan berhenti.

B. Setelah Getaran Periksa perlengkapan elektronik yang ada di rumag, tetapi jangan coba-

coba menghidupkan / menyalakan sesuatu. Guncangan gempa dapat memecahkan pipa air, gas atau memutuskan sambungan listrik.

Jika kita membaui gas, buka jendela, matikan keran gas terdekat, lantas dengan hati-hati dan secepatnya keluar gedung. Laporkan kebocoran ini kepada petugas. Jangan masuk kembali ke rumah sebelum jelas benar bahwa petugas menyatakan aman.

Jika saluran air pecah dan mucrat, tutup kran utamanya. Jika terjadi korsluiting listrik, matikan dari saklar utamanya. Jika kondisi memungkinkan, hidupkan radio atau televisi, untuk

mendapatkan informasi penting bagi langkah lanjutan. Jangan pergi jauh-jauh, meskipun hanya sekedar melihat-lihat. Jauhi gedung sebagian yang telah roboh, getaran lanjutan yang kecilpun

~ dan ini sering terjadi, akan merobohkan sisa bangunan tersebut.

Perlu diketahui kondisi (7) ini sering abaikan sehingga keadaan tersebut adalah yang paling banyak menelan korban. Hal ini terjadi karena setelah guncangan berlalu, kondisi dirasa telah aman dan orang berusaha memasuki rumah unutk memeriksa keadaan. (Sumber: National Oceanic and Atmospheric Administrasion; dalam Mallory & Cargo, 1979).

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 13}

12.9. Tsunami

Kata tsu-nami berasal dari bahasa Jepang, yang kira-kira berarti “Gelombang besar di pelabuhan”; tsu = pelabuhan dan nami = gelombang. Pada zaman dahulu, kata ini bagi masyarakat umum mengandung arti “gelombang laut” dan bagi ilmuwan berarti gelombang seismik laut.

Tsunami berbeda dengan gelombang laut biasa, yang dihasilkan oleh angin; di mana ditandai dengan sifat gelombang air yang dangkal, perioda dan panjang

gelombang besar. Gelombang biasa bersifat ritmik, bergulung-gulung saling mengejar satu dengan lainnya. Gelombang badai yang paling hebat di lautan menghasilkan perioda 10 detik, dan panjang gelombang mencapai 150 meter, tetapi panjang gelombang Tsunami dapat mencapai 100 km dengan periode gelombang dapat mencapai 1 jam.

Gambar 12. 4 . Anatomi tubuh gelombang laut

Gambar 12.5 . Tipikal gelombang laut biasa (kiri) dan gelombang laut akibat tsunami (kanan)

Akibat dari panjang gelombang yang besar pada gelombang tsunami ini, sifat gelombangnya akan menjadi gelombang air dangkal bila rasio antara kedalaman air dengan panjang gelombang menjadi kecil. Kecepatan gerak gelombang air dangkal sama dengan akar kuadrat dari gaya gravitasi kali kedalaman airnya. Dengan gambaran tersebut, maka jika pada Samudra Pasifik kedalaman airnya 4000 meter, maka kecepatan gelombang airnya mencapai 200 m/det atau lebih dari 700 km/jam. Karena energi gelombang ini berkurang sesuai dengan kedalaman airnya, maka tsunami tidak hanya merambat dengan kecepatan tinggi, tetapi juga berjalan jauh hingga berjarak “trans-oceanic” dengan kehilangan energi yang sangat terbatas.

Tsunami bergerak dengan kecepatan tinggi pada laut dalam, dan menjadi lambat pada laut dangkal; tetapi fluks energi yang tergantung kepada kecepatan dan tinggi gelombang, relatif konstan. Konsekuensinya meskipun kecepatan

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 14}

gelombangnya berkurang di perairan dangkal, tetapi tinggi gelombangnya akan mencapai maksimum.

Bagaimana gempa dapat menimbulkan gelombang tsunami? Seperti telah disinggung sebelumnya, tsunami terbentuk akibat gempa bumi di bawah laut. Gempa bumi di bawah laut itu sendiri merupakan dampak dari pergerakan lempeng kulit bumi.

Penjelasan untuk ini dapat ditemukan pada tektonik lempeng, suatu revolusi konsep pemikiran d bidang ilmu kebumian. Teori Tektonik Lempeng merupakan gabungan dari beberapa ide dasar tentang pengapungan benua (diajukan oleh Alfred Wagener, 1912) dan pemekaran lantai samudra, oleh Harry Hess dari Universitas Princeton.

Lempeng tektonik adalah gambaran dari kulit bumi (lithosfer, Gambar 12. ) yang kaku keras (rigid) dan terpecah menjadi sebuah mosaik pada bagian samudra dan benua yang masing-masing dapat bergeser, karena bertumpu pada massa yang plastis cair (astenosfer) bagian paling atas dari mantel. Lempeng-lempeng

ini bergerak relatif konstan, dan jika ini terjadi maka garis pinggiran sepanjang pertemuan lempeng akan memberikan dampak geologi yang sangat luas seperti pertumbuhan rangkaian pegunungan, gempa bumi, gunung api dan lain-lain.

Gambar 12.6. Mozaik lempeng-lempeng kulit bumi.

Karena lempeng-lempeng tersebut mengapung di atas massa cair (magma), maka arus konveksi yang terjadi pada lapisan astenosfer menyebabkan lempeng-lempeng tersebut bergerak; saling menumbuk, saling menjauh atau hanya berpapasan (Gambar 12.7).

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 15}

Gambar 12. 7. Mekanisme pergerakan

lempeng.

Pertemuan antar lempeng adalah pusat - pusat kegiatan tektonik, seperti gempa bumi, tumbuhnya gunungapi dan lain-lain. Pada bagian di mana terjadi pertemuan antara kerak samudra dengan kerak benua

dengan gerakan saling mendekat, karena berat jenis lempeng samudra > berat jenis lempeng benua, maka terjadi tumbukan antar lempeng, hasilnya adalah kerak samudra akan disusupkan ke bawah lempeng benua. Penyusupan ini menimbulkan tekanan dan temperatur tinggi, mengakibatkan melelehnya lapisan

kerak menjadi magma kembali. Magma inilah yang akan membentuk rangkaian gunungapi (Gambar 12.8 ).

Gambar 12.8 . Terbentuknya gunungapi dan lokasi gempa

pada batas antar lempeng.

Salah satu penyebab tsunami adalah terjadinya gempa bumi di bawah laut. Gempa yang besar sekalipun, seperti gempa 8.5 SR yang terjadi di Alaska, tidak menimbulkan tsunami karena terjadi di darat.

Secara umum, tsunami disebabkan oleh gelombang laut akibat gangguan di atau dekat lautan. Gangguan tersebut dapat berupa gempa bumi, letusan gunungapi bawah laut, longsoran atau detonasi alat nuklir dekat laut. Meskipun demikian, kebanyakan tsunami ditimbulkan oleh gempa bumi dangkal dengan magnitudo besar dengan titik episentrum dekat atau di lautan.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 16}

Pergerakan vertikal kulit bumi sepanjang bagian yang terkoyak, yang diakibatkan oleh gempa bumi menyebabkan timbulnya gelombang tsunami yang mampu menjalar ke bagian lain dari samudra dengan kecepatan sangat besar dan jangkauan area yang sangat luas. Tahapan terbentuknya gelombang tersebut adalah sebagai berikut (Gambar 12.9):

a) Ketika lempeng samudra bertemu dengan lempeng benua, maka terjadi tumbukan, di mana lempeng samudra menyusup di bawah lempeng benua sebagai zona penunjaman.

b) Kegiatan tersebut dapat yang berlangsung ratusan tahun. Di bagian permukaan lempeng benua pada zona ini, yang merupakan tubuh batuan rigid, terseret secara perlahan-lahan dan membentuk lengkungan.

c) Ketika batas elastisitas batuan terlampaui, maka terjadilah hentakan seketika, berupa pelepasan energi. Hentakan inilah yang kita rasakan sebagai getaran gempa bumi.

d) Hentakan ini dapat mengangkat lapisan kulit / kerak benua, dan menghentak kolom air yang terdapat di bagian atasnya, maka terbentuklah gelombang tsunami.

(a) (b)

(c ) (d) Gambar 12.9 . Tahap-tahap terbentuknya tsunami akibat tumbukan lempeng

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 17}

Daerah yang paling sering terjadi gempa – tsunami adalah kawasan di seputaran pantai Samudra Pasifik, juga di Samudra Hindia. Meskipun jumlah lempeng di kulit bumi ini jumlahnya sangat banyak, tetapi hingga saat ini diketahui ada sebanyak 12 lempeng yang secara aktif menimbulkan gempa di seluruh belahan bumi. Di seputaran Samudra India, tercatat 7 kali terjadi tsunami selama periode 200 tahun terakhir (Tabel 12.4)

Tabel 12.4. Peristiwa tsunami di Samudra Hindia periode 200 tahun terakhir.

Tanggal Kejadian Lokasi

1524 Dabhol, Maharashtra

02 April 1762 Semenanjung Arakan, Myanmar

16 Juni 1819 Rann Kachachh, Gujarat

31 Oktober 1847 Pulau Nicobar Besar Island

31 Desember 1881 Nicobar Kecil Island

26 Agustus 1883 Letusan Gunung Krakatau

28 November 1945 Semenanjung Mekran, Balochistan

Sejak dari tahun 1900, gempa yang setara atau lebih besar (Magnitudo >9.0) dari gempa Aceh ini tercatat antara lain:

Tahun 1952, magnitudo 9.0 di Kamchatka Tahun 1957, magnitudo 9.1 di Kepulauan Andianov - Alaska Tahun 1960, magnitudo 9.5 di Chile Tahun 1964, magnitudo 9.2 di Prince William Sound - Alaska

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 18}

12.10. Latar Belakang Tektonik Tsunami di Sumatra – Nicobar - Andaman

Harus diakui bahwa gempa bumi dan tsunami yang terjadi di lepas pantai barat Sumatra adalah suatu gempa yanga paling besar dampaknya sepanjang sejarah modern manusia. Hasil pencatatan yang dilakukan oleh USGS – Services Earthquake Network, pada tanggal 26 Desember 2004 tersebut juga diikuti gempa susulan yang secara berturut-turut (Tabel 12.5). Kejadian gempa bumi pada hari yang sama di kawasan ini, yang berskala magnitudo > 3.5 terhitung sebanyak 81 kali.

Tabel 12.5. Gempa bumi magnitudo > 6 pada tanggal 26 Desember 2004 di kawasan Sumatra – Nicobar – Andaman

Gambar 12.10. Distribusi gempa bumi di lepas pantai barat Sumatra bagian Utara

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 19}

Bagaimana semua itu bisa terjadi? Indonesia merupakan salah satu negara yang mengalami tingkat aktifitas gempabumi tertinggi di dunia, yang ditandai dengan ditemukannya jajaran gunungapi aktif. Kawasan Indonesia, diapit oleh sejumlah lempeng yang masing-masing bergerak relatif menekan setiap kepulauannya (Gambar 12.11). Fenomena ini sangat khas dari struktur jajaran kepulauan dengan karakteristik fisiografik, seperti palung samudra dalam, sabuk geoantiklin, jajaran gunung berapi dan cekungan tepian benua. Zona tumbukan (penunjaman) pada umumnya membentuk sudut tegak lurus terhadap sumbu palung. Tetapi di barat Sumatra agak berbeda, pertemuan antar lempeng

membentuk sudut miring, akibat dari gerakan puntir dari sumbu penunjaman. Dan hal ini dapat dilihat dari adanya Patahan Semangko, yakni patahan mendatar di tengah Pulau Sumatra yang terlihat sejajar dengan rangkaian gunungapi.

Gambar 12.11 . Lempeng-lempeng yang mengelilingi Kepulauan Indonesia

Di Indonesia bagian timur, lempeng litosperik Asia Tenggara (Lempeng Eurasia) bertumbukan dengan Lempeng Australia yang bergerak menuju arah utara, dan dirorong pula oleh Lempeng Samudra Pasifik ke arah barat. Akibatnya Indonesia merupakan suatu contoh pergerakan lempeng tektonik yang komplek.

Seringnya terjadi letusan gunungapi dan guncangan gempabumi, membuktikan bahwa proses tektonik aktif terjadi di kawaan ini. Hal ini dapat dianggap sebagai bagian dari respon terhadap pergerakan lempeng utamanya. Penyebaran cekungan samudra yang kecil-kecil, potongan-potangan lempeng benua, serta sisa-sisa busur magmatik masa lalu dan sejumlah sisa-sisa zona penunjaman yang kompleks, menjadikan kawasan Indonesia sebagai kawasan yang dari dulu hingga sekarang, bahkan sampai nanti pun secara tektonik sangat aktif. Kecepatan dari pergerakan tiap lempeng di kawasan ini sangat bervariasi, seperti pergerakan Palung Jawa adalah 6,0 cm/tahun pada 0°S 97°E (azimuth 23°); 4.9 cm per tahun pada Palung Jawa bagian Timur pada 12°S 120°E (azimuth 19°); dan 10.7 cm per tahun di Papua pada koordinat 3°S 142°E (azimuth 75°).

Pada zona tumbukan di tenggara Sumatra, Palung Jawa (Java Trench) memiliki arah jurus kurang lebih N37°W. Kerak Samudra India – Australia, bergerak ke ke arah N23°E relatif ke arah Asia Tenggara dengan sudut terpuntir (oblique) 60o. Tanda panah merah (Gambar 12.12), menyatakan arah gerakan lempeng India-Australia terhadap Lempeng Eurasia. Arah umum gerakan sebenarnya adalah relatif utara, yang menghasilkan lempengan-lempengan lebih kecil dan terletak di antara batas-batas lempeng utama India-Australia dan Eurasia. Gempa yang terjadi pada tanggal 26 Desember 2004 terjadi pada salah satu lempeng kecil di antara Lempeng Mikro dan Lempeng India.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 20}

Patahan dan batas lempeng pada peta ini diperlihatkan oleh dua garis merah sejajar. Pahan yang terletak di dalam “detail map”, telah dilakukan penelitian oleh Pubeller, dkk. (2003) dan diverifikasi keberadaannya. Lebar Lempeng Mikro Burma adalah antara 200 – 400 km, di mana pada bagian baratnya dibatasi oleh sistem patahan naik dan tersingkap di Palung Sunda (Sunda Trench), sedangkan di bagian timur zona ini dibatasi oleh patahan mendatar dan patahan normal yang memotong Kepulauan Andaman dan Nicobar. Sebaran Lempeng Mikro Burma itu sendiri berawal dari zona deformasi di selatan Burma, palung Kepulauan Andaman dan Nicobar hingga ke bagian Utara Sumatra.

Gambar 12.12. Kerangka tektonik jalur penunjaman Sumatra – Nicobar - Andaman

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 21}

Pemodelan “Finite fault model” oleh C. Ji dari California Institue of Technology memperlihatkan bahwa bidang patahan di barat Sumatra ini mempunyai arah jurus N40oW dan kemiringan bidang patahan 11o. Dimensi elemen sub-patahan pada arah jurus adalah 15 km dan arah kemiringannya adalah 12 km.

Bencana gempabumi tanggal 26 Desember 2004 dipicu oleh kegiatan patahan naik (thrust-faulting) yang terjadi di perbatasan Lembeng India dengan Lempeng Mikro Burma. Dalam hitungan menit, patahan melepaskan strain elastik yang telah terakumulasi selama berabad-abad dari akibat penunjaman Lempeng Samudra India di bawah Lempeng Mikro Burma.

Secara garis besar, Lempeng India dan Australia bergerak ke arah Utara-Timurlaut relatif menumbuk Lempeng Eurasia dengan kecepatan sekitar 60 mm/tahun. Kecepatan ini diketahui pada tempat relatif di mana gempabumi tanggal tersebut terjadi. Gerakan ini menimbulkan konvergensi oblique (memuntir) pada Palung Jawa – Sunda, yang merupakan bagian kecil dari sistem patahan naik, yang terjadi antara Lempeng India dengan Lempeng Mikro Burma. Kegiatan ini diikuti pergeseran-pergeseran lainnya yang membentuk sudut yang besar dan arah yang berbeda dari orientasi palung. Meskipun demikian, patahan mendatar yang ada di batas timur Lempeng Mikro Burma dan arah pergeserannya pun relatif searah dengan palung.

Gempa utama tanggal 26 Desember 2004 ini, dengan magnitudo 9,1 menimbulkan pergeseran-pergeseran yang berbeda di beberapa tempat, tetapi lantakan patahan merambat secara konsisten ke arah baratlaut dari episentrum, dan menghasilkan robekan kulit bumi di bagian lainnya hingga berjarak yang diperkirakan 1300 km ke arah baratlaut. Gempa susulan yang besar lainnya memiliki magnitudo 6.0 - 7,3 di sepanjang jalur Nicobar - Andaman. Patahan utamanya menggerakkan lapisan kulit bumi di samudra India sepanjang 150 km, dengan pergeseran patahan maksimum 20 m. Batusn dasar samudra yang merupakan bagian dari lempeng benua, terangkat secara tiba-tiba hingga beberapa meter. Hal inilah yang menimbulkan gempa dan menghasilkan gelombang tsunami yang besar.

Yunus Ashari, Ir, MT. { Hal. 12 - 22}

12.11. Diskusi dan Kesimpulan

Informasi yang berhubungan dengan gempa bumi bawah laut yang terjadi di Sumatra – Nicobar – Andaman pada 26 Desember 2004, dapat disimpulkan sebagai berikut:

Gempa dengan kekekuatan 9.0 pada jam 06:58.50 UTC (atau 06.58.50 WIB) pada episentrum, terletak pada bujur 3,298° utara dan lintang 95,779° timur, kurang lebih 160 km sebelah barat Aceh pada kedalaman 30 kilometer. Gempa ini memicu terjadinya gempa susulan, pada magnitudo > 3,5 setidaknya 81 kali di wilayah Sumatra – Nicobar – Andaman. Sedangkan gempa besar, magnitudo > 6 terjadi sebanyak 21 kali.

Gempa bumi tidak dapat diprediksikan secara ilmiah, tetapi ketika gempa bumi terdeteksi pada suatu daerah, kemungkinan dapat dibutuhkan waktu sekitar 3 jam untuk memberitahukan potensi tsunami. Hal ini diketahui berdasarkan sistem peringatan dini yang telah terpasang di sepanjang lingkar Samudra Pasifik, sementara di Samudra India tidak ada sistem ini.

Banyaknya korban harta dan manusia pada gempa tanggal 26 Desember 2004, adalah akibat dari;

Tidak adanya sistem yang mendukung untuk peringatan diniPenduduk yang mendiami tepi pantai kawasan ini cukup padatBelum adanya institusi yang melakukan sosialisi bencana gempa dan/atau tsunami untuk segera menuju tempat yang lebih tinggi, jika merasakan adanya getaran gempa.

Sebenarnya tsunami sangat jarang terjadi di Samudra India, karena umumnya gempa yang terjadi di kawasan ini lebih kecil daripada di Pasifik. Pada satu abad terakhir, di kawasan Samudra India tercatat hanya 7 kali tsunami yang diakibatkan oleh gempa bumi meliputi kawasan sekitar Indonesia, Pakistan, dan sekali di Teluk Benggala. Meskipun demikian tsunami besar pernah, yakni pada saat terjadinya letusan Gunung Krakatau pada tahun 1883. Gelombang tsunami yang ditimbulkan, dirasakan hingga Sri Lanka di mana air laut naik hingga 1 m.

Kejadian gempa - tsunami di Aceh dan Sumatra Utara, adalah konsekuensi logis dari posisi kepulauan Indonesia yang terletak di antara jalur tektonik aktif yang mengelilinginya.

Karena sifat bencana gempa bumi – tsunami sulit diprediksi dan tidak dapat dihindari, maka upaya yang harus dilakukan untuk memperkecil dampak adalah:

Perlunya dibentuk institusi yang bertugas untuk mengelola bencana gempa bumi – tsunami, dan mempersiapkan masyarakat dalam menghadapi bencana, dan bertindak sebagai “early warning”.Perlu dilakukannya sosialisasi bahaya gempa-tsunami secara terencana, berkala dan berkesinambungan.Perlunya perencanaan penggunaan lahan tepi pantai serta perencanaan konstruksi rumah dan bangunan tahan gempa.