paper gempa gracia 2005b
Post on 05-Dec-2014
30 Views
Preview:
TRANSCRIPT
FENOMENA GEMPA DAN IMPLIKASINYA PADA NEGARA NUSANTARA(Supriadi Rustad)
Laboratorium Geofisika, Jurusan Fisika, FMIPA UnnesJl. Raya Sekaran, Gunungpati Semarang
Ph/fax : 024 7499375/ 7499386email : priarusta@plasa.com
AbstrakDibahas secara populer mekanisme terjadinya gempa tektonik, tatanan tektonik Indonesiadan implikasinya pada konsep negara Nusantara. Secara sederhana dipaparkan modelsistem massa dan pegas untuk memberikan pengertian mendasar tentang terjadinyagempa tektonik. Ukuran dan energi gempa juga disinggung dengan disertai ilustrasi untukmemberikan landasan analisis terhadap faktorfakor yang menentukan tingkatkedahsyatan gempabumi termasuk hubungannya dengan tsunami. Kajian tentang tatanantektonik Indonesia dimaksudkan untuk menyadarkan bahwa Nusantara identik dengannegara yang terbentuk oleh proses dinamika bumi sehingga akrab dengan bencana alam.Konsekuensinya, secara nasional pembelajaran ilmu alam yang memuat dasardasargeologi dan geofisika perlu diberikan sejak pendidikan dasar.
1. Pengertian Tektonik dan Gempa Tektonik
Tektonik adalah proses dinamika bumi yang bersumber dari dinamika panas yang
menghasilkan gerakangerakan pada kulit atau kerak (crust) bumi. Ada proses
mengalirnya material ke permukaan bumi sehingga terjadi perekahan (opening) dan
karena ini merupakan proses konveksi pendinginan maka di kiri kanan perekahan akan
terjadi gerakan penyeretan mendatar kesamping. Gerakan menyamping ini yang
menyebabkan kerak bumi bergerak dan retakretak membentuk lempenglempeng
tektonik.
Proses pembentukan dan pemisahan lempeng itu terjadi di punggungan tengah
samudra (midoceanic ridge) di dalam suatu proses yang disebut dengan pemekaran
lantai samudra (Gambar 1). Karena merupakan perbatasan pisah antar lempeng, maka
kawasan ini disebut sebagai batas pisah (divergent boundaries). Data umur batuan dan
data tinggi lantai samudra menjadi bukti ilmiah dari proses pembentukan dan gerakan
lempeng ini (Turcotte and Schubert, 1982).
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
Gambar 1. Proses pembentukan lempeng di punggungan tengah samudra
Di ujung yang lain, lempenglempeng yang bergerak itu saling bertemu dan
bertumbukan di suatu daerah yang disebut dengan kawasan batas temu (convergent
boundaries). Ada dua skenario proses tumbukan lempeng, yang pertama adalah
tumbukan antar lempeng yang kemudian menghasilkan buckling yaitu terjadi
pengangkatan keatas di suatu bagian lempeng dan penggelembungan ke bawah di bagian
lain (Gambar 2a). Contoh dari struktur demikian adalah pegunungan misalnya
pegunungan Himalaya di India, Santa Susana dan Santa Monica di Amerika.
Skenario kedua adalah tumbukan yang kemudian diikuti oleh penunjaman
lempeng yang satu menyusup di bawah lempeng yang lain atau yang sering disebut
dengan subduksi (subduction) seperti tersaji pada gambar 2b. Contoh kawasan subduksi
adalah sisi barat Sumatra dan selatan Jawa dengan manifestasi permukaan berupa palung
Samudra, pegunungan, busur gunung api aktif, busur daerah gempa, daerah cekungan
pengendapan yang merupakan tempat cebakan migas dan mineralisasi bahan tambang.
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
Lempeng BLempeng A
Aliran konveksi massa
(a)
(b)
(b)
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
Gambar 2. Tumbukan antar lempeng yang menghasilkan buckling (a) dan subduksi (b)
Gempa tektonik adalah gempa bumi yang disebabkan oleh proses tektonik di atas
yang merupakan pelepasan energi pada proses geseran saling menekan antar lempeng
(kerak) yang terkunci karena kekasaran permukaan lempeng. Karena terkuncinya gerakan
maka terjadi penghimpunan energi yang terjadi di dalam material dan ketika melewati
daya tahannya terjadilah kerusakan (failure) dan terlepaslah energi dalam bentuk
gelombang mekanik yang disebut sebagai gempa. Gelombang ini merambat menjalar ke
permukaan bumi menghasilkan kerusakan.
Selain pelepasan energi dalam bentuk gempa, pada proses tumbukan itu energi
juga dilepaskan dalam bentuk panas (kalor) yang berpotensi melehkan material di
sekitarnya, sehingga terjadilah magma (cair). Magma ini dengan tekanan kuat akan
menerobos ke atas mencari daerah lemah, khususnya daerah ekstensi (tarikan) dan keluar
membentuk gunung api.
2. Model Gempa Tektonik Sistem Massa dan Pegas
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
Mekanisme terjadinya gempa tektonik dapat dipahami dengan pendekatan model
sistem massa dan pegas yang dirangkai seperti pada gambar 3 (Hendrajaya dan Jusron,
2005). Sistem massa terdiri dari rangkaian massa M1 dan M2 dan sistem pegas terdiri
dari rangkaian pegas yang masingmasing memiliki konstanta pegas k1 dan k2. Sistem
massa dan pegas tersebut ditarik oleh gaya F yang merepresentasikan gaya tektonik
penyusupan lempeng samudra di bawah lempeng benua (Gambar 4).
Gambar 3. Sistem massa dan pegas
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
Permukaan kasar
K2 K
1
F
m2 m1
Gambar 4. Model subduksi
Paling tidak ada dua mekanisme dasar yang dapat dijelaskan dengan pendekatan
sistem massa dan pegas. Yang pertama adalah jika k2 > k1 (massa utama ada di m2).
Dengan syarat batas ini F menarik dan energi dari F tersalurkan kepada pegas k1 yang
meresponnya dengan perubahan bentuk memanjang (mulur). Karena besarnya m1, maka
gaya gesekannya dengan permukaan kasar juga cukup besar sehingga m1 akan tetap diam
sampai gaya F mencapai gaya yang dapat melebihi gaya gesekan dari m1 (sebut f1 ), jadi
F < f1.
Ketika F ≥ f1 , balok m1 bergerak mendadak dan terjadilah gempa (gempa
awalan). m1 akan sedikit bergerak dan maju dengan kecepatan tetap dan dalam keadaan
ini gaya F mulai bekerja di pegas k2. Proses tadi berulang dan terjadi pada m2 dan m2
akan bergerak mendadak dengan gaya lebih besar (gempa utama).
Jika k2 < k1 (massa utama ada di m1). m1 akan terkejutkan di awal dan bergerak
akibat tarikan gaya F besar (gempa utama). Gerakan kejut dari m1 ini akan langsung
menarik k2 yang meresponnya dengan cara berubah bentuk memanjang dan menarik m2
bergerak sehingga terlepaslah energinya (gempa susulan).
3. Magnitudo, Energi dan Dampak Gempa Tektonik
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
F
LEMPENG BENUA
LEMPENG SAMUDERA
Magnitudo gempa bumi (M) didefinisikan oleh C.F. Richter (1935) secara
empiris sebagai Logaritma (bilangan pokok 10) dari amplitudo (A) maksimum dalam
micron dari rekaman seismogram dari seismograf periode pendek standar (periode bebas
0.8 detik) diamati pada jarak 100 km dari episenter (proyeksi pusat gempa di permukaan)
dengan kedalaman pusat gempa normal (33 km).
Untuk jarak ( km) dari kedalaman pusat (f km) diterbitkan tabel koreksi, jadiΔ
secara rumus dituliskan sebagai:
M = log Amax + C ( , f) Δ ...(1)
dengan
Amax = Amplitudo maksimum (micron)
C ( , f) = Koreksi untuk jarak ( ) dan kedalam pusat gempa(f)Δ Δ
Gutenberg dan C.F. Richter (1942) kemudian merumuskan secara empiris
hubungan antara energi (E) yang dikeluarkan gempa dengan magnitudonya (M) menurut
a M = log (E / Eo) ...(2)
dengan
a = 1.5
Eo = 2.5 x 1011 erg
Selanjutnya dari pengamatan, mereka menemukan hubungan antara jumlah
kejadian gempa persatuan waktu (frekuensi = N) dengan magnitudonya (M) menurut
log N = p q M ...(3)
dengan p dan q merupakan tetapan positif yang berlainan untuk suatu
daerah (zone) gempa.
Contoh 1 :
Jika ada dua tempat (1 & 2) dengan M1 = 7 dan M2 = 5, maka
Perbandingan energi yang dikeluarkan menjadi:
E2/E1 = 10 (2/1.5) = 101.33
Dan perbandingan amplituido gelombangnya
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
A2/A1 = 102
Gempa dengan magnitudo besar mempunyai frekuensi kejadian kecil (jarang)
dibandingkan dengan gempa dengan magnitudo kecil.
Cara berfikir berikut dapat dicermati dan dipakai untuk melakukan penialaian
keadaan. Pada dua buah lempeng tektonik yang kontak, saling menekan dan bergeseran,
maka energi akan terhimpun jika geseran tersebut saling mengunci, karena sifat
kekasaran jenis kristal dam mineral lempenglempeng tadi.Untuk satu kecepatan relatif
pergeseran (yang sama), maka energi yang terhimpun persatuan volume sepanjang bidang
kontak akan sama.
Contoh 2 :
Jika di kedua tempat (1 & 2) yang terletak pada satu bidang kontak geseran
terdapat dua gempa dengan dengan magnitudo M1 = 7 dan M2 = 5, maka energi yang
tersisa di 1 akan lebih sedikit dari pada energi yang tersisa di 2. Sehingga gempa susulan
di 1 lebih sedikit dan lebih kecil dari pada gempa susulan di 2.
Gempa yang berbahaya adalah gempa yang dapat menghasilkan kerusakan di
permukaan bumi. Energi gempa ataupun skala Richter bukan satusatunya faktor yang
menentukan tingkat kedahsyatan dampak gempa. Kedalaman pusat gempa merupakan
besaran yang lebih menentukan, artinya gempa yang terjadi dapat merupakan gempa
berkekuatan besar, berkekuatan kecil atau sedang tetapi jika pusat gempanya dangkal
maka ia berpotensi merusak.
Selain energi dan kedalaman hiposenter, dampak gempa juga sangat ditentukan
oleh cara merambatnya. Jika gempa terjadi dan merambat di daratan (padatan), maka
energinya akan merambat cepat dan terserap. Sebaliknya jika gempa terjadi di lantai
samudra, maka energinya akan merambat jauh melalui fluida lautan berupa gelombang
tsunami yang berpotensi merusak daerah pantai yang landai dan dangkal. Simulasi
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
tentang gempa tektonik dan implikasinya pada peristiwa tsunami dapat dijumpai pada
tulisan ilmiah lain (Supriyadi dan Sopyan, 2002)
4. Tatanan Tektonik di Indonesia
Secara tektonik, wilayah Indonesia berada pada pertemuan 3 lempeng utama
dunia yaitu lempeng Eurasia, lempeng IndoAustralia dan lempeng Pasifik (Katili, 1971)
seperti disajikan pada Gambar 5. Tatanan tektoniknya terbagi menjadi 4 kawasan yaitu
kawasan barat Sumatra, selatan Jawa, Nusa Tenggara dan Papua (Gambar 5). Berikut ini
adalah uraian keadaan tektonik di masingmasing kawasan itu.
Gambar 5. Tatanan Tektonik di Indonesia
a. Sumatra
Kecepatan relatif gerakan adalah 6 cm / tahun dengan arah miring (hampir 45o)
dengan jurus (strike) palung atau pulau Sumatera.Gerakan dorongan mempunyai
komponen geseran searah jurus pulau Sumatera sebesar (1/2 √2 x 6 cm / tahun = 4,2
cm/thn) yang sebesar juga komponen frontal yang mendorong Sumatera.
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
Karena komponen geseran ini, maka gempa lebih mudah terlepas dibandingkan
yang komponen geserannya lebih kecil dari komponen frontal (normal).
Selatan Jawa
Gerak dorongan lantai samudera Hindia relatif frontal (tegak lurus) terhadap
bentangan palung, komponen geseran kecil. Ada penerusan sesar Sumatera yang melalui
Lampung terus ke selatan dan bertemu dengan palung Jawa di selatan Pelabuhan Ratu
(data dari Dr. Jusuf Surachman, BPPT).
Dorongan geseran yang menyebabkan gempagempa besar tampaknya berkurang
dan teredam ketika palung membelok ke timur di Selatan Jawa. Kemungkinan terjadi
gempa besar (M = 8 ke atas) di Selatan Jawa amat kecil. Kondisi rapuh dipertemuan
palung Jawa akan setiap saat menyerap energi yang terhimpun menjadi gempagempa
kecil yang tidak membahayakan, jadi tidak ada terhimpun energi yang sangat besar yang
dapat mencemaskan. Cukup curamnya pantai selatan Jawa (ini perlu juga diteliti secara
cermat) akan berfungsi sebagai pemecah gelombang sehingga andaikan terjadi tsunami
bukanlah tsunami yang besar yang dapat masuk jauh ke dalam daratan.
Sampai di selatan BaliLombok lantai samudera Hindia masih merupakan
lempeng samudera yang bersifat basaltik ( mengandung banyak Mg, Fe) yang liat dan
lempeng Asia menipis dicirikan dengan hampir terjadinya pulau gunung api ( Bali 2
gunung api aktif, Lombok 1 buah, sumbawa 1 buah). Gempa sedang sering terjadi dengan
skala 5 sampai 6,5. Mulai Selatan SumbawaFlores terjadi perubahan sifat lempeng
samudera Hindia yang lebih bersifat lempeng benua (Australia): lebih tebal, lebih kekar
dan lebih memberikan “daya angkat “, oleh karenanya potensi terjadinya gempa sedang
(tapi dangkal) dan gempa besar, lebih tinggi dan lebih masuk ke tengah lempeng Asia.
Selain itu karena Nusatenggara banyak pulaupulau kecil, maka tsunami akan menjadi
ancaman .
d. Papua
Mulai pulau Timor ke timur sampai Papua, lempeng tektonik tersebut merupakan
lempeng benua Australia (yang merupakan kelanjutan lempeng samudera Hindia yang
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
berubah komposisi mineral). Kepulauan BandaSeram merupakan “tekukan” ujung timur
busur pulau Nusatenggara. Gempa sangat dalam banyak terdapat di daerah ini.Tekukan
ini dihasilkan karena lempeng Australia di pulau Papua mendapat dorongan menggeser
dari lempeng Samudera Pasifik ke barat, sesar geseran antar lempeng (transform fault)
yang agak konvergen terdapat memanjang di utara Papua dari Timur sampai ke barat dan
kepanjangannya sampai di daerah Palu (sistem sesar Palu Koro).
Kecepatan relatif geseran antar lempeng Pasifik dengan Australia adalah sekitar
10 cm/ thn ( bandingkan dengan antara lempeng samudera Hindia dan Asia yang 6
cm/thn). Sifat geseran yang muncul dipermukaan ini menghasilkan gempa dangkal yang
merusakkan.
5. Indonesia Negara Nusantara
Kepulauan Indonesia terbentuk akibat tumbukan antara beberapa lempeng
tektonik, yaitu HindiaAustralia di barat daya, Pasifik di Timur, Eurasia di utara dan
barat. Akibat dari tumbukan dari tiga lempeng tektonik di atas maka di Indonesia sering
terjadi aktifitas gempa tektonik yang diakibatkan oleh pelepasan energi dari bergeraknya
patahan. Data frekuensi terjadinya gempa menunjukkan bahwa tiap tahun terjadi 450
gempa dengan magnitudo sama atau lebih besar dari 4 skala Richter. Ini berarti secara
ratarata tiap hari terjadi gempa di Indonesia.
Lokasi jalur dan jumlah gempa di Indonesia disajikan pada Gambar 6. Tampak
bahwa lokasi gempa terkonsentrasi di jalur subduksi di sepanjang sisi barat Sumatra,
selatan Jawa, Nusa Tenggara dan Papua dengan tingkat kepadatan yang tinggi terutama di
Nusa Tenggara. Jika dicermati lebih dalam, tampak bahwa wilayah Indonesia hampir
seluruhnya merupakan kawasan tektonik aktif, artinya secara geodinamika pembentukan
negara ini merupakan proses yang belum selesai.
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
Gambar 6. Jalur dankepadatan gempa, bulatan merah menunjukkan episenter gempa
Makna negara Nusantara menjadi sangat relevan untuk diangkat kembali. Dalam
konteks ini, negara Nusantara bukan negara daratan (benua) tetapi negara busur
kepulauan (Archipelago) yang terbentuk oleh aktivitas tektonik dari lempenglempeng
bumi yang bergerak dinamis di dalam siklus peremajaan alam. Kesadaran bahwa
manusia Indonesia telah ditakdirkan untuk hidup dan mati di daerah rawan bencana perlu
ditumbuhkan. Tak ada satupun kekuatan manusia yang dapat mengendalikan proses
tektonik yang terjadi. Yang dapat dilakukan adalah mempersilahkan proses tektonik itu
terjadi dan berusaha untuk meminimalkan dampak yang ditimbulkannya (mitigasi).
Salah satu faktor penting dari upaya mitigasi adalah literasi warga masyarakat
terutama yang tinggal di daerah yang amat dekat dengan daerah potensial bencana.
Karena Indonesia adalah negara rawan bencana, maka secara nasional perlu ada
pendidikan ilmu alam (bumi) yang benar. Pembelajaran dasardasar ilmu geologi dan
geofisika tidak boleh bersifat eksklusif hanya diberikan di jenjang perguruan tinggi untuk
kepentingan teknik, tetapi perlu diberikan pula pada jenjang SD hingga sekolah
menengah.
Di dalam konteks negara Nusantara, kompetensi paling dasar di dalam
mempelajari ilmu alam adalah memahami konsep hidup selamat dan menguasai caracara
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
menyelamatkan diri dari kemungkinan bencana alam murni yang memang sewaktuwaktu
dapat terjadi.
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
Pustaka
Hendrajaya L. dan H. Jusron, 2005. Riset Gempabumi dan Tsunami, Makalah disajikanpada Forum Diskusi Strategi Riset Gempa Bumi dan Tsunami serta MitigasiBencana Alam tanggal 19 Januari 2005, Deputi Bidang Perkembangan Riset IptekKementrian Riset dan Teknologi.
Katili, A., 1971. A Review of Geotectonics Theories and Tectonics Map of Indonesia,Earth Science Review
Supriyadi, A. Sopyan, 2002. Gempabumi Tektonik dan Implikasinya Pada PeristiwaTsunami, Jurnal MIPA
Turcotte D., L. and G. Schubert, 1982. Geodynamics : Applications of ContinuumPhysics to Geological Problems, John Wiley & Sons
SEMINAR NASIONAL “GEMPA BUMI DAN GELOMBANG TSUNAMI”HIMPUNAN AHLI GEOFISIKA INDONESIA KOMWIL JAWA TENGAH, SEMARANG 19 FEBRUARI 2005
top related