Apa yang kalian ketahui tentang gempa bumi seismologi dan seismograf

Seisme atau gempa bumi merupakan peristiwa/bencana alam yang ditandai dengan berguncangnya bumi secara tiba-tiba. Dalam peristiwa ini tidak ada tanda-tanda khusus akan terjadi gempa, karena gempa bumi ini terjadi secara tiba-tiba dan terjadi dalam waktu yang singkat, akan tetapi ada beberapa peristiwa gempa bumi yang terjadi dalam waktu yang lama (dalam hitungan menit). Gempa bumi tentunya akan berdampak terhadap lingkungan sekitar, akan tetapi akibat gempa bumi yang diberikan tergantung dari besarnya gempa tersebut yang diukur dalam skala Richter. Lalu apa itu seisme atau gempa bumi ?

Pengertian Seisme atau gempa bumi adalah suatu getaran yang terjadi karena peristiwa tumpukan energi dari dalam bumi (tenaga endogen) yang dapat menggetarkan lempeng samudera dan lempeng benua. Secara singkat gempa bumi terjadi pada saat tekanan semakin meningkat di daerah batuan sampai pada tingkatan tertentu sehingga akan menimbulkan pergerakan yang mendadak.

Pergerakan inilah yang nantinya akan menciptakan patahan batu pada saat batuan tersebut pecah pada titik terlemah atau bahkan pergerakan tersebut akan menyebabkan batuan menjadi tergelincir di sepanjang patahan yang ada. Ketika peristiwa ini terjadi, maka sejumlah energi yang besar akan dilepaskan secara bersamaan dengan dilepaskannya tekanan. Energi yang dilepaskan ini akan mengakibatkan batuan yang berada di sekitarnya bergetar dan terjadilah gempa bumi.

Artikel terkait : Macam Macam Tenaga Endogen – Tenaga Endogen dan Eksogen

Teori Gempa Bumi

Secara umum gempa bumi terjadi karena adanya tenaga dari dalam bumi yang memberikan tekanan dari dalam sehingga terjadi pergerakan yang mendadak. Akan tetapi disini terdapat dua teori tentang proses terjadinya gempa bumi, teori tersebut adalah teori elastisitas dan teori sesar.

1. Teori Elastisitas

Teori elastisitas atau sering disebut sebagai teori kekenyalan elastis adalah teori yang menjelaskan tentang proses energi yang menyebar pada saat terjadinya gempa bumi. Harry Fielding Reid seorang ahli geofisika asal Amerika telah melakukan observasi tentang peristiwa gempa yang terjadi di beberapa tempat. Ia menyatakan bahwa terjadinya guncangan gempa diakibatkan karena kekenyalan elastis dari energi yang sebelumnya terkumpul dari batuan sehingga akan terdeformasi secara elastis. Adapun akumulasi tegangan yang terjadi akan mengakibatkan terjadinya pelepasan energi dari bebatuan.

Artikel terkait : Akibat Gempa Bumi bagi Kehidupan

2. Teori Sesar

Sesar adalah suatu celah yang terdapat pada kerak bumi yang berada di perbatasan antara dua lempeng tektonik. Menurut teori sesar, gempa bumi terjadi karena dipengaruhi oleh pergerakan batuan dan lempeng pada sesar bumi ini. Apabila batuan yang tertumpu jatuh ke bawah karena batuan penumpu di kedua sisinya bergerak saling menjauh, maka sesar ini dinamakan sebagai sesar normal (normal fault).

Apabila batuan yang tertumpu terangkat ke atas karena batuan penumpu di kedua sisinya bergerak saling mendorong, maka sesar ini dinamakan sebagai sesar terbalik (reverse fault). Lalu apabila kedua batuan pada sesar bergerak saling berjatuhan, maka sesar ini dinamakan sebagai sesar geseran-jurus (strike-slip fault). Pada sesar normal dan sesar terbalik, keduanya akan menghasilkan perpindahan vertikal (vertical displacement), sedangkan pada sesar geseran-jurus akan menghasilkan perpindahan horizontal (horizontal displacement).

Artikel terkait : Cara Melakukan Mitigasi Gempa Bumi

Macam Seisme / Gempa Bumi

Seperti yang sudah dibahas di awal bahwa seisme atau gempa bumi merupakan getaran yang terjadi di permukaan bumi yang disebabkan oleh tenaga dari dalam bumi. Menurut para ahli seismologi, terjadinya gempa bumi dibedakan menjadi 3 macam, yaitu gempa vulkanik, gempa runtuhan dan gempa tektonik. Berikut adalah penjelasan dari macam-macam gempa bumi tersebut :

1. Gempa Vulkanik

Gempa vulkanik adalah gempa bumi yang disebabkan karena letusan gunung berapi. Gunung berapi yang akan meletus selalu diiringi dengan gempa yang dapat menggetarkan permukaan bumi, hal ini terjadi karena adanya pergerakan dari magma yang akan keluar dari perut bumi pada saat gunung akan meletus. Ketika magma bergerak menuju permukaan gunung berapi, maka ia akan bergerak ke atas sekaligus memcahkan bebatuan yang ada di dalam perut gunung berapi.

Inilah yang menyebabkan terjadinya getaran yang cukup kuat dan berlangsung dalam waktu yang lama sehingga menyebabkan gempa bumi. Selain akibat dari tumbukan antara magma dengan dinding gunung berapi, gempa vulkanik ini juga disebabkan karena adanya tekanan gas pada letusan yang sangat kuat dan terjadi perpindahan magma di dalam dapur magma.

Artikel terkait : Penyebab Gunung Meletus – Ciri-ciri Gunung Api Akan Meletus

2. Gempa Runtuhan

Gempa runtuhan adalah gempa lokal yang terjadi apabila suatu gua di daerah topografi karst ataupun di daerah pertambahan runtuh, secara umum gempa ini banyak terjadi di daerah yang memiliki banyak rongga di bawah tanah. Adapun contohnya adalah daerah kapur yang memiliki banyak sungai atau gua dibawah tanah yang tidak dapat menahan atap gua dan juga di daerah pertambangan yang memiliki banyak rongga-rongga dibawah tanah yang biasanya digunakan untuk mengambil bahan tambang.

3. Gempa Tektonik

Gempa tektonik adalah gempa yang terjadi karena adanya pergeseran antara lempeng-lempeng tektonik yang letaknya berada jauh dibawah kulit permukaan bumi. Pergeseran lempeng-lempeng inilah yang menimbulkan energi yang keluar menjadi lebih besar sehingga terjadilah guncangan yang biasanya kita rasakan. Gempa tektonik ini seringkali terjadi di laut Samudera Hindia yang merupakan wilayah pertemuan antara El Nino dan La Nina ( baca : Cara Mencegah El Nino ) yang nantinya akan memberikan dampak di wilayah yang berada di pesisir pantai.

Artikel terkait : Dampak Tektonisme – Pengaruh Tektonisme Terhadap Kehidupan

Adapun istilah-istilah yang berkaitan dengan peristiwa gempa bumi antara lain adalah:

• Seismologi – Seismologi adalah ilmu yang mempelajari tentang gempa bumi
• Hiposentrum – Hiposentrum adalah pusat titik gempa yang terletak di dalam bumi
• Episentrum – Episentrum adalah pusat gempa yang ada di permukaan ataupun dasar laut
• Seismograf – Seismograf adalah alat yang digunakan untuk mencatat gempa
• Seismogram – Seismogram adalah gambaran dari getaran bumi yang dicatat oleh seismograf dalam bentuk garis patah-patah. Apabila getarannya semakin kuat, maka semakin lebar pula penyimpangan garis patah-patahnya, lalu apabila semakin lama getarannya sampai di tempat, maka semakin panjang pula pita dari seismogram menggambarkan seismogram.
• Pleistoseista – Pleistoseista adalah garis batas daerah yang mengalami kerusakan terberat akibat gempa bumi yang terletak di daerah sekitar episentrum.
• Isoseita – Isoseita adalah garis pada permukaan muka bumi yang menghubungkan tempat-tempat yang terjadi kerusakan fisik
• Homoseista – Homoseista adalah garis permukaan muka bumi yang mencatat gelombang gempa promer pada waktu yang sama dan terdapat garis elips.

Artikel terkait : Cabang Cabang Ilmu Geografi

Istilah seismologi berasal dari kata seismos dan logos. Kedua nya merupakan bahasa Yunani yang masing- masing berarti getaran dan ilmu pengetahuan. Setelah mengetahui asal kata seismologi, dapat diambil kesimpulan bahwa pengertian seismologi adalah suatu ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang getaran atau gempa bumi. Seismologi juga dapat didefinisikan sebagai ilmu pengetahuan yang mengkaji tentang gempa bumi beserta struktur lapisan bumi. Ilmu pengetahuan ini merupakan percabangan dari ilmu geofisika yang juga bagian dari geosains. Lebih spesisfik lagi, seismologi mempelajari beberapa hal yaitu :

• Proses bertumbuknya lempeng yang berada di bawah lapisan tanah sehingga mengakibatkan gempa bumi.
• Gelombang- gelombang yang muncul saat terjadi gempa bumi.
• Perambatan energi atau getaran dari kerak bumi menuju permukaan.
• Kejadian yang akan dialami permukaan lapisan kulit bumi saat terjadi gempa.
• Perancangan alat untuk mendeteksi dan merekam aktivitas getaran atau gelombang gempa.
• Kerusakan yang diakibatkan oleh gempa bumi (baca juga : Akibat Gempa Bumi Bagi Kehidupan).

Seismologi termasuk ilmu pengetahuan yang terbilang masih muda sebab baru ditemukan pada pertengahan abad 19. Karena seismologi merupakan percabangan geofisika, mereka yang mendalami seismologi juga harus mempelajari ilmu fisika, matematika dan statistika sebagai penunjang (baca juga : Pengertian Seisme).

Di negara kita, seismologi banyak dipelajari dan dipraktikan oleh Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika yang disingkat BMKG. Badan yang mengamati iklim di Indonesia ini juga mempunyai divisi bagian Seismologi Teknik yang bekerjasama dengan beberapa patner kerja dalam hal pengumpulan data yang nantinya berguna untuk mendukung pengembangan bangunan tahan gempa (baca : Cara Melakukan Mitigasi Gempa Bumi).

Dalam seismologi, gempa terbagi menjadi 2 jenis yakni gempa bumi lokal (dekat) dan gempa bumi teleseimik (jauh). Gempa bumi lokal merupakan gempa bumi yang jarak episentrumnya dekat dengan stasiun pengamatan gempa. Jarak dekat yang dimaksud adalah dalam hitungan beberapa ratus kilometer. Sementara gempa bumi teleseimik adalah gempa bumi yang jarak episentrumnya lebih dari seribu kilometer dari stasiun pengamat gempa.  (baca juga : Macam- Macam Gempa Bumi)

Cabang- Cabang Seismologi

Seismologi pada awalnya memang mempelajari tentang gempa saja. Tetapi seiring waktu, ilmu ini berkembang dan mempunyai kajian yang sangat luas. Luasnya kajian ilmu tersebut dapat dikelompokkan menjadi beberapa cabang ilmu seismologi. Berikut adalah uraiannya.

1. Seismologi Teknik – Istilah asingnya adalah Engineering Seismology. Ilmu ini mempelajari tentang perkiraan bencana fempa bumi dan apa saja resikonya. Selain itu juga mengkaji bagaimana cara merancang bangunan- bangunan yang tahan terhadap gempa bumi.
2. Seismologi Observasi – Ilmu ini dipelajari agar nantinya kita dapat mendeteksi dan merekam beberapa kejadian gempa yang terjadi di permukaan bumi, mengklasifikasikan gempa, serta mengobservasi apa saja efek atau akibat gempa bumi.
3. Seismologi Fisik – Disebut juga Physical Seismology, yakni ilmu yang mengkaji tentang karekteristik interior atau lapisan di dalam bumi, serta mempelajari ciri- ciri fisika dari beberapa sumber asal gempa bumi.
4. Seismologi Eksplorasi – Pada ilmu ini diterapkan beberapa metode seismik untuk mencari sumber daya alam seperti minyak bumi dan gas yang tersimpan di dalam perut bumi. Eksplorasi ini didahului dengan survey seismik yakni dengan cara meledakan dinamit untuk memicu getaran. Getaran yang diterima oleh receiver lalu dianalisa sehingga dapat menggambarkan keadaan batuan di lapisan bawah tanah.

Dalam mempelajari ilmu seismologi, penting untuk mengetahui beberapa istilah yang sering muncul dalam seismologi. Beberapa istilah tersebut adalah :

• Hiposentrum yakni titik pusat dari gempa bumi yang sedang terjadi (baca : Pengertian Hiposentrum).
• Episentrum adalah gelombang atau getaran yang merambat dari hiposentrum menuju permukaan bumi (baca : Pengertian Episentrum).
• Origin time yaitu waktu pertama kali terjadi gempa pada hiposentrum.
• Travel time merupakan waktu yang diperlukan oleh suatu gelombang gempa untuk merambat ke permukaan. Waktu ini diperoleh dengan cara menghitung selisih antara original time dengan waktu pencatatan gelombang oleh seismograf (arrival time).
• Seismometer adalah alat yang berfungsi sebagai perespon getaran akibat gempa bumi (baca : Pengertian Seismometer).
• Seismograf yakni perpaduan antara seismometer dengan alat sensor lainnya untuk mendeteksi dan mencatat gelombang gempa (baca : Pengertian Seismograf).
• Seismogram merupakan hasil pencatatan atau perekaman gelombang gempa oleh seismograf.

Rekayasa Gempa  dengan Seismologi Teknik

Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa seismologi teknik mengkaji tentang bagaimana cara merancang bangunan yang tahan terhadap gempa. Sebelum merancang kontruksi tahan getaran, seseorang harus mengerti apa saja penyebab gempa bumi agar kontruksi yang dihasilkan benar- benar kokoh dan tidak runtuh karena getaran gempa. Hal tersebut sesuai dengan tujuan pengembangan bangunan tahan gempa, yaitu :

1. Untuk menghindari jatuhnya korban nyawa akibat dari runtuhnya bangunan saat terjadi gempa bumi.
2. Untuk meminimalisir korban yang terluka akibat kejatuhan reruntuhan bangunan saat gempa.
3. Untuk meminimalisir kerusakan bagunan ketika gempa sedang berlangsung.

Perancangan bangunan anti gempa harus dilakukan dengan baik. Setelah dirancang, pemilihan bahan konstruksi dan tahap pembangunan juga harus dilakukan dengan teliti. Bangunan anti gempa yang dikembangkan dapat berupa rumah sederhana, rumah bertingkat, gedung biasa dan gedung bertingkat. Hal paling penting dalam membuat bangunan tahan gempa adalah lokasi bangunan dan pondasi bangunan.

Lokasi bangunan harus berada pada tanah yang stabil, tidak berada pada lereng yang curam sehingga tidak terjadi longsor (baca : Penyebab Tanah Longsor). Selain itu, bangunan juga boleh dibuat di atas tanah lempung atau tanah liat dengan syarat pembangunan pondasi memenuhi standar. Kriteria pondasi yang untuk bangunan tahan gempa adalah :

• Pondasi harus diletakkan dan ditanam pada tanah yang keras dan stabil.
• Penampang melintang dari pondasi juga harus sama panjang dan sama besar.
• Penempatan pondasi secara kesuluruhan berada pada tanah keras, tidak boleh setengah- setengah.
• Pembangunan pondasi sebaiknya sesuai dengan panjangnya sketsa bangunan.
• Tidak diperbolehkan menggunakan pondasi berundak, kedalaman pondasi harus sama.
• Jika terpaksa membangun di tanah lunak, maka pondasi harus terbuat dari bahan yang kokoh seperti plat beton.
• Untuk rumah panggung yang menggunakan pondasi tiang, tiang harus dijadikan satu dan diikat dengan kuat. Bagian bawah tiang juga harus diberi batu agar dapat menahan beban dengan baik.