Geofisika Dalam Gempa Bumi, Gempa Bumi Dalam Geofisika

Geofisika merupakan bagian dari ilmu bumi yang mempelajari bumi menggunakan kaidah atau prinsip-prinsip fisika. Asal kata geofisika yaitu “geo”, yang artinya bumi, dan fisika. Akar keilmuan geofisika berasal dari geologi. Geofisika merupakan ilmu yang menerapkan prinsip-prinsip fisika untuk mengetahui dan memecahkan masalah yang berhubungan dengan bumi atau dapat pula diartikan sebagai ilmu yang mempelajari bumi dengan menggunakan prinsip-prinsip fisika.

Penggunaan geofisika untuk mempelajari berbagai fenomena tentang bumi berkembang dengan pesat. Geofisika menjawab berbagai fenomena alam yang menyebabkan bencana alam yang luar biasa. Fenomena alam tersebut misalnya gempa bumi, tsunami serta erupsi atau letusan gunung api. Geofisika menjadi ilmu yang mendasari observasi dan monitoring bencana alam tersebut. Cabang geofisika yang secara khusus mempelajari gempa bumi disebut Seismologi. Di Indonesia, lembaga yang bertanggungjawab dan berfungsi untuk melakukan observasi dan monitoring gempa bumi dan tsunami yaitu Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG).

Apakah Gempa Bumi itu?

Gempa bumi adalah gejala almian yang berupa gerakan goncangan atau getaran tanah yang ditimbulkan oleh adanya sumber-sumber getaran tanah akibat terjadinya patahan atau sesar akibat aktivitas tektonik, letusan gunung api akibat aktivitas vulkanik, hantaman benda langit (misalnya meteor dan asteroid), dan/atau ledakan bom akibat ulah manusia.

Bagaimana Terjadinya Gempa Bumi?

Pada umumnya, gempa bumi disebabkan oleh pergeseran/penyesaran di dalam kerak bumi. Bumi terdiri dari beberapa lapisan yang berbeda sifat-sifatnya. Bagian inti bumi mengeluarkan panas secara terus-menerus. Panas bumi ini menimbulkan energi yang dapat mengakibatkan gerakan pada lapisan bumi.

Gempa bumi terjadi akibat adanya pelepasan energi yang mendadak pada pusat gempa bumi. Pusat-pusat gempa bumi berada di pertemuan lempeng tektonik dan jalur sesar/patahan. Dimana pertemuan lempeng tektonik? Di dunia dikenal adanya cincin api (ring of fire), sedangkan di Indonesia adalah pertemuan lempeng Indo-Australia dan Eurasia serta lempeng Pasifik.

Mengapa Banyak Korban?

Karakteristik gempa bumi yaitu tidak dapat dicegah dan peristiwanya sangat mendadak dan mengejutkan. Bangunan yang ada belum menerapkan sistem bangunan ramah gempa. Masyarakat tidak banyak memiliki pengetahuan tentang kegempaan.

Apa yang Harus Dilakukan oleh Masyarakat?

Mengenali lingkungan sekitarnya bahwa tempat tinggalnya rawan bencana gempa bumi. Masyarakat diberikan pengetahuan yang akan lebih bermanfaat ketika terjadi bencana daripada menunggu informasi yang dimunculkan oleh lembaga yang berwenang. Masyarakat akans elalu penuh dengan kewaspadaan.

Geofisikawan Sebagai Dokter Bumi

Geofisika merupakan cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari bumi baik di atas permukaan maupun bawah permukaan berdasarkan sifat fisik (fisika) bumi dan tentu saja dengan cara menerapkan hukum-hukum fisika. Sifat fisik yang dipelajari adalah sifat kelistrikan, kemagnetan bumi, penjalaran gelombang gempa/getaran, gravitasi (gaya berat), dan gelombang elektromagnetik. Dari pengukuran sifat fisik bumi di atas permukaan bumi, seorang geofisika bisa mengetahui kondisi bawah permukaan tanpa harus menyentuhnya atau melakukan pengeboran. Contoh yang sangat dekat dengan kehidupan kita adalah penggunaan alat USG (UltraSonoGraphy) oleh seorang dokter kandungan untuk melihat isi dalam kandungan seorang ibu hamil. USG sendiri pada prinsipnya mempelajari penjalaran gelombang suara (ultrasonic), dimana gelombang ultrasonic pancarkan oleh alat yang digosokan di perut ibu hamil dan pantulannya diterima kembali oleh alat tersebut sehingga oleh komputer yang ada disamping dokter tersebut sinyal tadi langsung diproses sehingga bisa dipetakan kondisi dalam kandungan ibu hamil. Demikian juga apa yang dilakukan oleh seorang geofisika, pengukuran atas permukaan bisa memprediksi kondisi bawah permukaan tanpa harus menggalinya jadi wajar saja kalau seorang geofisikawan sering disebut “dokter bumi”.

Sekarang timbul pertanyaan di benak kita, bagaimana mereka bisa mengetahui kondisi bawah permukaan tanpa harus menggalinya? Metode apa yang mereka gunakan? parameter dan sifat fisik apa yang mereka ukur? Alat apa saja yang digunakan untuk mengukurnya? Gambar di bawah ini bisa memberi gambaran tentang metode geofisika:

Metode-metode Geofisika (sumber: http://geosciences.unsyiah.ac.id/)

Metode-Metode Geofisika

1.  Metode Seismik

Metode geofisika yang mempelajari bumi berdasarkan kecepatan penjalaran gelombang getar/gempa. kecepatan gelombang ini sangat berhubungan dengan densitas dan modulus elastisitas batuan bawah permukaan. Pengukurannya menggunakan seismometer yang terdiri dari geophone sebagai penerima gelombang getar, sumber getaran (palu, ledakan, dll) dan alat seismometer sebagai pemroses sinyal. Metode seismik ini digunakan sejak lama untuk mencari sumber minyak bumi di laut dan di darat. Jadi pakar Geofisika dan Geologi memiliki peran yang sangat besar dalam upaya mencari sumber-sumber minyak bumi di seluruh dunia. Dalam bidang kebencanaan, metode seismik bisa digunakan untuk membuat peta besarnya goncangan tanah pada suatu kawasan ketika gempa terjadi.

2.  Gravitasi/Gaya berat

Metode geofisika yang mengukur nilai gaya berat suatu kawasan berdasarkan perbedaan densitas/massa jenis batuan bawah permukaan bumi. Prinsipnya nilai gravitasi di atas permukaan bumi berbeda dimasing-masing kawasan dan sangat bergantung pada padat tidaknya batuan bawah permukaan. Alat yang digunakan adalah gravimeter yang sangat sensitif untuk mengukur percepatan gravitasi bumi. Dalam hal kebencanaan, metode gravitasi/gaya berat ini bisa digunakan untuk memetakan sinkhole.

3.  Magnetik

Metode untuk mempelajari bawah permukaan berdasarkan sifat kemagnetan batuan. sifat kemagnetan batuan sangat bergantung pada sifat suseptibilitas dan remanen magnet yang sudah ada sejak zaman bahelak. Alat yang digunakan dalam metode ini adalah Magnetometer, dulu penulis pernah menggunakan magnetometer jenis proton untuk mencari/memetakan bijih besi bawah permukaan dan hasilnya sungguh luar biasa. Dalam bidang kebencanaan, metode magnetik bisa digunakan untuk mencari pipa pembuangan limbah bawah permukaan, tangki minyak bawah permukaan, kapal/ferry yang tenggelam di laut, dan lain-lain.

4.  Geolistrik (Resistivitas, Polarisasi Terinduksi, Potensial diri)

Mempelajari bawah permukaan bumi berdasarkan sifat kelistrikan bumi adalah prinsip dasar metode geolistrik. Sifat kelistrikan yang bisa diamati adalah resistivitas, konduktivitas, chargeabilitas dan potensial yang di bumi itu sendiri. Metode geolistrik resistivitas sangat cocok digunakan untuk mencari lapisan pembawa air bawah permukaan karena sifat air yang sangat tidak resistif. Alat yang digunakan adalah resistivity meter dan beberapa dinas di Provinsi Aceh memiliki alat tersebut dan saya pribadi siap membantu untuk menjalankan Alat Resistivity meter yang dimiliki. Untuk mitigasi bencana, alat ini bisa digunakan untuk mencari bidang gelincir sebelum terjadi longsor.

5.  Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik yang ada di alam baik yang berasa dari lapisan ionosfer, gelombang radio komunikasi militer, dan gelombang elektromagnetik yang di kontrol sumbernya oleh manusia diyakini akan merambat ke bawah permukaan bumi dan menginduksi material konduktif sehingga menghasilkan gelombang elektromagnetik sekunder, ini merupakan prinsip dasar kerja metode elektromagnetik. Nilai gelombang elektromagnetik sekunder ini sangat bergantung pada kondisi material konduktif bawah permukaan bumi. Alat yang digunakan adalah TURAM EM – Scintrex, VLF-T-IRIS dan lain-lain. Dalam hal kebencanaan, pengukuran elektromagnetik bisa digunakan untuk mengukur kedalaman Sesar, untuk kasus Sumatra bisa digunakan untuk mengetahui kedalam sesar Sumatra.

6.  Georadar

Metode geofisika sering digunakan untuk memetakan kondisi bawah permukaan dangkal. Parameter yang diukur dalam pengukuran Georadar adalah waktu perambatan gelombang radio yang dipancarkan dan diterima kembali oleh alat. Alat yang sering digunakan pada pengukuran georadar adalah GPR (ground penetrating radar). Karena metode ini jangkauanya sangat dangkal (kedalaman <25 meter) dan alat ini cocok digunakan untuk survey geoteknik. Baru-baru ini, georadar digunakan untuk melihat isi dalam Gunung Padang (bidang arkeologi) tanpa harus ngebor. Dalam hal kebencanaan, metode ini bisa digunakan untuk menilai kelayakan sebuah bangunan, memetakan rekahan bawah permukaan, pipa gas bawah permukaan, dan lain-lainnya.

Apa Saja Macam Parameter Gempa?

• Magnitudo

Magnitudo adalah besaran energi gempa, biasanya diukur dalam satuan Skala Richter, besaran ini merupakan perbandingan secara logaritmik dari amplitude gelombang gempa yang direkam oleh seismograf terhadap sebarang amplitudo gempa lain yang lebih kecil. Sebagai contoh, sebuah gempa dengan magnitude 5.0 Skala Richter memiliki amplitudo getaran 10 kali lebih besar dari gempa yang terekam dengan amplitudo 4.0 Skala Richter. Dalam contoh diatas, Gempa yg dilaporkan memiliki skala 5.6 Skala Richter (SR).

• Episenter

Episenter adalah titik pusat gempa yang berada di atas permukaan bumi, dibawah titik ini terjadi pelepasan energi dari batuan, yang juga menandai terjadinya sebuah patahan di kerak bumi. Dari info gempa diatas, diberitakan bahwa pusat gempa diatas permukaan bumi berada 166 Km di sebelah Barat Daya Kabupaten Simeulue, Provinsi Nangroe Aceh Darussalam.

• Hiposenter

Hiposenter adalah titik pusat gempa di dalam bumi, tepat di titik terjadi perlepasan energi dari batuan yang menandai terjadinya gempa bumi. Diberitakan untuk gempa ini, hiposenter berada 10 km dibawah permukaan bumi. Istilah lain dari hiposenter adalah fokus.

 

Referensi:

• http://geosciences.unsyiah.ac.id/kemahasiswaan/penelitian-mahasiswa/102-peran-geofisika-dalam-dunia-kebencanaan.html
• http://www.hagi.or.id/knowledge/info-gempa-1/
• http://www.ibnurusydy.com/peran-geofisika-dalam-mitigasi-dan-monitoring-bencana/
• http://www.sigana.web.id/index.php/ancaman-bencana/geofisika.html

 

Kirana Ndaru Pertiwi, Geofisika 2014