SISTEM PENGUKURAN KEKUATAN GEMPA(KORELASI SKALA )

RICHTER DENGAN MODIFIED MERCALLY INTENCITY SCALA

Rony Ardiansyah *)

Vj ayie travis *) Abstrak

Besarnya kekuatan gempa yang terjadi pada Hiposentrum (pusat gempa) yang diukur dengan skala richter akan mengakibatkan tejadinya besaran getaran serta pengaruhnya yang berbeda pada daerah yang berbeda pula di permukaan bumi (Epiosentrum). Interprestasi Pengaruh yang berbeda ini oleh seorang sarjana itali bernama Guiseppe Mercalli tahun 1902, yang dikenal Modified Mercally Intencity Scale (MMI). Jumlah skala pengaruhnya ada 12 buah yang disesuaikan dengan besarnya pengaruh gempa. Skala yang biasa digunakan adalah skala Richter yang menggunakan hasil pengukuran seismograf untuk menjelaskan sekaligus membandingkan kekuatan dan luas gempa yang terjadi.

1. PENDAHULUAN

1.1. Gempa Bumi

Gempa bumi adalah getaran di tanah yang disebabkan oleh gerakan permukaan bumi. Gempa bumi yang kuat dapat menyebabkan kerusakan besar bagi gedung, jembatan dan bangunan lain, termasuk korban nyawa. Permukaan bumi terbentuk dari lapisan batuan paling luar yang disebut kerak bumi. Kerak bumi yang pecah membentuk potongan-potongan besar yang saling berpasangan, seperti kepingan puzzle yang besar. Potongan-potongan ini disebut lempeng. Lempeng ini bergerak perlahan dan mendesak bebatuan. Akibatnya, tekanan bertambah besar. Jika tekanan semakin besar, bebatuan bawah tanah akan pecah dan terangkat. Pelepasan tekanan ini merambatkan getaran yang menyebabkan gempa bumi. Setiap tahun, terjadi sekitar 11 juta gempa bumi dan 34.000-nya cukup kuat untuk kita rasakan.

Di bawah kerak bumi terdapat lapisan lunak terbentuk dari batuan panas yang lumer. Kerak bumi yang terbentuk dari nikel dan besi dengan bahagian yang padat ditengahnya. Kerak tersebut bisa mencapai ketebalan 70 km di bawah barisan pengunungan terbesar di dunia. Kebanyakan gempa bumi berasal dari kerak bumi. Kadang-kadang gempa bumi juga bisa terjadi pada kedalaman 700 km di bawah permukaan bumi. Atas dasar kedalaman dari posisi gempa, gempa dapat dikategorikan atas 3 kategori:1. Gempa dangkal, (Hyopocenter terletak pada kedalaman 0 – 65 km)2. Gempa sedang, (Hyopocenter terletak pada kedalaman 65 – 200 km)3. Gempa dalam, (Hyopocenter terletak pada kedalaman > 200 km)

Bagi seorang engineer yang penting adalah Gempa dangkal.

1.2. Pengukuran Kekutan dan Alat Ukur Gempa

Ilmuan yang mengkhususkan diri untuk mempelajari gempa disebut seismolog. Mereka menggunakan alat pengukur yang disebut seismograf atau seismometer. Alat itu digunakan untuk mencatat pola gelombang seismik dengan memperhitungkan kekuatan sekaligus lamanya gempa. Pencatatannya dilakukan beberapa tempat yang berbeda, sehingga pusat gempa dan episentrumnya bisa diketahui secara tepat.

Untuk mengukur gempa terbesar, para seismolog juga menggunakan skala getaran gempa. Skala ini didasarkan pada ukuran patahan yang tercatat, jumlah gerakan dipermukaan, dan lamanya gempa bumi. Angka tertinggi yang dihasilkan kurang lebih sama dengan skala Richter yang berkekuatan

sampai tingkat ke-7. Angka tertinggi yang pernah tercatat oleh skala ini adalah 9.5 untuk gempa bumi yang menyebabkan meletusnya gunung berapi tahun 1960 di pantai Chili. Bencana ini telah menewaskan 5.700 penduduk. Sedangkan menurut skala Richter. Getarannya berkekuatan 8,3.

1.3. Skala Richter

Pada tahun 1935, ahli seismologi Amerika, Charles F. Richter (1900 – 1985) mengembangkan sistem pengukuran kekutan gempa. Setiap angka pada skala Richter menggambarkan 10 kali peningkatan gerakan tanah yang tercatat oleh seimograf. Jadi pada gempa bumi dengan kekuatan 7, tanah bergerak 100 kali lebih banyak dari pada gempa berkekuatan 5 pada skala Richter.

Tabel 1. Efek kekuatan gempaKEKUATAN KETERANGAN

RATA-RATA

INTENSITAS DEKAT EPISENTRUM

0 – 1,9 - 700.000 Tercatat, tapi tidak terasa2 – 2,9 - 300.000 Tercatat, tapi tidak terasa3 – 3,9 KECIL 40.000 Dirasakan oleh sedikit orang4 – 4,9 RINGAN 6.200 Dirasakan oleh banyak orang5 – 5,9 SEDANG 800 Agak merusak6 – 6,9 KUAT 120 Merusak7 – 7,9 BESAR 18 Sangat merusak

8 – 8,9 DAHSYAT1 dalam10 – 20 tahun

Menghancurkan

Gambar 1. Charles F. Richter

2. RUMUSAN KORELASI SKALA GEMPA

Dengan alat “Accelerogram” maka kita dapat mengintegrasikan hasilnya, dengan menggunakan teknik computer (metoda Simson Rule). Kesemua parameter di atas disebut parameter fisik. Masalahnya bagaimana korelasi dari MMI tersebut dengan hasil pencatatan dengan menggunakan accelerograph. Menurut Guttenberg-Richter, korelasi kedua-duanya dinyatakan dengan tabel sebagai berikut:Ada dua rumus yang tidak sama untuk

Log a = I/3 – ½Log a = I/4 + ¼

Korelasi di atas dapat dirumuskan sbb :MMI = 3 log a + 3/2MMI = 4 log a – 1

Sehingga diperoleh tabel :

Tabel 2. hubungan percepatan dengan Modified Mercally Intencity Scale (MMI) (berdasarkan rumus MMI = 3 Log a + 3/2).

Skala MMI Percepatan Tanah a cm/det2

I 

  

1.000II

   2.000

III   

5.000IV

   10.000

V   

20.000VI

   50.000

VII   

100.000VIII

   200.000

IX   

500.000X

   1000.000

XI   

2000.000XII  

  

Tabel 3. Hubungan percepatan dengan Modified Mercally Intencity Scale (MMI)

(berdasarkan rumus MMI = 4 Log a - 1).Skala MMI Percepatan Tanah a cm/det2

I4,217

II7,499

III13,335

IV23,714

V42,170

VI74,989

VII133,352

VIII237,137

IX421,697

X749,894

XI1333,521

XII

DR. Richter mengintroduce suatu skala yang dikenal dengan skala Richter. Menurutnya didefinisikan bahwa :

“Magnitude adalah logaritma dari amplitudo (simpangan) maksimum dalam micron yang tercatat pada 100 km dari epysentrum dengan alat pencatat standard Wood-Anderson, dimana alat ini mempunyai priode bebas 0.8 detik dan pembesaran 2800 kali serta factor redaman 0.8”.

Jadi dengan demikian janganlah dikabulkan antara pengertian intensitas gempa dan magnitude gempa. Intensitas ini bergantung pada :1. Jarak Epicentre2. Kedalaman Fokus (jarak dari hypocentre)3. Magnitude Gempa

Gambar 1. Cara menentukan pusat gempa

Menurut Richter, hubungan antara parameter skala dengan parameter physik dirumuskan sbb :

Log E = 11.4 + 1.5 M

Besarnya energi yang dilepas oleh suatu gempa

Dimana : E = Energi dalam erg (dyne cm)M = Magnitude (skala Richter)

Hasil penyelidikan dari Donovan, mengetengahkan suatu persamaan yang dikenal dengan persaman “Atenuasi” yang berbentuk :

dengan deviasi standard = 0.84R = Jarak ke hypocentreM = Magntude gempa

3. CONTOH HITUNGAN KORELASI SKALA GEMPA

a. Gempa ringan guncang Denpasar (kutipan harian Riau pos) Kejadian gempa pada hari Rabu 11 Maret 1998 pukul 23.33 WIB Merupakan gempa tektonik berkekutan 4.8 skala richter Episentrum gempa terletak 08.77 derajat lintang selatan & 115.01 derajat bujur timur atau 20

km di barat daya Denpasar Durasi gempa dirasakan lebih kurang 1 menit Pusat gempa hiposentrum terletak 80 km di bawah laut MMI (modified mercali intensity) berada pada skala III, artinya menurut petugas Badan

Meteorologi dan Geofisika (BMG), Kamis tanggal 12 Maret getaran dirasakan nyata dalam rumah, terasa seperti truk lewat

Pembahasan :

Episentrum

Hiposentrum

R

Intensitas

MMI = 3,968566 IV

b. Gempa di Sumatra Barat (kutipan harian Riau pos) Merupakan gempa tektonik berkekutan 6.5 skala Richter Episentrum gempa terletak 160 km kota Padang & 125 km dari kota Padang Panjang Pusat gempa hiposentrum terletak 40 km dibawah permukaan tanah MMI (Modified Mercali Intensity) berada pada skala IV

Pembahasan :1. Dari Kota Padang

MMI = 4,177688 IV

2. Dari Kota Padang Panjang

MMI = 4,693131 IV

c. Palu, diguncangg gempa 4.9 skala Richter (kutipan harian Riau Pos, hari Sabtu 1 Juni 2002)Gempa tektonik yang menggoyang kota Palu di Sulawesi Tengah pada hari kamis malam (30/5) berkekuatan 4.9 pada Skala Richter (SR). Hasil analisa BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika) Palu menyebut, gempa yang terjadi sekitar pukul 20.45 WITA berpusat pada koordinat 1.26 Lintang Selatan dan 119.43 Bujur Timur dengan kedalaman 62 kilo meter dari permukaan tanah.“Sementara jarak pusat gempa sekitar 59 kilo meter arah barat daya Palu“, kata Sofyan, petugas BMG setempat, Jumat (31/5) siang. Warga Palu sendiri merasakan getaran gempa itu cukup kuat berkisar 2-3 MMI (Modificated Mercantly Intensity) dan kota Donggala sekitar 3 MMI. Pihak Polresta Palu yang dihubungi terpisah menyatakan belum menerima laporan korban jiwa atau kerusakan bangunan akibat gempa yang berlangsung lebih dari 10 detik itu (ant).

Pembahasan :

MMI = 3,993653 IV

4. KESIMPULAN DAN SARAN

1. Parameter Richter Magnitude tidak dapat memberitahu kita tentang besar efek-efek gempa bumi pada lokasi tertentu, karena besar efek suatu gempa tergantung pada Richter magnitude dan jarak lokasi sumbernya terhadap suatu lokasi lain tertentu.

2. Adapun cara untuk memperoleh MMI ini adalah dengan menyebarkan petugas untuk mengadakan wawancara dengan penduduk setempat dan sekitarnya dimana gempa itu terjadi. Hasil dari beberapa wawancara dikumpulkan untuk dianalisa, yang selanjutnya ditetapkan & diklasifikasikan skala MMI-nya.

3. Dari hasil tersebut diatas dibuat suatu peta yang menunjukan tempat-tempat dimana gempa dirasakan sama pengaruhnya. Peta yang demikian disebut PETA ISOSEISMAL

DAFTAR PUSTAKADAFTAR PUSTAKA

Kiyoshimoto, Analisis Perancangan Gedung Tahan Gempa, penerbit Erlangga, Jakarta, 1990.

Neil Morris, Gempa Bumi, penerbit PT. Elex Media Komputindo, 2002.

Dr. David L. Hutchisuni, ME, Phd. MNZIG, Design of Multistorey Earthquake Resistant Buildings, penerbit Departemen Pekerjaan Umum, 1981.

SR menjangkai dari 0 sampai 8. Tabel di bawah bisa menjadi gambaran kekuatan gempa tiap skalanya.

KategoriSkala

RichterAkibat yang ditimbulkan

Rata-rata

kejadian per

tahun

Mikro Kurang dari Gempa ringan, nyaris tak Sekitar 8.000 per

2.0 terasakan hari

Sangat

lemah2.0 - 2.9

Pada umumnya tidak terasa, tapi

tercatat.

Sekitar 1,000 per

hari

Lemah 3.0 - 3.9Terasa, tapi jarang menimbulkan

kerusakan.

49,000

(perkiraan)

Ringan 4.0 - 4.9

Membuat goyang barang-barang

di dalam ruangan, menimbulkan

bunyi derak.

6,200 (periraan)

Normal 5.0 - 5.9

Dapat menyebabkan kerusakan

bangunan pada area yang kecil.

Kerusakan sedkit terjadi pada

bangunan yang dirancang tahan

gempa..

800

Kuat 6.0 - 6.9Dapat menimbulkan kerusakan

pada radius sekitar 160 km.120

Utama 7.0-7.9

Dapat menyebabkan kerusakan

yang serius pada daerah yang

lebih luas.

18

Hebat8.0 or

greater

Dapat menyebabkan kerusakan

serius di area lebih dari beberapa

ratus km.

1

(Sumber: dokumen US Geological Survey)

Perlu diingat bahwa skala Richter adalah skala logaritmik, bukan aritmatik.

Jadi, gempa yang berkekuatan 6 skala Richter tidak serta merta dua kali

lebih kuat dari gempa berkekuatan 3 SR. Karena skala logaritmik, maka

gempa dengan kekuatan 6 SR itu 1.000 kali lebih kuat dibandingkan yang

skala 3. (106/103 = 1.000)

Untuk memudahkan orang dalam menentukan SR ini, dibuatlah sebuah

tabel sederhana. Parameter yang harus diketahui adalah amplitudo

maksimum yang terekam oleh seismometer (dalam mm) dan jarak antara

seismometer dengan pusat gempa (dalam km). Skala Richter pada

mulanya hanya dibuat untuk gempa-gempa yang terjadi di daerah

Kalifornia Selatan saja. Namun dalam perkembangannya skala ini banyak

diadopsi untuk gempa-gempa yang terjadi di tempat lainnya. Skala Richter

hanya cocok dipakai untuk gempa-gempa yang dekat dengan magnitudo

gempa di bawah 6,0. Di atas itu, perhitungan menjadi tidak representatif

lagi.

Sebelum SR digunakan, kekuatan gempa dinyatakan dengan Skala

Mercalli. Penemunya adalah Giuseppe Mercalli, vulkanolog dari Italia, pada

tahun 1902. Pengukuran ini didasarkan pada informasi dari orang-orang

yang selamat dari gempa bumi. Yang diukur adalah dampaknya, dan

dibagi ke dalam 12 skala. Melihat sistem pengukurannya, maka bisa

dibilang Skala Mercalli ini amat subjektif.

Skala Mercalli ini umum digunakan sebelum ditemukannya skala Richter.

Dua belas Skala Mercalli adalah:

1. Tidak terasa, kecuali pada orang dengan kondisi amat khusus.

2. Terasa oleh orang yang sedang istirahat atau berada di bangunan tinggi.

Benda yang tergantung mungkin bergoyang pelan.

3. Getaran dirasakan oleh orang yang ada di dalam bangunan, khususnya

yang ada di bangunan tinggi. Seperti getaran yang terjadi karena

kendaraan berat melintas.

4. Getaran dirasakan oleh banyak orang di dalam ruangan dan beberapa

orang di luar ruangan. Jika terjadi di malam hari beberapa terbangun.

Piring, jendela, pintu berderak-derak.

5. Dapat dirasakan hampir semua orang; banyak yagn terbangun jika terjadi

pada malam hari. Beberapa piring dan jendela rusak. Benda-benda yang

tak stabil akan berjatuhan. Pendulum jam bisa saja berhenti.

6. Terasa oleh semua orang. Berjalan bisa oleng. Beberapa perabot besar

bergeser. Benda pecah belah remuk berjatuhan.

7. Susah untuk berdiri. Perabotan hancur. Bangunan yang asal-asalan

membangunnya akan runtuh. Dirasakan oleh mereka yang sedang

mengendarai kendaraan bermotor.

8. Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan. Patung-patung di

taman akan bertumbangan.

9. Terjadi kepanikan. Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan

tekuk.

10.Rel kereta api tertekuk. Rumah kayu yang tahan gempa mulai rusak.

11.Jembatan rusak, Rel kereta api tertekuk hebat.

12.Seluruh bangunan hancur dan hancur lebur.