Makalah k1 Gempa [PDF]

Citation preview

\\MAKALAH FISIKA BENCANA ALAM “GEMPA BUMI”



OLEH KELOMPOK 1 FARADILLAH (17175011) VENO JULIAN ANGGARA (17175031)



DOSEN PEMBIMBING



Dr. AHMAD FAUZI, M.Si SYAFRIANI, Ph.D



PENDIDIKAN FISIKA PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2018 i



KATA PENGANTAR Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan makalah mata kuliah Fisika Bencana Alam yang berjudul “Gempa Bumi” Makalah ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu persyaratan untuk melengkapi tugas mata kuliah Fisika Bencana Alam program studi Pendidikan Fisika program Pasca Sarjana Universitas Negeri Padang. Dalam menyelesaikan makalah ini penulis banyak mendapat bantuan, saran, dan sumbangan pikiran dari berbagai pihak. Oleh sebab itu, pada kesempatan ini penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang setulusnya kepada dosen pembimbing mata kuliah Fisika Bencana Alam Bapak Dr. Ahmad Fauzi, M.Si dan Ibu Sayfriani, Ph.D. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih banyak kekurangan baik dari segi penyajian maupun penulisannya. Untuk itu, kritik dan saran yang bersifat konstruktif dari semua pihak sangat penulis harapkan demi baiknya makalah ini. Akhir kata, penulis ucapkan terima kasih dan berharap semoga makalah ini bermanfaat bagi kita semua. Amin.



Padang , Oktober 2018



Penulis



i



DAFTAR ISI



KATA PENGANTAR ......................................................................................... i DAFTAR ISI ....................................................................................................... ii



BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1 A. Latar Belakang .................................................................................. 1 B. Rumusan Masalah ............................................................................. 1 C. Tujuan ............................................................................................... 2



BAB II PEMBAHASAN .................................................................................... 3 A. Defenisi Gempa Bumi ..................................................................... 3 B. Fisika Gempa Bumi ....................................................................... 21 C. Prediksi Gempa Bumi .................................................................... 30



BAB III PENUTUP .......................................................................................... 39 A. Kesimpulan ................................................................................... 39 B. Saran .............................................................................................. 41



ii



BAB I PENDAHULUAN



A. LATAR BELAKANG Bumi yang kita tempati memiliki banyak rahasia alam yang tidak kita ketahui. Kita tidak pernah mengetahui kejadian-kejadian yang akan terjadi di muka bumi ini. Banyak kejadian-kejadian alam yang mendatangkan pertanyaan bagi manusia. Salah satu kejadian alam yang sudah tidak asing di telinga masyarakat yaitu gempa bumi. Gempa bumi merupakan suatu peristiwa yang sangat sering terjadi di muka bumi ini. Salah satunya di Indonesia. Indonesia adalah salah satu negara yang memiliki tingkat rawan bencana alam yang sangat tinggi. Indonesia sendiri memiliki titik-titik gempa yang tersebar di seluruh wilayah di Indonesia. Gempa bumi dapat terjadi kapan saja siang hari pada saat kita bekerja ataupun malam pada saat sedang tidur lelap sehingga tidak dapat menyelamatkan diri karena kejadiannya berlangsung sangat cepat tertimpa runtuhan bangunan. Mungkin kita merasa biasa saja dengan bencana alam tersebut di Indonesia, tapi bencana tersebut sudah sangat sering terjadi berulang-ulang di negara kita. Gempa bumi sudah menghancurkan sebagian dari wilayah Indonesia. Dan sudah banyak sekali korban-korban yang berjatuhan akibat bencana tersebut. Berarti gempa bumi sudah menjadi suatu ancaman bagi masyarakat di muka bumi ini. Dan banyak dari masyarakat tidak mengerti akan apa sebenarnya yang terjadi di muka bumi ini. Maka sangatlah perlu bagi mereka untuk tahu dan mengerti serta memahami peristiwa-peristiwa gempa bumi yang terjadi.



B. RUMUSAN MASALAH Adapun rumusan masalah dalam penulisan makalah ini yaitu, 1. Apakah yang dimaksud dengan Gempa Bumi? 2. Bagaimana gempa bumi bisa terjadi ? 3. Apa Saja Yang Dibahas Pada Fisika Gempa Bumi ?



1



C. TUJUAN PENULISAN Adapun tujuan dalam penulisan makalah ini yaitu, 1. Memahami pengertian Gempa Bumi 2. Mengetahui bagaimana gempa bumi bisa terjadi 3. Memahami pembahasan mengenai Fisika Gempa Bumi



2



BAB II PEMBAHASAN UU No. 24 tahun 2007 menyatakan bahwa bencana adalah “Peristiwa atau rangkaian peristiwa yang mengancam dan mengganggu kehidupan dan penghidupan masyarakat yang disebabkan, baik oleh faktor alam dan/atau faktor non alam maupun faktor manusia sehingga mengakibatkan timbulnya korban jiwa manusia, kerusakan lingkungan, kerugian harta benda, dan dampak psikologis”. Salah satu bencana alam yangsering terjadi adalah gempabumi. Gempabumi dapat disebabkan oleh aktivitas tektonik bumi, aktivitas vulkanik gunung berapi ataupun faktor-faktor lainnya. Wilayah yang berada pada daerah pertemuan lempeng tektonik bumi memiliki potensi besar terjadinya gempabumi tektonik. Salah satu provinsi di Indonesia yang memiliki potensi besar terjadi gempa bumi adalah provinsi sumatera Barat. Sumatera Barat khususnya kota Padang merupakan salah satu daerah yang dikategorikan rawan bencana khususnya gempabumi. Kondisi ini ditenggarai oleh letak geografis kota Padang yang berada pada pertemuan lempeng aktif IndoAustralia dan Eurasia yang merupakan daerah subduksi sehingga memiliki potensi besar terjadi gempabumi. Bencana alam khususnya gempa bumi tidak dapat diprediksi waktu terjadinya, namun dapat diprediksi dari tanda-tanda yang mendahuluinya. Dalam rangka meminimalisir dampak yang diakibatkan oleh gempa bumi dibutuhkan pemahaman dan pengetahuan secara komprehensif terhadap ancaman gempabumi. Sehingga perlu adanya pembahasan secara rinci mengenai bencana gempa bumi.



A. Definisi dan SejarahGempa bumi 1. Definisi Gempa bumi Gempa bumi adalah interaksi gerakan lempeng tektonik bumi yang menimbulkan getaran melebihi batas tegangan (strees) atau elastisitas pada daerah hiposentrum (Wang Hui, 2004). Sejalan dengan itu, Nelson (6, 2006) mengungkapkan bahwa Gempa bumiterjadi ketika energi yang tersimpan dalam elastisitas regangan batuan tiba-tiba terlepas. Pelepasan energi menyebabkan goncangan tanah yang sangat keras di dekat daerah sumber gempa dan 3



mengirimkan gelombang dari energi elastis yang menjalar dibumi yang disebut dengan gelombang seismik. Gempa bumi juga dapat disebabkan oleh peledakan bom, erupsi vulkanik dan longsor. Gempa bumi merupakan ancaman geologi yang pasti bagi kehidupan disekitar daerah gempa, tetapi gelombang seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi merupakan sesuatu yang penting untuk mempelajari kondisi di dalam bumi. Selanjutnya, Kanamori dan Brodsky (28, 2004) menyatakan bahwa Gempa bumi merupakan sebuah mekanisme akomodasi pergerakan lempeng bumi dalam skala besar sebagai akibat adanya tumbukan lempeng bumi yang mengalami pergerakan setiap tahunya. Tumbukan antara lempeng bumi menyebabkan terjadinya



ayunan dan getaran yang sangat kuat sehingga



menghasilkan energi seismik. Hal senada juga diungkapkan oleh Aydın dan Coskun (1324, 2010) bahwa Gempa bumi merupakan getaran dan ayunan yang terjadi oleh faktor alam yang menyebabkan terjadinya perubahan secara signifikan pada permukaan bumi. Gempa bumi secara umum dapat memberikan dampak terhadap perubahan bentuk dari permukaan bumi baik dalam skala luas maupun dalam skala kecil. Gempa bumijuga disebabkan oleh gerakan lempengan bumi yang terjadi untuk siklus yang panjang dalam bentuk pelepasan akumulasi energi yang terjadi secara tiba-tiba yang pada umumnya memberikan dampak kerusakan permukaan material (Zoback, 2006). Gempa



bumi



merupakan



tumbukan



antar



lempeng



bumi



yang



menyebabkan patahan akibat pergerakan lempeng yang tidak seragam dan terjadi terus menerus sehingga terjadi pengekangan tegangan maupun regangan pada material patahan tersebut yang makin lama makin besar, Apabila tegangan dan regangan tersebut meningkat sangat tinggi sehingga melampaui kekuatan batas material patahan, maka terjadilah keruntuhan material patahan tersebut dan terjadi pelepasan



energi gelombang seismik (Maer,2008).



Gempa bumi



menyebabkan terjadinya pelepasan energi seismik yang disebabkan interaksi antar lempeng tektonik yang terjadi dalam suatu siklus(RMS Special Report, 2008). Berdasarkan pendapat para ahli diatas dapat kita simpulkan bahwasannya gempa bumi adalah pelepasan energi seismik sebagai akibat adanya getaran yang sangat kuat disekitar area gempa bumi yang disebabkan oleh beberapa faktor,



4



misalnya tumbukan lempeng tektonik bumi, peledakan bom, longsor, erupsi vulkanik sehingga berdampak terhadap perubahan bentuk permukaan bumi. 2. Sejarah Gempa bumi Peristiwa gempa bumi telah terjadi sejak lama. Berikut ini adalah beberapa gempa bumi yang pernah terjadi di berbagai negara di dunia, a. 2 Juli 2013, Gempa Bumi Sumatra 2013 di sepanjang NAD berskala 6.2 SR. b. 11 April 2012, Gempa bumi di sepanjang Pulau Sumatera berskala 8.6 SR, berpotensi sampai Aceh, Sumatera Utara, Bengkulu, dan Lampung. Gempa terasa sampai India. c. 11 Maret 2011, Gempa Bumi di Jepang, 373 km dari kota Tokyo berskala 9,0 Skala Richter yang sebelumnya di revisi dari 8,8 Skala Richter, gempa ini juga menimbulkan gelombang tsunami di sepanjang pesisir timur Jepang. d. 26 Oktober 2010, Gempa Bumi di Mentawai berskala 7.2 Skala Richter, korban tewas ditemukan hingga 9 November ini mencapai 156 orang. Gempa ini kemudian juga menimbulkan tsunami. e. 16 Juni 2010, Gempa Bumi 7,1 Skala Richter menggguncang Biak, Papua. f. 7 April 2010, Gempa Bumi dengan kekuatan 7.2 Skala Richter di Sumatera bagian Utara lainnya berpusat 60km dari Sinabang, Aceh. Tidak menimbulkan tsunami, menimbulkan kerusakan fisik di beberapa daerah, belum ada informasi korban jiwa. g. 27 Februari 2010, Gempa Bumi di Chili dengan 8.8 Skala Richter, 432 orang tewas (data 30 Maret 2010). Mengakibatkan tsunami menyeberangi Samudera Pasifik yang menjangkau hingga Selandia Baru, Australia, kepulauan Hawaii, negara-negara kepulauan di Pasifik dan Jepang dengan dampak ringan dan menengah. h. 12 Januari 2010, Gempa Bumi Haiti dengan episenter dekat kota Leogane 7,0 Skala Richter berdampak pada 3 juta penduduk, perkiraan korban meninggal 230.000 orang, luka-luka 300.000 orang dan 1.000.000 kehilangan tempat tinggal.



5



i. 30 September 2009, Gempa Bumi Sumatera Barat merupakan gempa tektonik yang berasal dari pergeseran patahan Semangko, gempa ini berkekuatan 7,6 Skala Richter (BMG Indonesia) atau 7,9 Skala Richter (BMG



Amerika)



mengguncang



Padang-Pariaman,



Indonesia.



Menyebabkan sedikitnya 1.100 orang tewas dan ribuan terperangkap dalam reruntuhan bangunan. j. 2 September 2009, Gempa Tektonik 7,3 Skala Richter mengguncang Tasikmalaya, Indonesia. Gempa ini terasa hingga Jakarta dan Bali, berpotensi tsunami. Korban jiwa masih belum diketahui jumlah pastinya karena terjadi Tanah longsor sehingga pengevakuasian warga terhambat. k. 3 Januari 2009 - Gempa Bumi berkekuatan 7,6 Skala Richter di Papua. l. 12 Mei 2008 - Gempa Bumi berkekuatan 7,8 Skala Richter di Provinsi Sichuan, China. Menyebabkan sedikitnya 80.000 orang tewas dan jutaan warga kehilangan tempat tinggal. m. 12 September 2007 - Gempa Bengkulu dengan kekuatan gempa 7,9 Skala Richter. n. 9 Agustus 2007 - Gempa Bumi 7,5 Skala Richter. o. 6 Maret 2007 - Gempa Bumi tektonik mengguncang provinsi Sumatera Barat, Indonesia. Laporan terakhir menyatakan 79 orang tewas. p. 27 Mei 2006 - Gempa Bumi tektonik kuat yang mengguncang Daerah Istimewa Yogyakarta dan Jawa Tengah pada 27 Mei 2006 kurang lebih pukul 05.55 WIB selama 57 detik. Gempa Bumi tersebut berkekuatan 5,9 pada skala Richter. United States Geological Survey melaporkan 6,2 pada skala Richter; lebih dari 6.000 orang tewas, dan lebih dari 300.000 keluarga kehilangan tempat tinggal. q. 8 Oktober 2005 - Gempa Bumi besar berkekuatan 7,6 skala Richter di Asia Selatan, berpusat di Kashmir, Pakistan; lebih dari 1.500 orang tewas. r. 26 Desember 2004 - Gempa Bumi dahsyat berkekuatan 9,0 skala Richter mengguncang Aceh dan Sumatera Utara sekaligus menimbulkan gelombang tsunami di samudera Hindia. Bencana alam ini telah merenggut lebih dari 220.000 jiwa.



6



s. 26 Januari 2004 - Gempa Bumi dahsyat berkekuatan 7,7 skala Richter mengguncang India dan merenggut lebih dari 3.420 jiwa. t. 26 Desember 2003 - Gempa Bumi kuat di Bam, barat daya Iran berukuran 6.5 pada skala Richter dan menyebabkan lebih dari 41.000 orang tewas. u. 21 Mei 2002 - Di utara Afganistan, berukuran 5,8 pada skala Richter dan menyebabkan lebih dari 1.000 orang tewas. v. 26 Januari 2001 - India, berukuran 7,9 pada skala Richter dan menewaskan 2.500 ada juga yang mengatakan jumlah korban mencapai 13.000 orang. w. 21 September 1999 - Taiwan, berukuran 7,6 pada skala Richter, menyebabkan 2.400 korban tewas. x. 17 Agustus 1999 - barat Turki, berukuran 7,4 pada skala Richter dan merenggut 17.000 nyawa. y. 25 Januari 1999 - Barat Colombia, pada magnitudo 6 dan merenggut 1.171 nyawa. z. 30 Mei 1998 - Di utara Afganistan dan Tajikistan dengan ukuran 6,9 pada skala Richter menyebabkan sekitar 5.000 orang tewas. aa. 17 Januari 1995 - Di Kobe, Jepang dengan ukuran 7,2 skala Richter dan merenggut 6.000 nyawa. bb. 30 September 1993 - Di Latur, India dengan ukuran 6,0 pada skala Richter dan menewaskan 1.000 orang. cc. 12 Desember 1992 - Di Flores, Indonesia berukuran 7,9 pada skala richter dan menewaskan 2.500 orang. dd. 21 Juni 1990 - Di barat laut Iran, berukuran 7,3 pada skala Richter, merengut 50.000 nyawa. ee. 7 Desember 1988 - Barat laut Armenia, berukuran 6,9 pada skala Richter dan menyebabkan 25.000 kematian. ff. 19 September 1985 - Di Mexico Tengah dan berukuran 8,1 pada Skala Richter, meragut lebih dari 9.500 nyawa. gg. 16 September 1978 - Di timur laut Iran, berukuran 7,7 pada skala Richter dan menyebabkan 25.000 kematian. hh. 4 Maret 1977 - Vrancea, timur Rumania, dengan besar 7,4 SR, menelan sekitar 1.570 korban jiwa, diantaranya seorang aktor Rumania Toma



7



Caragiu, juga menghancurkan sebagian besar dari ibu kota Rumania, Bukares (Bucureşti). ii. 28 Juli 1976 - Tangshan, Cina, berukuran 7,8 pada skala Richter dan menyebabkan 240.000 orang terbunuh. jj. 4 Februari 1976 - Di Guatemala, berukuran 7,5 pada skala Richter dan menyebabkan 22.778 terbunuh. kk. 29 Februari 1960 - Di barat daya pesisir pantai Atlantik di Maghribi pada ukuran 5,7 skala Richter, menyebabkan kira-kira 12.000 kematian dan memusnahkan seluruh kota Agadir. ll. 26 Desember 1939 - Wilayah Erzincan, Turki pada ukuran 7,9, dan menyebabkan 33.000 orang tewas. mm.



24 Januari 1939 - Di Chillan, Chili dengan ukuran 8,3 pada skala



Richter, 28.000 kematian. nn. 31 Mei 1935 - Di Quetta, India pada ukuran 7,5 skala Richter dan menewaskan 50.000 orang. oo. 1 September 1923 - Di Yokohama, Jepang pada ukuran 8,3 skala Richter dan merenggut sedikitnya 140.000 nyawa. (Wikipedia, 2014) 3. Penyebab Gempa bumi Pada dasarnya penyebab terjadinya gempa bumi dapat diklasifikasikan menjadi beberapa kelompok menurut karakteristiknya.



Pratiwi (3,2006)



mengelompokkan jenis-jenis gempa menjadi beberapa kelompok utama diantaranya: a. Berdasarkan terjadinya, gempa bumi dapat dibedakan menjadi : 1) Gempa bumi 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 gempa bumi. Gempa bumi tersebut hanya terasa di sekitar gunung api tersebut. Gempa ini dapat terjadi sebelum dan saat letusan gunung api. Getarannya kadang-kadang dapat dirasakan oleh manusia dan hewan sekitar gunung berapi itu berada. Perkiraaan meletusnya gunung



8



berapi salah satunya ditandai dengan sering terjadinya getaran-getaran gempa vulkanik. Gempa bumi vulkanik terjadi karena adanya proses dinamik dari magma dan cairan yang bersifat hidrotermal (peka terhadap panas), sehingga dapat dipakai sebagai tanda-tanda awal peningkatan keaktifan gunung api. Proses fluida (cairan) dinamis yang terjadi karena adanya gradien suhu dan tekanan magma dapat menimbulkan gelombang gempa yang berasal dari proses resonansi retakan yang terisi cairan magma. Frekuensi gempa vulkanik yang dominan berkisar antara 1 sampai 5 Hz, selain frekuensi rendah lainnya. Gempa vulkanik yang terjadi karena peningkatan kegiatan gunung api ternyata tidak terlalu membahayakan karena kekuatannya tidak begitu besar. Selain itu gempa vulkanik dapat dijadikan salah satu tanda gejala suatu gunung api akan meletus walaupun tidak selalu terjadi hubungan seperti itu.



Gambar 1.7. Proses Terjadinya Gempa Vulkanik (Vulcanology Survey of Indonesia)



Ada dua katagori gempa yang terjadi pada gunung api: 



gempa vulkanik- tektonik dan







gempa periode panjang Gempa vulkanik- tektonik terjadi akibat perubahan tekanan pada batuan padat yang oleh injeksi atau tarikan magma (Chouet, 1993). Gempa 9



jenis ini dapat menimbulkan tanah longsor dan retakan tanah yang luas. Gempa ini dapat terjadi karena batuan bergerak untuk mengisi ruang-ruang dimana magma sudah kosong. Gempa vulkano-tektonik bukan merupakan gejala gunung api akan meletus tapi dapat terjadi sewaktu-waktu. Gempa periode panjang ditimbulkan oleh injeksi magma ke dalam batuan di sekitarnya, sehingga timbul tekanan terhadap batuan yang pada akhirnya timbul gempa . Keaktifan gempa tipe ini menandakan bahwa gunung api akan meletus. Para ahli menggunakan seismograf untuk mencatat signal dari gempa-gempa yang disebut dengan tremor(Chouet, 1993). 2) Gempa bumi Tektonik Gempa bumi ini disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng lempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempa bumi ini banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam di bumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian bumi. Seperti diketahui bahwa kulit bumi terdiri dari lempeng lempeng tektonik yang terdiri dari lapisan lapisan batuan. Tiap tiap lapisan memiliki kekerasan dan massa jenis yang berbeda satu sama lain. Lapisan kulit bumi tersebut mengalami pergeseran akibat arus konveksi yang terjadi di dalam bumi.



Gambar 1.8.Penyebab gerakan lempeng (Vulcanology Survey of Indonesia).



Lempeng samudera yang rapat massanya lebih besar ketika bertumbukkan dengan lempeng benua di zona tumbukan (subduksi) akan menyusup ke bawah. Gerakan lempeng itu akan mengalami perlambatan 10



akibat gesekan dari selubung bumi. Perlambatan gerak itu menyebabkan penumpukkan energi di zona subduksi dan zona patahan. Akibatnya di zona-zona itu terjadi tekanan, tarikan, dan geseran. Pada saat batas elastisitas lempeng terlampaui, maka terjadilah patahan batuan yang diikuti oleh lepasnya energi secara tiba-tiba. Proses ini menimbukan getaran partikel ke segala arah yang disebut gelombang gempa bumi. Energi



yang timbul dari gempa bumi menyebabkan terjadinya



goncangan yang sangat dahsyat, disebut gelombang seismik, yang menggerakkan batuan. Dari hiposentrrum, yaitu pusat atau titik asal gempa dengan kedalaman kurang dari 700 km di bawah permukaan, gempa bumi melepaskan gelombang ke segala arah. Titik pada permukaan bumi yang tepat di atas pusat gempa bumi disebut episentrum. Kerusakan yang paling parah akibat gempa bumi biasanya terjadi di daerah ini. Sejumlah gelombang seismik merambat jauh ke bawah permukaan bumi. Sebagian lagi merambat ke zona yang berdekatan dengan permukaan bumi. Pada umumnya gempa bumi disebabkan oleh pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang dilakukan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu semakin besar dan akhirnya mencapai keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itulah gempa bumi akan terjadi. Gempa bumi biasanya terjadi di perbatasan lempengan-lempengan tersebut, sementara gempa bumi yang paling parah biasanya terjadi di perbatasan lempengan kompresional dan translasional. Gempa bumi fokus dalam, kemungkinan besar terjadi karena materi lapisan litosfer yang terjepit ke dalam mengalami transisi fase pada kedalaman lebih dari 600 km. Beberapa gempa bumi lain juga dapat terjadi karena pergerakan magma di dalam gunung berapi. Gempa bumi seperti ini dapt menjadi gejala akan terjadinya letusan gunung berapi. Gempa bumi juga dapat terjadi karena menumpuknya masa air yang sangat besar di balik dam, seperti Dam Karibia di Zambia, Afrika. Selain itu dapat juga terjadi karena injeksi atau akstraksi cairan dari / ke dalam bumi ( contoh : pembangkit listrik tenaga panas bumi di Rocky Mountain Arsenal). Terakhir, gempa



11



dapat terjadi dari peledakan bahan peledak, misalnya nuklir. Gempa bumi yang disebabkan oleh manusia seperti ini dinamakan seismisitas terinduksi. 3) Gempa bumi Runtuhan Gempa bumi ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan, gempa bumi ini jarang terjadi dan bersifat lokal. Gempa runtuhan atau terban merupakan gempa bumi yang terjadi karena adanya runtuhan tanah atau batuan. Lereng gunung atau pantai yang curam memiliki energi potensial yang besar untuk runtuh, juga terjadi di kawasan tambang akibat runtuhnya dinding atau terowongan pada tambangtambang bawah tanah sehingga dapat menimbulkan getaran di sekitar daerah runtuhan, namun dampaknya tidak begitu membahayakan. Justru dampak yang berbahaya adalah akibat timbunan batuan atau tanah longsor itu sendiri. 4) Gempa Jatuhan Bumi merupakan salah satu planet yang ada dalam susunan tata surya. Dalam tata surya kita terdapat ribuan meteor atau batuan yang bertebaran mengelilingi orbit bumi. Sewaktu-waktu meteor tersebut jatuh ke atmosfir bumi dan kadang-kadang sampai ke permukaan bumi. Meteor yang jatuh ini akan menimbulkan getaran bumi jika massa meteor cukup besar. Getaran ini disebut gempa jatuhan, namun gempa ini jarang sekali terjadi. kawah terletak dekat Flagstaff, Arizona, sepanjang 1,13 km akibat kejatuhan meteorite 50.000 tahun yang lalu dengan diameter 50 m. 5) Gempa Buatan Gempa bumi buatan adalah gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari manusia, seperti peledakan dinamit, nuklir atau palu yang dipukulkan ke permukaan bumi. Suatu percobaan peledakan nuklir bawah tanah atau laut dapat menimbulkan getaran bumi yang dapat tercatat oleh seismograph seluruh permukaan bumi tergantung dengan kekuatan ledakan, sedangkan ledakan dinamit di bawah permukaan bumi juga dapat menimbulkan getaran namun efek getarannya sangat lokal.



12



4. Klasifikasi Gempa Bumi a. Klasifikasi gempa bumi berdasar kekuatannya Berdasarkan kekuatannya atau magnitude (M), gempa bumi dapat dibedakan atas:  Gempa bumi sangat besar dengan magnitude lebih besar dari 8 SR.  Gempa bumi besar magnitude antara 7 hingga 8 SR.  Gempa bumi merusak magnitude antara 5 hingga 6 SR.  Gempa bumi sedang magnitude antara 4 hingga 5 SR.  Gempa bumi kecil dengan magnitude antara 3 hingga 4 SR .  Gempa bumi mikro magnitude antara 1 hingga 3 SR .  Gempa bumi ultra mikro dengan magnitude lebih kecil dari 1 SR . b. Klasifikasigempa bumi berdasarkan kedalaman sumber gempa (h) 



Gempa bumi dalam h > 300 Km .







Gempa bumi menengah 80 < h < 300 Km .







Gempa bumi dangkal h < 80 Km .



c. Klasifikasi gempa bumi berdasar tipenya  Type I : Pada tipe ini gempa bumi utama diikuti gempa susulan tanpa didahului oleh gempa pendahuluan (fore shock).  Type II : Sebelum terjadi gempa bumi utama, diawali dengan adanya gempa pendahuluan dan selanjutnya diikuti oleh gempa susulan yang cukup banyak.  Type III: Tidak terdapat gempa bumi utama. Magnitude dan jumlah gempa bumi 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.( Vulcanology Survey of Indonesia)



13



d. Klasifikasi gempa bumi berdasarkan skalanya Berdasarkan skalanya gempa bumi dapat dikelompokkan atas: 1) Skala Richter Tabel 1.3 Skala intensitas gempa bumi untuk skala richter



(sumber:Stephen A. Nelson. 2006) 2) Skala Mercalli Tabel 1.4 Skala intensitas gempa bumi Modified Mercalli Intensity (MMI) 1931 Skala



Gejala yang Dirasakan



I



Getaran tidak dirasakan orang. Hanya tercatat oleh seismograf



II



Getaran hanya dirasakan sedikit orang yang diam di rumah terutama pada lantai atas gedung



III



Getaran dirasakan sebagian orang di dalam rumah, serta sebagian orang di luar rumah dalam kondisi tertentu. Getaran dirasakan seperti sebuah truk kecil lewat. Objek tergantung sedikit bergoyang dan di lantai atas goyangan benda



14



tergantung ini agak kuat



IV



Banyak orang di dalam rumah merasakan getaran, sedangkan di luar rumah dirasakan oleh sedikit orang. Sebagian orang yang tidur terbangun, tapi tidak merasakan takut.



Getaran



dirasakan seperti truk besar lewat. Jendela, pintu dan piringpiring berbunyi. Begitu juga lantai dan dinding dari kayu. Perabot mulai bergoncang. Benda tergantung mulai bergoyang ringan. Air di wadah terbuka terguncang. Getaran belum dirasakan oleh orang yang dalam kendaraan berjalan V



Getaran dirasakan oleh semua orang di dalam rumah dan sebagian besar orang di luar rumah. Orang yang sedang tidur banyak terbangun. Sebagian berlari ke luar rumah/ruangan. Hewan/ternak terganggu. Semua bangunan tergetar. Benda tergantung bergoyang keras. Hiasan dinding jatuh. Pendulum jam dapat berhenti. Objek yang tidak stabil dapat terbalik atau terangkat. Pintu dan jendela yang terbuka akan terbuka-tutup sendiri. Air dalam wadah bisa tumpah keluar sedikit. Getaran dirasakan seperti sebuah benda besar jatuh ke dalam bangunan. Dapat



terjadi sedikit



kerusakan pada bangunan



yang



konstruksinya jelek. VI



Dirasakan oleh hampir semua orang, baik di dalam atau di luar rumah. Banyak orang di dalam rumah ketakutan dan berlarian ke luar. Sedikit orang merasa terganggu keseimbangannya. Buku jatuh dari rak. Sebagian benda yang terbuat dari kaca bisa pecah. Perabot besar dan berat mulai bergeser. Plaster dinding



yang



lemah



terkelupas.



berbunyi. Pohon dan bus berguncang



15



Lonceng



kecil/ringan



VII



Sulit berdiri. Perabot rusak. Kerusakan terjadi pada material lemah seperti batako dan beton biasa. Plaster lepas, bata jatuh dan ubin pecah. Terjadi gelombang air pada kolam. Tanah dan kerikil sedikit tergelincir. Lonceng besar berbunyi.



VIII



Stir pada kendaraan terpengaruh. Kerusakan pada sebagian rumah beton biasa. Cerobong asap dan menara jatuh. Pondasi rumah kayu bergeser bila tidak ”terkunci” kuat di tanah.



IX



Kepanikan umum. Struktur kayu terangkat dari pondasinya jika tidak ”terkunci” kuat. Kerusakan serius pada sebagian beton bertulang. Pipa dalam tanah patah. Reservoir rusak. Tanah mulai retak.



X



Banyak beton dan struktur kayu rusak bersama pondasinya. Kerusakan serius pada bendungan, tanggul, pematang dan tambak. Terjadi longsor cukup besar. Jalan kereta api sedikit bengkok.



XI



Rel kereta api bengkok parah. Pipa dalam tanah hancur



XII



Kehancuran



hampir



total.



Banyak



massa



tanah/batuan



terangkat. Banyak objek terlempar ke udara.



(sumber:G.H. Girt. 2009) 5. Pengukuran Kekuatan 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.



16



.



Gambar 1.9 Prinsip Kerja Seismometer a. Skala Richter



Skala Richter pertama kali dikembangkan oleh ahli seismografi asal Institut Teknologi California bernama Charles Richter yang dibantu koleganya Beno Guttenberg di tahun 1935. Skala Richter ini didasarkan pada pengukuranpengukuran yang dilakukan oleh alat yang bernama seismograf. Tabel 1.5 Efek Kekuatan Gempa



Gambar 1.10.C. F. Richter



KEKUATA N



KETERANGAN



0 – 1,9



-



2 – 2,9



-



3 – 3,9



KECIL



4 – 4,9



RINGAN



5 – 5,9 6 – 6,9 7 – 7,9



SEDANG KUAT BESAR



8 – 8,9



DAHSYAT



INTENSITAS DEKAT EPISENTRUM 700.000 Tercatat, tapi tidak terasa 300.000 Tercatat, tapi tidak terasa 40.000 Dirasakan oleh sedikit orang 6.200 Dirasakan oleh banyak orang 800 Agak merusak 120 Merusak 18 Sangat merusak 1 dalam 10 – 20 Menghancurkan tahun RATARATA



(sumber: dokumen US Geological Survey)



Erlita (2,2010) menyatakan bahwaSkala Richter atau SR didefinisikan sebagai logaritma (basis 10) dari amplitudo maksimum, yang diukur dalam satuan mikrometer, dari rekaman gempa oleh instrumen pengukur gempa (seismometer) Wood-Anderson, pada jarak 100 km dari pusat gempanya. Sebagai contoh, misalnya kita mempunyai rekaman gempa bumi (seismogram) dari seismometer 17



yang terpasang sejauh 100 km dari pusat gempanya, amplitudo maksimumnya sebesar 1 mm, maka kekuatan gempa tersebutadalah log (10 pangkat 3 mikrometer) sama dengan 3,0skala Richter. Skala ini diusulkan oleh fisikawan Charles Richter. Cara penghitungan skala richter sebagai berkut: Misalkan: gempa X berkekuatan 4 skala Richter, dan gempa Y berkekuatan 2 pada skala Richter, maka: log X = 4, maka X = 10.000. log Y = 2, maka Y = 100 maka kekuatan gempa X = 100 kali kekuatan gempa Y. 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 Modified Mercally Intencity Scale(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 – ½ Log a = I/4 + ¼ Korelasi di atas dapat dirumuskan sbb : MMI = 3 log a + 3/2 MMI = 4 log a – 1 Sehingga diperoleh tabel : Tabel 1.6 Hubungan percepatan dengan MMI (berdasarkan rumus MMI = 3 Log a + 3/2).



Skala MMI I



Percepatan Tanah a cm/det2



Getaran hanya tercatat oleh seismograf 1.000



II 2.000 III 5.000 IV 10.000 V



Keterangan



Getaran hanya dirasakan sedikit orang yang diam di rumah terutama pada lantai atas gedung dirasakan sebagian orang di dalam Getaran rumah, serta sebagian orang di luar rumah dalam kondisi tertentu Banyak orang di dalam rumah merasakan getaran, sedangkan di luar rumah dirasakan oleh sedikit orang. Getaran dirasakan oleh semua orang di dalam



18



Skala MMI



Percepatan Tanah a cm/det2 20.000



VI 50.000 VII 100.000 VIII 200.000 IX 500.000 X 1000.000 XI 2000.000



Keterangan rumah dan sebagian besar orang di luar rumah. Dirasakan oleh hampir semua orang, baik di dalam atau di luar rumah. Sulit berdiri. Perabot rusak. Kerusakan terjadi pada material lemah seperti batako dan beton biasapada kendaraan terpengaruh. Kerusakan Stir pada sebagian rumah beton biasa Kepanikan umum. Struktur kayu terangkat dari pondasinya jika tidak ”terkunci” kuat. Banyak beton dan struktur kayu rusak bersama pondasinya. Rel kereta api bengkok parah. Pipa dalam tanah hancur Kehancuran hampir total. Banyak massa tanah/batuan terangkat. Banyak objek terlempar ke udara.



XII



Tabel 1.7 Hubungan percepatan dengan MMI (berdasarkan rumus MMI = 4 Log a - 1).



Skala MMI I



Percepatan Tanah a cm/det2



Getaran hanya tercatat oleh seismograf 4,217



II 7,499 III 13,335 IV 23,714 V 42,170 VI 74,989 VII 133,352 VIII 237,137 IX 421,697 X 749,894 XI



Keterangan



1333,521



Getaran hanya dirasakan sedikit orang yang diam di rumah terutama pada lantai atas gedung dirasakan sebagian orang di dalam Getaran rumah, serta sebagian orang di luar rumah dalam kondisi tertentu Banyak orang di dalam rumah merasakan getaran, sedangkan di luar rumah dirasakan oleh sedikit orang. Getaran dirasakan oleh semua orang di dalam rumah dan sebagian besar orang di luar rumah. Dirasakan oleh hampir semua orang, baik di dalam atau di luar rumah. Sulit berdiri. Perabot rusak. Kerusakan terjadi pada material lemah seperti batako dan beton biasapada kendaraan terpengaruh. Kerusakan Stir pada sebagian rumah beton biasa Kepanikan umum. Struktur kayu terangkat dari pondasinya jika tidak ”terkunci” kuat. Banyak beton dan struktur kayu rusak bersama pondasinya. Rel kereta api bengkok parah. Pipa dalam tanah hancur



19



Skala MMI



Percepatan Tanah a cm/det2



Keterangan



Kehancuran hampir total. Banyak massa tanah/batuan terangkat. Banyak objek terlempar ke udara. Di dalam konsep gempa bumi kita mengenal istilah Intensitas gempa. Kita



XII



dapat menentukan besarnya intensitas gempa yang terjadi dengan memperhatikan karakteristik sebagai berikut: 1.



Jarak Epicentre



2.



Kedalaman Fokus (jarak dari hypocentre)



3.



Magnitude Gempa



Intensitas Episentrum



R



Hiposentrum Gambar 1.11. Cara menentukan pusat gempa



Menurut Richter, hubungan antara parameter skala dengan parameter physik dirumuskan sbb Log E = 11.8 + 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 : a max .  1320 



e 0,58M



R  251,52



dengan deviasi standard = 0.84 R = Jarak ke hypocentre M = Magntude gempa



20



Contoh perhitungan Korelasi Skala Gempa 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 2



2



R  160  40  164,9242 km 0 , 58M



amax .



2 e 57261,69  1320    19,69799 cm/dt R  251,52 2906,981



amax .  0,84  19,69799  16,54631 cm/dt



2



MMI = 4,177688  IV 2. Dari Kota Padang Panjang 2



2



R  125  40  131,244 km 0 , 58M



amax .



2 e 57261,69  1320    26,50226 cm/dt R  251,52 2160,634



amax .  0,84  26,50226  22,26189 cm/dt



2



MMI = 4,693131  IV B. Fisika Gempa bumi Nelson (1,2006) mengemukakan bahwasanya gempa bumi terjadi disepanjang zona gempa lempeng bumi yang keras dan mengalami deformasi. Deformasi dihasilkan dari adanya gaya tektonik lempeng dan gaya grafitasi bumi. Ketika batuan mengalami tekukan atau retakan kita sering menyebutnya mengalami deformasi atau strain(perubahan bentuk atau ukuran). Gaya yang menyebabkan terjadinya deformasi disebut dengan stress. 1. Stress dan Strain lempeng bumi (Tegangan dan Regangan lempeng bumi) Stress (tegangan) didefinisikan sebagai gaya yang bekerja tiap satuan luas. Type tegangan yang kita gunakan untuk mengungkapkan tegangan yang seragam



21



disbut dengan tekanan. Di bumi tekanan yang berkaitan dengan berat batuan merupakan tegangan serangam disebut confining Stress. Jika tegangan tidak tidak sama untuk semua arah disebut dengan turunan dari tegangan yang lainya. Ada tiga jenis tegangan yang terjadi seperti pada gambar berikut: a. Tensional stress, adanya tegangan batuan yang saling meregang. b. Compressional stress, disebabkan adanya tegangan yang saling memampatkan c. Shear stress, yang disebabkan karena geseran.



Gambar1.12, Jenis-jenis tegangan lempeng bumi



Ketika batuan diberikan tekanan yang sangat besar maka akan terjadi perubahan benntuk dan ukuran ataupun volumenya. Pada keadaan ini batuan mengalami regangan yang disebut strain. Ketika tegangan diberikan pada batuan maka batuan akan mengalami 3 tahapan keadaan; a. Deformasi elastis, dimana perubahan bentuk dapat kembali ke keadaan semula. b. Deformasi ductile, dimana perubahan bentuk sudah tidak dapat kembali ke keadaan semula. c. Retakan, dimana tidak dapat kebentuk semula dan bahan akan patah. Seperti terlihat pada gambar berikut:



Gambar1.13. Keadaan bahan yang diberi tegangan



22



2. Stress dan Strain material Viscoelastis akibat getaran gempa bumi Samali ( 1995: 641) menyatakan bahwa tegangan material viscoelastis akibat getaran gempa dalam bentuk sinusiodal sebanding dengan regangan dan sudut fase. Formulasi regangan dalam bentuk sinusiodal dapat dinyatakan:



Untuk tegagannya dapat dinyatakan:



Selanjutnya hubungan antara tegangan dan regangan dapat dinyatakan;



Dimana: : menyatakan modulus geser kompleks : menyatakan modulus geser yang tersimpan : menyatakan modulus geser kompleks yang hilang Jika diaplikasikan dalam bentuk gaya menjadi



sehingga



hubungan antara amplitudo dari gaya, tegangan dan regangan adalah



perpindahan maksimum lempeng adalah dengan A adalah luas penampang dan t adalah ketebalan logam a. Tegangan Geser Gempa Konsep tegangan geser yang diakibatkan gempa bumi dapat kita pahami menggunakan ilustrasi yang telah dilakukan oleh peneliti dari jepang diantaranya oleh Toshio Iwasaki, Seed and Idriss (Faisal Indra, 2010:3)



23



Gambar 14. Konsep tegangan geser



Dari gambar di atas dapat diketahui hubungan antara gaya geser (F), luasan efektif (A), dan sudut geser𝛷 seperti persamaanberikut: 𝐹 𝐴 selanjutnya tegangan geser gempa dapat ditentukan seperti persamaan 𝑡𝑎𝑛  =



berikut: 𝐹



=𝐴



dan



𝑁



=𝐴



dimana τ adalah tegangan geser (N/m2) dan σ adalah tegangan total (N/m2). b. Vibration (getaran) Seperti yang dijelaskan sebelumnya bahwa salah satu penyebab gempa adalah terjadinya tumbukan antar lempeng bumi. Tumbukan ini menyebabkan terjadinya getaran yang sangat kuat di permukaan bumi. Marchand (1999: 477) menjelaskan bahwa getaran (vibration) yang dihasilkan akibat gempa bumi dapat diturunkan dari hukum Hooke dan hukum Newton tentang gerak sebagai berikut:



Dimana m adalah massa, u adalah perpindahan lempeng, menyatakan viscous damping dan F(t) menyatakan gaya eksternal sebagai fungsi waktu. Selanjutnya Mohorovi (2009: 9) mengilustrasikan vibrasi gempa dengan sebuah titik dipermukaan bumi yang berosilasi sejauh S dalam selang waktu t sehingga memiliki persamaan getaran gempa bumi sebesar



Dimana s : Jarak (m) T : periode getar (s) t: selang waktu getat (s) α : amplitudo (m/s2)



24



Gambar 15. Vibrasi gempa



Ludman (1982:421) menyatakan bahwa seorang ahli geologi H. F. Reid membuat penjelasan lebih detai mengenai studi tentang batuan sepanjang patahan San Andreas yang mengajarkan kepadanya untuk mengusulkan hipotesis elastic- strain sebagai sebuah penjelasan untuk gempa bumi, seperti yang terlihat pada Gambar 16.



Gambar 16. Teori hipotesis elastic-strain reid. (a) Pergeseran vertikal lempeng sebelum terjadi patahan, (b) Habisnya batas elastisitas sepanjang patahan yang menyebabkan patahan terjadi, (c) Batuan patah dan diimbangi sepanjang patahan. Energi elastisitas dilepaskan sebagai gelombang seismik. Gambar 16 memperlihatkan akumulasi dari elastisitas regangan di sekitar patahan, yang terus berlangsung hingga terjadi patahan. Lempeng yang membengkok sebelum terjadi patahan akan cendrung untuk kembali ke possi awalnya. Reid meyakini bahwa energi yang tersimpan dalam batuan ketika regangan elastisitas terakumulasi sebelum terjadi patahan, dan akan dilepaskan saat terjadi patahan. Energi ini akan dikirim ke permukaan sebagai



gelombang seismik



dan menyebabkan tanah



begoncang. Gempa bumi yang kuat dapat merusak bangunan. Tingkat kerusakan pada bangunan ditentukan oleh kemampuan redaman getaran dari bangunan itu. Kemampuan redaman gedung terbagi dua, yaitu gedung yang tidak memiliki redaman dan bangunan yang memiliki redaman. Bangunan yang mendapat rambatan getaran akan bergerak sesuai dengan irama getaran, redaman pada bangunan akan berfungsi mengurangi



25



rambatan getaran. Proses getaran antara bangunan yang memililiki redaman dan yang tidak memiliki redaman dinyatakan oleh Akkar (2011:5) seperti terlihat pada Gambar 17.



Gambar 17. Perambatan getaran: (a) tanpa redaman, (b) memakai redaman Berdasarkan gambar 17 terlihat bahwa bangunan yang tidak memiliki redaman memiliki simpangan geser bangunan yang jauh lebih besar dibanding dengan bangunan yang memiliki redaman. Pola getaran untuk kedua jenis gedung ini dijelaskan sebagai berikut: 1) Bangunan yang tidak memiliki redaman (ξ = 0) Bangunan yang tidak memiliki redaman akan meneruskan semua getaran yang merambat dari permukaan tanah. Sehingga, memungkinkan terjadinya kerusakan yang besar pada bangunan. Persamaan getaran pada bangunan ini menurut Akkar (2011:12) terlihat pada gambar 18,



Gambar 18. Getaran pada bangunan yang tidak teredam Gambar 18 memperlihatkan getaran akibat gempa bumi yang dirambatkan seluruhnya oleh bangunan. Sehingga, persamaan dari gambar 18 dapat dirumuskan seperti pada persamaan berikut:



26



u(t) adalah panjang akhir, uo adalah panjang awal, wn adalah frekuensi sudut, dan vo adalah cepat rambat getaran. 2) Bangunan yang memiliki redaman (0 < ξ < 1) Bangunan yang memiliki redaman akan mengurangi getaran yang merambat dari permukaan tanah. Sehingga, tingkat kerusakan pada bangunan bisa kecil. Persamaan getaran pada bangunan ini menurut Akkar (2011:12) terlihat pada gambar 19,



Gambar 19. Getaran pada bangunan yang memiliki redaman Pada Gambar 19 terilihat getaran akibat gempa bumi diperkecil oleh redaman bangunan. Sehingga, persamaan dari gambar 19 dapat dirumuskan seperti pada persamaan berikut:



dimana,



dimana, u(t) adalah panjang akhir, uo adalah panjang awal, wn adalah frekuensi sudut, ξ adalah tingkat redaman, dan vo adalah cepat rambat getaran. c. Gelombang Gempa bumi (Seismic Wave) Berdasarkan teori elastisitas dan deformasi elemen medium, maka pada medium isotropis, transfer energi dapat ditransmisikan dalam dua type dan penjalaran yang berbeda tergantung konstanta elastisitas media yang dilewatinya. Transfer energi terjadi melalui media pelapisan di dalam bumi disebut gelombang badan /wave body sedangkan yang terjadi di permukaan disebut gelombang permukaan/surface wave (Susilawati, 2008:16)



27



Selanjutnya Ran Gabai, Izhak Bucher (408,2008) menyatakan bahwa vibrasi



yang dihasilkan oleh gempa bumi merambat dalam bentuk



gelombang satu dimensi dengan persamaan simpangan sebagai berikut:



Dimana U(x) adalah amplitudo dalam arah sumbu x, q(t) adalah variasi waktu. Persamaan di atas menggambarkan perpindahan dua gelombang akibat vibrasi yang memiliki panjang gelombang yang sama, perpindahan searah dengan struktur medianya.C1 dan C2 merupakan konstanta kompleks yang menggambarkan perbedaan amplitudo dan beda fase antara kedua gelombang. Panjang gelombang besarnya:



d. Energi Gempa Rambatan getaran gempa bumi yang terjadi dalam bentuk gelombang seismik membawa sejumlah energi yang dapat memberikan dampak kerusakan terhadap permukaan bumi. Besar energi yang dilepaskan sebagaimana persamaan



Seiring dengan perhitungan besarnya energi yang dilepaskan akibat gempa bumi, Charles Francis Richter yang berasal dari Institut Teknologi California yang dibantu koleganya Beno Guttenberg di tahun 1935 memberikan sarana untuk mempermudah perhitungan dengan menyatakan bahwa jumlah energi yang dilepaskan oleh gempa bumi menurut persamaan berikut: Log E = 11,8 + 1,5 M sehingga: E = 10(11,8+1,5𝑀) Dimana : E = Energi dalam erg (dyne cm) M = Magnitude (skala Richter) Berdasarkan pembahasan di atas dapat kita simpulkan bahwa Gempa bumi pada dasarnya memicu terjadinya getaran (vibration) yang sangat kuat pada permukaan bumi yang menjalar dalam bentuk gelombang seismik dengan membawa sejumlah energi yang menimbulkan terjadinya kerusakan. Getaran



28



gempa bumi yang menjalar dalam bentuk gelombang seismik mengindikasikan bahwa fenomena gempa bumi memiliki karakteristik fisika didalamnya. Karakterisasi fisika yang terdapat pada fenomena gempa bumi diantaranya: 1. Starin dan Strain lempeng bumi Peristiwa gempa bumi tektonik disebabkan karena adanya tumbukan antar lempeng aktif bumi yang memicu terjadinya tegangan (Stress) yang sangat kuat sehingga lempengan bumi mengalami regangan (starin). Apabila telah melampaui batas elastisitas lempengan bumi akan memyebakan terjadinya getaran (vibration) 2. Getaran (Vibration) dan gelombang Seismik (seismic wave) Getaran yang ditimbulkan oleh gempa bumi akan menjalar dalam bentuk gelombang seismik. Fenomena gelombang seismik ini mengandung parameter-parameter fisika seperti: a. Cepat rambat gelombang (v) Menggambarkan tingkat kelajuan gelombang yang diakibatkan oleh gempa bumi. b. Panjang Gelombang Menggambarkan ukuran tingkat kekuatan gempa bumi c. Periode (T) Selang waktu yang diperlukan setiap satu gelombang gempa bumi d. Frekuensi (f) Banyaknya getaran gempa bumi yang terjadi dalam setiap detiknya e. Amplitudo Simpangan maksimum yang dihasilkan dari kekuatan gempa bumi yang terjadi. 3. Energi Gempa. Seperti dijelaskan sebelumnya getaran gempa bumi yang menjalar dalam bentuk gelombang seismik membawa energi yang cukup besar. Besarnya energi gempa menurut Richter menggunakan persamaan: Log E = 11,8 + 1,5 M sehingga, E = 10(11,8+1,5𝑀)



29



besarnya dapat dihitung



C. Prediksi Gempa bumi 1. Ramalan Jangka Panjang Ramalan jangka panjang merupakan dasar utama untuk mengetahui kapan dan dimana gempa telah terjadi. Pengetahuan tentang pembentukan lempeng bumi, catatan sejarah dan catatan geologi untuk mempelajari lokasi gempa dan interval gempa bumi. Ada dua aspek yang mendasar yang perlu kita ketahui. 1) Paleoseismologi Sebuah studi tentang sejarah sebelum gempa bumi. Melalui studi tentang lapisan sedimen disekitar zona gempa, memungkinkan untuk menentukan interval kejadian gempa sebagai catatan sejarah. Jika telah ditentukan bahwa gempa bumi terjadi dalam interval 1 kali dalam setahun, dan tidak terjadi gempa selama 100 tahun terakhir, sehingga ramalan jangka panjang dibuat dalam rangka mengupayakan pengurangan risiko gempa bumi. Contoh: Diagram di bawah ini menunjukkan hipotesis penempang melintang dari sebuah lembah sepanjang zona gempa. Lembah yang tersusun atas tanah liat, pasir dan Peat (materi organik yang membusuk), lapisan atas materi masih tidak terpotonng oleh zona gempa. Materi ini sangat bermanfaat bagi ahli geologi, karena terdiri dari sejumlah karbon yang dapat diketahui umurnya menggunakan metode 14C. Usia dari setiap lapisan dapat diketahui. Data menunjukkan bahwa sebagian besar kejadian gempa bumi memotong lapisan bawah materi kadang-kadang setelah ia tersimpan selama 440 tahun yang lalu. Data juga menunjukkan lapisan tengah materi telah terpotong oleh gempa bumi setelah tesimpan selama 300 tahun. Jika peristiwa patahan ini kita hubungkan dengangempa bumi, hal ini dapat diketahui interval sekitar 140 tahun. Karena lapisan bagian atas pets masih masih tidak terpotong oleh gempa dan umurnya sekitar 135 tahun kita dapat berspekulasi bahwa dalam 10 tahun yang akan datang atau ada kemungkinan gempa lain. Asumsi ini menerangkan bahwa dua kejadian sebelumnya dapat dipredeksi dengan akurat.



30



Gambar 1.18. Penampang melintang lembah



2) Gap Seismic. Gap seismic merupakah area sepanjang zona lempeng aktif dimana tidak terjadi gempa dalam waktu tedekat, namun itu diketahui bahwa regangan elastis dibangun dalam batuan. Jika gap seismic dapat diidentifikasi, selanjutnya mungkin pada area yang diinginkan kemungkinan akan terjadi gempa besar dalam waktu dekat. 2. Ramalan Jangka Pendek  Ramalan jangka pendek melibatkan monitoring proses yang terjadi disekitar daerah terjadinya gempa.  Peristiwa anomali atau proses yang mendahului gempa yang disebut dengan precusor dan memungkinkan sebagai pertanda akan terjadinya gempa.  Disamping sulitnya untuk memonitor kemungkinan tanda-tanda akan terjadiny gempa bumi, keberhasilan ramalan jangka pendek sampai sejauh ini sulit diperoleh. Hal ini disebabkan karena :  Proses yang menyebabkan terjadinya gempa bumi berada dibawah permukaan bumi yang dalam sehingga sulit untuk dimonitor.  Gempa bumi disetiap wilayah berbeda–beda disetiap wilayah, sehingga memiliki bentuk yang tidak konsisten dan sulit untuk dikenali. Berikut ini tanda yang perlu kita ketahui sebagai petunjuk akan terjadinya gempa bumi:  Pencuraman dan pengangkata tanah



31



Beberapa pengukuran disekitar lempeng yang aktif kadang-kadang menunjukkan telah terjadi pengangkatan tanah disekitar zona gempa sehingga menyebabkan regangan sepanjang zona gempa yang memicu terjadinya gempa-gempa kecil.  Gempa-gempa kecil Pada gempa bumi di China tahun 1975, pengamatan gempa-gempa kecil telah berhasil untuk memprediksi akan terjadinya gempa bumi yang besar sehingga memberikan isyarat untuk melakukan evakuasi warganya. Gempa bumi akhirnya benar terjadi dengan kekuatan 7,3 skala richter yang menghancurkan wilayah tersebut tetapi hanya ratusan korban jiwa yang meninggal karena sudah dievakuasi sebelumnya.  Ketinggian permukaan air sumur mengalami perubahan  Emisi Gas Radon  Perubahan resistivitas listrik pada batuan  Terjadinya Gelombang radio yang tidak seperti biasanya  Sifat aneh dari binatang 3. Pengurangan Risiko Bencana Gempa bumi a. Sebelum Terjadi Gempa



i. Kunci Utama adalah  Mengetahui apa itu gempa bumi  Memastikan struktur rumah terhindar dari gempa bumi  memeriksa bangunan agar terhindar dari bahaya gempa bumi.



32



ii. Kenali Lingkungan Tempa Anda Bekerja Mengetahui letak pintu agar kita bisa menyelamatkan diri dan catat nomor telepon penting yang dapat dihubungi pada saat terjadi gempa bumi.  Belajar melakukan P3K  Belajar menggunakan alat pemadam kebakaran 



iii. Persiapan Rutin pada tempat Anda bekerja dan tinggal  Perabotan harus menempel pada dinding supaya lebih aman  Simpan bahan yang mudah terbakar dengan baik  Selalu mematikan air, gas dan listrik apabila tidak sedang digunakan.



iv. Penyebab celaka yang paling banyak pada saat gempa bumi adalah akibat kejatuhan material



33



 



Benda yang berat seharusnya berada pada bagian bawah Memeriksa benda yang tergantung supaya tidak mudah jatuh saat gempa bumi.



v. Alat yang harus ada di setiap tempat  Kotak P3K  Senter/lampu battery  Radio  Makanan dan air b. Saat Terjadi Gempa



i. Jika Anda berada di dalam bangunan  Lindungi badan anda dari reruntuhan (meja, dll)  Mencari tempat yang paling aman dari reruntuhan dan goncangan  Lari ke luar apabila masih bisa



34



ii. Jika berada di luar bangunan atau area terbuka  Jauhi dari bangunan yang ada di sekitar Anda seperti gedung, tiang listrik, pohon, dll  Perhatikan tempat anda berlindung



iii. Jika Anda sedang mengendarai mobil  Keluar, turun dan menjauh dari mobil



iv. Jika Anda tinggal atau berada di pantai  Jauhi pantai untuk menghindari bahaya tsunami.



35



v. Jika Anda tinggal di daerah pegunungan  Apabila terjadi gempa bumi hindari daerah yang mungkin terjadi longsoran. c. Sesudah terjadi gempa bumi



i. Jika Anda berada di dalam bangunan  Keluar dari bangunan dengan tertib  Jangan menggunakan lift, gunakan tangga biasa.  Periksa apa ada yang terluka, lakukan P3K.  Telepon atau mintalah pertolongan apabila terjadi luka parah pada Anda atau sekitar Anda.



36



ii. Periksa lingkungan sekitar Anda  Periksa apabila terjadi kebakaran.  Periksa apabila terjadi kebocoran gas.  Periksa apabila terjadi hubungan arus pendek listrik.  Periksa aliran dan pipa air.



iii. Jangan mamasuki bangunan yang sudah terkena gempa karena kemungkinan masih terdapat reruntuhan.



37



iv.



Jangan berjalan di daerah sekitar gempa kemungkinan terjadi bahaya susulan masih ada.



v.



Mendengarkan informasi.  Dengarkan informasi mengenai gempa bumi (apabila terjadi gempa susulan).  Jangan mudah terpancing oleh isyu atau berita yang tidak jelas sumbernya.



vi. Mengisi angket yang diberikan oleh instansi terkait untuk mengetahui seberapa besar kerusakan yang terjadi



6) Jangan panik dan jangan lupa selalu berdoa kepada tuhan YME demi keamanan dan keselamatan kita semua.



38



BAB III PENUTUP



A. KESIMPULAN Adapun kesimpulan dari makalah ini yaitu, 1. Gempa bumi adalah getaran atau guncangan di permukaan bumi yang terjadi akibat pelepasan energi secara tiba-tiba yang berasal dari energi dalam bumi (sudah tersimpan sejak lama), yang bisa disebabkan oleh pergerakan batuan atau pergerakan lempeng, aktivitas magma, maupun aktivitas yang dilakukan manusia. Pelepasan ini menciptakan gelombang seismik. 2. Peristiwa gempa bumi telah terjadi sejak lama di berbagai belahan bumi ini. 3. Gempa bumi banyak disebabkan oleh gerakan-gerakan lempeng bumi, pergerakan magma yang terdapat di dalam perut bumi menuju ke luar bumi, ulah manusia seperti peledakan terhadap bahan peledak. 4. Terdapat beberapa macam gelombang gempa bumi yakni, a. Gelombang Longitudinal (Gelombang Primer) b. Gelombang Transversal (Gelombang Sekunder) c. Gelombang Panjang (Gelombang Permukaan) 5. Prediksi terhadap gempa bumi terdapat dua macam yakni, a. Short-range prediction (prediksi waktu pendek) b. Long-range prediction (prediksi waktu panjang) 6. Mitigasi didefinisikan sebagai upaya yang ditujukan untuk mengurangi dampak dari bencana baik bencana alam, bencana ulah manusia maupun gabungan dari keduanya dalam suatu negara atau masyarakat. 7. Ada empat hal penting dalam mitigasi bencana, yaitu : b. tersedia informasi dan peta kawasan rawan bencana untuk tiap jenis bencana; c. sosialisasi untuk meningkatkan pemahaman dan kesadaran masyarakat dalam menghadapi bencana, karena bermukim di daerah rawan bencana; 39



d. mengetahui apa yang perlu dilakukan dan dihindari, serta mengetahui cara penyelamatan diri jika bencana timbul, dan e. pengaturan dan penataan kawasan rawan bencana untuk mengurangi ancaman bencana. 8. Gempa Bumi Secara lebih rinci upaya pengurangan bencana Gempa Bumi antara lain, a.



Memastikan bangunan harus dibangun dengan konstruksi tahan getaran/gempa.



b. Memastikan perkuatan bangunan dengan mengikuti standard kualitas bangunan. c. Pembangunan fasilitas umum dengan standard kualitas yang tinggi. d. Memastikan kekuatan bangunan-bangunan vital yang telah ada. e. Rencanakan penempatan pemukiman untuk mengurangi tingkat kepadatan hunian di daerah rawan bencana. f. Penerapan zonasi daerah rawan bencana dan pengaturan penggunaan lahan. g. Membangun rumah dengan konstruksi yang aman terhadap gempa bumi. h. Kewaspadaan terhadap resiko gempa bumi. i. Selalu tahu apa yang harus dilakukan jika terjadigoncangan gempa bumi. j. Sumber api, barang-barang berbahaya lainnya harus ditempatkan pada tempat yang aman dan stabil. k. Ikut serta dalam pelatihan program upaya penyelamatan dan kewaspadaan masyarakat terhadap gempa bumi. l. Pembentukan kelompok aksi penyelamatan bencana dengan pelatihan pemadaman kebakaran dan pertolongan pertama. m. Persiapan alat pemadam kebakaran, peralatan penggatian, dan peralatan perlindungan masyarakat lainnya. n. Rencana kontingensi/kedaruratan untuk melatih anggota keluarga dalam menghadapi gempa bumi.



40



B. SARAN Adapun saran penulis mengenai makalah ini yaitu masyarakat harus lebih tahu mengenai gejala-gelaja alam yang sering terjadi di Indonesia dan pemerintah juga harus sering mengadakan penyuluhan-penyuluhan serta pengetahuan bagi masyarakat agar mereka mengerti dan dapat mengetahui apa yang harus mereka lakukan apabila suatu saat mereka dihadapkan dengan bencana gempa bumi. Pemerintah juga harus betindak cepat dalam menangani segala bencana yang terjadi agar tidak memakan banyak korban jiwa. Apabila dihadapkan dengan bencana gempa bumi, disaranakan yang pertama paling penting adalah menyelamatkan diri dibandingkan harta benda yang dimiliki.



41