GELOMBANG SEISMIK

oFitri Wahyuningsih oNanda Hanyfa Maulida oRahmi Alfani Putri oRoy Brianson Sihombing

Pengertian

Tipe Dasar dan Sifat Utama

Jenis Gelombang Seismik

Penjalaran Gelombang Seismik

Persamaan Gelombang

Gelombang : gejala terjadinya perambatan suatu

gangguan (disturbance) melewati suatu medium

dimana setelah gangguan ini lewat keadaan

medium akan kembali ke keadaan semula seperti

sebelum gangguan itu datang

Gelombang Seismik : gelombang energi yang menjalar ke seluruh bagian dalam bumi dan melalui

permukaan bumi. Disebabkan adanya

gerakan/ledakan mendadak pada batuan dalam

bumi. Aliran energi ini menjalar keseluruh bumi dan

terekam oleh seismograf.

Hukum Fermat

Hukum Huygens

Hukum Snellius

Hukum Fermat

Jika gelombang melewati sebuah medium

yang memiliki variasi kecepatan gelombang

seismik maka gelombang tersebut akan

cenderung melalui zona-zona kecepatan

tinggi dan menghindari zona-zona

kecepatan rendah.

Hukum Huygens

Setiap titik-titik pengganggu yang berada di depan

muka gelombang utama akan menjadi sumber bagi

terbentuknya deretan gelombang yang baru.

Hukum Snellius

Sinar datang, garis normal, dan sinar bias, terletak pada satu bidang

datar.

Sinar yang datang dari medium dengan indeks bias kecil ke medium

dengan indeks bias yang lebih besar dibiaskan mendekati garis

normal dan sebaliknya.

Jenis

Gelombang

Seismik

Gelombang Seismik

Gelombang Tubuh (Body Waves)

Gelombang Primer (P Waves)

Gelombang Sekunder (S Waves)

Gelombang Permukaan (Surface Waves)

Gelombang Love (L/LQ Waves)

Gelombang Rayleigh (R/LR Waves)

Gelombang Stonely

Gelombang Channel

Body waves

http://www.cyberphysics.co.uk/graphics/diagrams/Earth/shadow_p_s.gif

Body waves

GELOMBANG PRIMER

▪ Gelombang S (S-Wave)

▪ Merambat Pada Medium Padat dan Gas

▪ Transfersal

▪ Bergerak lambat (VS ~ 3-4 km/s di kerak bumi; >~ 4,5 km/s di mantel bumi; ~ 2,5-3,0 km/s dalam inti (padat) dalam

GELOMBANG SEKUNDER

▪ Gelombang P (P-Wave)

▪ Merambat Pada Medium Padat, Cair dan Gas

▪ Longitudinal

▪ Bergerak cepat (VP ~ 5-7 km/s di kerak bumi; >~ 8 km/s dalam mantel bumi dan inti, 1,5 km/s dalam air, 0,3 km/s di udara.

Body waves

GELOMBANG PRIMER GELOMBANG SEKUNDER

Gelombang P bergerak dalam gerakan kompresional mirip dengan gerakan Slinky, sedangkan gelombang S bergerak tegak lurus dengan arah rambatannya.

P-Wave Animation

http://web.ics.purdue.edu/~braile/edumod/waves/WaveDemo.htm Copyright 2004. L. Braile.

S-Wave Animation


Body waves

http://www.yorku.ca/esse/veo/earth/image/1-10-19.JPG

SURFACE WAVE

L-Wave ▪ Bergerak hanya pada

batas lapisan

▪ Pergerakan lebih cepat dari Reyleight

▪ Amplitudo berbanding terbalik dengan kedalaman

▪ Dispersif

▪ Bergerak Horizontal

▪ V L ~ 2,0-4,4 km

R-Wave ▪ Bergerak hanya pada

batas lapisan

▪ Pergerakan sedikit lebih lambat dari Love Wave

▪ Amplitudo berbanding terbalik dengan kedalaman

▪ Dispersif

▪ Pergerakannya memutar

▪ V R ~ 2,0-4,4 km

SURFACE WAVE

▪ Gelombang Stonely, arah penjalarannya seperti gelombang R tetapi menjalar melalui batas antara dua lapisan di dalam bumi.

▪ Gelombang Channel, yaitu gelombang yang menjalar melalui lapisan yang berkecepatan rendah (low velocity layer) di dalam bumi.

Love Wave Animation


Rayleigh Wave Animation


http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eqarchives/year/2002/ak2002sw_d.gif

Three-component seismograms for the M6.5 west coast of Chile earthquake recorded at NNA

Gambar 1. Gerak partikel gelombang P, S, LQ dan LR

PENJALARAN

GELOMBANG

SEISMIK

Penjalaran Gelombang Seismik

Gelombang gempa yang dipancarkan oleh sumbernya akan

menjalar ke segala arah dengan tipe, kecepatan dan arah

penjalaran bervariasi tergantung pada sifat fisis dan dimensi

medium. Untuk medium yang paling sederhana yaitu medium

yang homogen, isotropik dan elastik sempurna, maka

gelombang gempa menjalar sebagai sinar yang berbentuk garis

lurus . Gelombang gempa yang menjalar pada struktur bumi

yang terdiri dari banyak lapisan dengan kecepatan konstan akan

sampai pada stasiun pencatat gempa melalui tiga cara, yaitu

gelombang langsung

Dipantulkan dan gelombang dibiaskan, hal ini tergantung

pada jarak episenter gempa dan

Nilai perbedaan kecepatan pada masing-masing lapisan .

Penjalaran gelombang seismik dikategorikan dalam

berbagai macam, berdasarkan jarak antara sumber

gempa terhadap stasiun pencatat atau jarak episenter.

a) Yang pertama adalah yang berjarak episenter kurang

dari 10°, yang biasa disebut sebagai gempa-gempa

regional. Gelombang seismik jenis ini lebih dominan

menjalar pada lapisan kerak bumi atau lapisan moho

dan biasa disebut sebagai gelombang crustal.

b) Yang kedua, akan dibahas yang jarak episenternya

antara 10 ° -103°, gelombang pada ruas jarak ini banyak

menjalar pada lapisan mantel.

c) Sedang yang ketiga adalah yang berjarak episenter lebih

dari 103 °, yang banyak menjalar melewati inti bumi, baik

yang dibiaskan maupun dipantulkan.

Gambar 3.2. Penjalaran gelombang seismik sederhana melalui dua

lapis., S1, S2, S3, menunjukkan stasiun pencatat; H adalah sumber

gempa sedang V1 dan V2 masing-masing kecepatan gelombang

pada kedua lapisan

Gempa-gempa yang jarak

episenternya kurang dari 10° disebut

gempa regional atau gempa lokal,

sedang yang lebih dari 10° disebut

gempa teleseismik. Beberapa

institusi ada yang mendefinsikan

gempa tele apabila jarak

episenternya lebih dari 20° .

Gelombang Crustal

Gelombang seismik yang menjalar melalui lapisan tersebut ada yang langsung, ada pula yang dibiaskan melalui batas lapisan. Gelombang-gelombang seismik tersebut adalah :

Pg dan Sg, gelombang P dan S yang melalui lapisan granit dan langsung menuju ke stasiun.

P* dan S* gelombang P dan S yang melalui Conrad diskontinuitas.

Pn dan Sn, gelombang P dan S yang melalui Mohorovicic diskontinuitas.

Gelombang pPn dan sPn, gelombang p dan s yang dipantulkan dua kali masing-masing lewat permukaan dan lapisan batas moho.

Gambar . Prinsip penjalaran gelombang Pn, pPn dan sPn dengan model satu

lapisan kerak bumi

Gelombang Bodi Pada Jarak Episenter 10 – 103°

Gambar contoh penjalaran gelombang bodi yang melalui kulit bumi dan dipantulkan oleh

permukaan bebas dan inti luar untuk kasus gempa dangkal.

Gambar Contoh penjalaran gelombang bodi yang melalui kulit bumi dan

dipantulkan oleh permukaan bebas untuk kasus gempa dangkal.

Gelombang Bodi Pada Jarak Episenter Lebih Dari 103°

Gambar penjalaran gelombang P langsung pada mantel, gelombang difraksi oleh lapisan batas core-mantle,

gelombang pantul oleh lapisan diskontinuitas mantel atas serta shadow zone.

Gambar penjalaran gelombang P yang melalui mantel, inti luar dan inti

dalam.

Gambar penjalaran gelombang P melalui inti dalam.

Dimana :

i = 1,2,3

= perubahan volume atau dilatasi

ρ = densitas

Uj = vektor tegangan komponen ke i

Xj = komponen sumbu koordinat ke i

t = waktu λ = konstante Lame μ = modulus rigiditas

Persamaan Gelombang

t = waktu

λ = konstante Lame

μ = modulus rigiditas

Persamaan Gelombang dalam bangun 3 Dimensi

Jika ketiga persamaan tersebut diturunkan terhadap x, y, z, maka didapat persamaan :

Dimana persamaan tersebut merupakan

persamaan kecepatan gelombang primer,

yaitu:

Jika persamaan 3.2b dan 3.2c diturunkan terhadap y dan z dan kemudian hasilnya dikurangkan, maka diperoleh persamaan:

Dimana persamaan tersebut merupakan

kecepatan gelombang sekunder, yaitu:

SEKIAN

GELOMBANG SEISMIK

Documents

Transcript of GELOMBANG SEISMIK