Pengertian Gempa Bumi dan Penyebabnya

Pengertian Gempa Bumi

Gempa bumi adalah getaran atau getar-getar yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik. Gempa Bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak Bumi. Frekuensi suatu wilayah, mengacu pada jenis dan ukuran gempa Bumi yang dialami selama periode waktu.

Gempa bumi merupakan fenomena alam yang sudah tidak asing lagi bagi kita semua, karena seringkali diberitakan adanya suatu wilayah dilanda gempa bumi, baik yang ringan maupun yang sangat dahsyat, menelan banyak korban jiwa dan harta, meruntuhkan bangunan2 dan fasilitas umum lainnya. Gempa bumi disebabkan oleh adanya pelepasan energi regangan elastis batuan pada litosfir. Semakin besar energi yang dilepas semakin kuat gempa yang terjadi. Terdapat dua teori yang menyatakan proses terjadinya atau asal mula gempa yaitu pergeseran sesar dan teori kekenyalan elastis. Gerak tiba2 sepanjang sesar merupakan penyebab yang sering terjadi. Klasifikasi gempa bumi secara umum berdasarkan sumber kejadian gempa (R.Hoernes, 1878). Setiap bencana alam selalu mengakibatkan penderitaan bagi masyarakat, korban jiwa dan harta benda kerap melanda masyarakat yang berada di sekitar lokasi bencana.

Gempa bumi didefinisikan sebagai getaran yang bersifat alamiah, yang terjadi pada lokasi tertentu, dan sifatnya tidak berkelanjutan. Getaran pada bumi terjadi akibat dari adanya proses pergeseran secara tiba-tiba (sudden slip) pada kerak bumi. Pergeseran secara tiba-tiba terjadi karena adanya sumber gaya (force) sebagai penyebabnya, baik bersumber dari alam maupun dari bantuan manusia (artificial earthquakes). Selain disebabkan oleh sudden slip, getaran pada bumi juga bisa disebabkan oleh gejala lain yang sifatnya lebih halus atau berupa getaran kecil-kecil yang sulit dirasakan manusia. Getaran tersebut misalnya yang disebabkan oleh lalu-lintas, mobil, kereta api, tiupan angin pada pohon dan lain-lain. Getaran seperti ini dikelompokan sebagai mikroseismisitas (getaran sangat kecil). Dimana tempat biasa terjadinya gempa bumi alamiah yang cukup besar, berdasarkan hasil penelitian, para peneliti kebumian.

Para peneliti kebumian berkesimpulan bahwa penyebab utama terjadinya gempa bumi berawal dari adanya gaya pergerakan di dalam interior bumi (gaya konveksi mantel) yang menekan kerak bumi (outer layer) yang bersifat rapuh, sehingga ketika kerak bumi tidak lagi kuat dalam merespon gaya gerak dari dalam bumi tersebut maka akan membuat sesar dan menghasilkan gempa bumi. Akibat gaya gerak dari dalam bumi ini maka kerak bumi telah terbagi-bagi menjadi beberapa fragmen yang di sebut lempeng (Plate). Gaya gerak penyebab gempa bumi ini selanjutnya disebut gaya sumber tektonik (tectonic source). Selain sumber tektonik yang menjadi faktor penyebab terjadinya gempa bumi, terdapat beberapa sumber lainnya yang dikategorikan sebagai penyebab terjadinya gempa bumi, yaitu sumber non-tektonik (non-tectonic source) dan gempa buatan (artificial earthquake).

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Proses Terjadinya Gempa Bumi

Klasifikasi Gempa Bumi

Kejadian bencana alam tidak dapat dicegah dan ditentukan kapan dan dimana lokasinya, akan tetapi pencegahan jatuhnya korban akibat bencana ini dapat dilakukan bila terdapat cukup pengetahuan mengenai sifat-sifat bencana tersebut. Klasifikasi gempa, antara lain:

a. Berdasarkan penyebabnya

Gempa tektonik, yaitu gempa yang disebabkan oleh pergeseran lapisan batuan pada daerah patahan.
Gempa vulkanik,yaitu gempa yang diakibatkan oleh aktivitas vulkanisme.
Gempa guguran (gempa runtuhan), yaitu disebabkan oleh runtuhnya bagian gua.
Gempa tumbukan, yaitu gempa yang disebabkan oleh meteor besar yang jatuh ke bumi.

b. Berdasarkan bentuk episentrum

Gempa sentral, yaitu gempa yang episentrumnya titik
Gempa linier, yaitu gempa yang episentrumnya garis.

c. Berdasarkan kedalaman hiposentrum

Gempa dalam, yaitu lebih dari 300 km
Gempa menengah, yaitu antara 100-300 km
Gempa dangkal, yaitu kurang dari 100 km

d. Berdasarkan jarak episentrum

Gempa lokal, yaitu episentrumnya kurang dari 10000 km.
Gempa jauh, yaitu episentrumnya sekitar 10000 km.
Gempa sangat jauh, yaitu episentrumnya lebih dari 10000 km.

Data dalam ilmu kebumian selalu berkaitan dengan kedalaman dan ketebalan. Oleh karena itu, seorang ahli ilmu kebumian harus mempunyai kemampuan untuk menentukan kedalaman dan ketebalan. Kedalaman sendiri sebebarnya adalah lokasi sebuah titik, yang diukur secara vertikal terhadap ketinggian titik acuan. Dalam ilmu Geofisika misalnya.

Menurut Fowler, 1990, klasifikasi gempa berdasarkan kedalaman fokus adalah :

Gempa dangkal : kedalaman fokus gempa kurang dari 70 km
Gempa sedang : kedalamanan fokus gempa kurang dari 300 km
Gempa dalam : kedalaman fokus gempa lebih dari 300 km (kadang-kadang lebih dari 450 km)

Seperti halnya kedalaman, kemampuan untuk menentukan ketebalan juga sangat diperlukan dalam ilmu kebumian. Dengan mengetahui cara menghitung ketebalan, ahli kebumian bisa menyelidiki ketebalan lapisan-lapisan penyusun bumi sehingga kita bisa mengetahui bahwa ketebalan kerak bumi mencapai 100 km, ketebalan matel adalah sekitar 2900 km, liquid outer core sekitar 2200 km, dan solid inner core sekitar 1250 km. Analisis geometri akifer (aquifer : lapisan yang dapat menyimpan dan mengalirkan air dalam jumlah yang ekonomis. Contoh : pasir, kerikil, batupasir, batugamping rekahan.) juga melibatkan analisis kedalaman dan ketebalan.

Selain klasifikasi gempa di atas dikenal juga gempa laut, yaitu gempa yang episentrumnya terdapat di bawah permukan laut. Gempa ini menyebabkan terjadinya gelombang pasang yang dahsyat, disebut tsunami. Seismograf adalah alat pencatat gempa, sedang seismogram adalah rekaman atau hasil catatan seismograf.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Lingkungan

Penyebab terjadinya Gempa Bumi

Kebanyakan gempa Bumi penyebabnya dari pelepasan energi yang dihasilkan dari tekanan yang disebabkan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu membesar dan pada saatnya mencapai pada keadaan di mana tekanan tersebut tidak bisa ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Dan Pada saat itulah gempa Bumi akan terjadi.

Gempa Bumi biasanya terjadi pada perbatasan lempengan-lempengan tersebut. Gempa Bumi yang paling parah sering terjadi di perbatasan lempengan kompresional dan translasional. Gempa Bumi fokus dalam kemungkinan besar terjadi akubat materi lapisan litosfer yang terjepit kedalam mengalami transisi fase pada kedalaman lebih dari 600 kilo meter.

Beberapa gempa Bumi lain juga bisa terjadi akibat pergerakan magma di dalam gunung berapi. Gempa Bumi seperti itu bisa menjadi gejala akan terjadinya letusan gunung berapi. Beberapa gempa Bumi (jarang namun) juga terjadi akibat menumpuknya massa air yang sangat besar di balik dam, missal Dam Karibia di Zambia, Afrika. Sebagian lagi (jarang juga) juga bisa terjadi akibar injeksi atau akstraksi cairan dari/ke dalam Bumi (misalnya. pada beberapa pembangkit listrik tenaga panas Bumi dan juga di Rocky Mountain Arsenal. Terakhir, gempa juga bisa terjadi dari peledakan bahan peledak. Hal ini bisa membuat para ilmuwan memonitor tes rahasia senjata nuklir yang dilakukan oleh pemerintah. Gempa Bumi yang disebabkan oleh manusia seperti ini dinamakan juga dengan seismisitas terinduksi.

Gempa bumi tektonik

Gempa Bumi ini juga disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng-lempeng tektonik secara mendadak yang memiliki kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempa bumi ini juga banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam di Bumi, getaran gempa Bumi yang kuat dapat menjalar keseluruh bagian Bumi. Gempa bumi tektonik ini disebabkan oleh pelepasan tenaga yang terjadi karena pergeseran lempengan plat tektonik seperti halnya gelang karet ditarik dan dilepaskan dengan tiba-tiba.

Gempa bumi tumbukan

Gempa Bumi jenis ini diakibatkan oleh tumbukan meteor atau sering desebut asteroid yang jatuh ke Bumi, jenis gempa Bumi ini sangat jarang terjadi

Gempa bumi runtuhan

Gempa Bumi jenis ini biasanya terjadi pada daerah kapur ataupun pada daerah pertambangan, gempabumi ini juga sangat jarang terjadi dan bersifat lokal.

Gempa bumi buatan

Gempa bumi buatan merupakan gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas dari manusia, seperti peledakan dinamit, nuklir atau pun palu yang dipukulkan ke permukaan bumi.

Gempa bumi vulkanik (gunung api)

Gempa Bumi ini terjadi oeleh adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Jika keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan munculnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi. Gempa bumi ini hanya terasa di sekitar gunung api saja.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Konsep dan Letak Geografis Indonesia

Proses Perambatan Gelombang Gempa Bumi

Alat pencatat gempa di sebut Seismograf. yaitu alat atau sensor getaran, yang biasanya dipergunakan untuk mendeteksi gempa bumi atau getaran pada permukaan tanah. Hasil rekaman dari alat ini disebut seismogram. Ada dua macam yaitu seismograf vertikal dan horizontal.

Dengan seismograf, ahli geologi telah mengidentifikasi tiga jenis utama gelombang gempa. Getaran pertama yang mencapai seismograf adalah gelombang kompresi atau gelombang primer (P). Gelombang P bergerak melalui batuan dengan memampatkan dan memuaikan batu. Gelombang berikut yang sampai, atau gelombang sekunder (S), berupa gelombang geser. Gelombang S merambat menembus batuan dengan gerakan naik-turun. Kalau gelombang P dan S mencapai permukaan, sebagian berubah menjadi gelombang seismik jenis ketiga, yaitu gelombang permukaan Love dan Rayleigt.

Gelombang Love atau gelombang permukaan bergerak paling lamban dengan pola gerakan menghentak bolak balik tetapi paling merusak. Gelombang Love bahkan dapat mengelilingi bumi sebelum mereda. Gelombang Rayleigh bergerak naik-turun seperti gelombang samudra. Gelombang P merambat lewat zat padat dan cair tetapi gelombang S hanya dapat merambat lewat zat padat saja. Pada umumnya makin rapat dan keras batunya makin cepat perambatannya. Gelombang P dengan kecepatan rambat 6 km/detik memerlukan kira-kira 19 menit untuk mencapai sisi sebalik bumi dan gelombang S dengan kecepatan rambat sekitar 3 km/detik terhenti pada batas luar yang cair, yang selanjutnya energinya berubah menjadi panas.

Garis yang menghubungkan tempat-tempat di permukaan bumi yang menderita kerusakan yang sama akibat gempa disebut isoseista. Jika dihubungkan isoseista berbentuk lingkaran atau elips sekitar episentrum, di beri tanda angka romawi dimulai dari episentrum di beri angka terbesar. Garis pada peta yang menghubungkan tempat di permukaan bumi yang mencatat gelombang primer pada waktu yang sama disebut homoseista. Jika terdapat tiga titik homoseista, maka dapat digunakan untuk menentukan letak episentrum. Getaran gempa dari hiposentrum merambat dan menyebar ke segala arah. Getaran itu berupa gelombang primer dan gelombang sekunder. Dari episentrum, juga terjadi rambatan getaran di permukaan bumi dalam bentuk gelombang panjang. Jadi, gelombang gempa dapat dibedakan atas:

Gelombang primer (P): merupakan gelombang longitudinal yang merambat di permukaan bumi dengan kecepatan 4-7 km per detik.
Gelombang sekunder (S): berupa gelombang transversal yang merambat di permukaan bumi dengan kecepatan 2-6 km per detik.
Gelombang panjang (L): merupakan gelombang permukaan dengan kecepatan lebih lambat.

Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Sumber Daya Alam dan Pemanfaatannya

Skala Gempa Bumi

Tentang Skala Mercalli

Skala Mercalli adalah satuan untuk mengukur kekuatan gempa bumi. Satuan ini diciptakan oleh seorang vulkanologis dari Italia yang bernama Giuseppe Mercalli pada tahun 1902. Skala Mercalli terbaagi menjadi 12 pecahan berdasarkan informasi dari orang-orang yang selamat dari gempa tersebutdan juga dengan melihat dan membandingkan tingkat kerusakan akibat gempa bumi tersebut. Oleh itu skala Mercalli adalah sangat subjektif dan kurang tepat dibanding dengan perhitungan magnitudo gempa yang lain. Oleh karena itu, saat ini penggunaan skala Richter lebih luas digunakan untuk untuk mengukur kekuatan gempa bumi. Tetapi skala Mercalli yang dimodifikasi, pada tahun 1931 oleh ahli seismologi Harry Wood dan Frank Neumann masih sering digunakan terutama apabila tidak terdapat peralatan seismometer yang dapat mengukur kekuatan gempa bumi di tempat kejadian.

Skala Modifikasi Intensitas Mercalli mengukur kekuatan gempa bumi melalui tahap kerusakan yang disebabkan oleh gempa bumi itu. Satuan ukuran skala Modifikasi Intensitas Mercalli adalah seperti di bawah :

Skala Modifikasi Keamatan Mercalli
Tidak terasa
Terasa oleh orang yang berada di bangunan tinggi
Getaran dirasakan seperti ada kereta yang berat melintas.
Getaran dirasakan seperti ada benda berat yang menabrak dinding rumah, benda tergantung bergoyang.
Terasa oleh hampir semua orang, dinding rumah rusak.
Dinding pagar yang tidak kuat pecah, orang tidak dapat berjalan/berdiri.
Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan.
Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan tekuk.
Jambatan dan tangga rusak, terjadi tanah longsor.
Rel kereta api rusak.
Seluruh bangunan hancur dan hancur lebur.

Skala kekuatan Moment

Skala kekuatan moment diperkenalkan pada 1979 oleh Tom Hanks dan Hiroo Kanamori sebagai pengganti skala Richter dan digunakan oleh seismologis untuk membandingkan energi yang dilepas oleh sebuah gempa bumi. Kekuatan moment Mw adalah sebuah angka tanpa dimensi yang didenifinisikan sebagai berikut

Skala kekuatan Moment

di mana M0 adalah Moment seismik (menggunakan satu newton metre [N·m] sebagai moment).
Sebuah peningkatan satu tahap dalam skala logaritmik ini berarti sebuah peningkatan 101,5 = 31,6 kali dari jumlah energi yang dilepas, dan sebuah peningkatan 2 tahap berarti sebuah peningkatan 103 = 1000 kali kekuatan awal.

Skala Richter

Skala 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 yang terpasang sejauh 100 km dari pusat gempanya, amplitudo maksimumnya sebesar 1 mm, maka kekuatan gempa tersebut adalah log (10 pangkat 3 mikrometer) sama dengan 3,0 skala Richter. Skala ini diusulkan oleh fisikawan Charles Richter.

Untuk memudahkan orang dalam menentukan skala Richter ini, tanpa melakukan perhitungan matematis yang rumit, dibuatlah tabel sederhana seperti gambar di samping ini. Parameter yang harus diketahui adalah amplitudo maksimum yang terekam oleh seismometer (dalam milimeter) dan beda waktu tempuh antara gelombang-P dan gelombang-S (dalam detik) atau jarak antara seismometer dengan pusat gempa (dalam kilometer). Dalam gambar di samping ini dicontohkan sebuah seismogram mempunyai amplitudo maksimum sebesar 23 milimeter dan selisih antara gelombang P dan gelombang S adalah 24 detik maka dengan menarik garis dari titik 24 dt di sebelah kiri ke titik 23 mm di sebelah kanan maka garis tersebut akan memotong skala 5,0. Jadi skala gempa tersebut sebesar 5,0 skala Richter.

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 ini hanya cocok dipakai untuk gempa-gempa dekat dengan magnitudo gempa di bawah 6,0. Di atas magnitudo itu, perhitungan dengan teknik Richter ini menjadi tidak representatif lagi. Perlu diingat bahwa perhitungan magnitudo gempa tidak hanya memakai teknik Richter seperti ini. Kadang-kadang terjadi kesalahpahaman dalam pemberitaan di media tentang magnitudo gempa ini karena metode yang dipakai kadang tidak disebutkan dalam pemberitaan di media, sehingga bisa jadi antara instansi yang satu dengan instansi yang lainnya mengeluarkan besar magnitudo yang tidak sama.