Teori Terbentuknya Alam Semesta

41
NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 1 I. TEORI TERBENTUKNYA ALAM SEMESTA Sejak zaman dahulu manusia terus menerus berusaha mempelajari dan memahami tentang asal-usul dari dunia in atau alam semesta. Pada jaman kejayaan Yunani, dipercayai bahwa Bumi merupakan pusat dari alam semesta ini (Geosentrisme). Namun, berkat pengamatan dan pemikiran yang lebih tajam, pandangan itu berubah sejak zaman abad pertengahan yang dipelopori oleh Copernicus, yaitu menjadi Heliosentrik. Konsep dari Heliosentrik ini adalah matahari menjadi pusat beredarnya bumi dan planet-planet lain. Pengertian alam semesta itu sendiri mencakup tentang mikrokosmos dan makrokosmos. Mikrokosmos ialah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amoeba, dan sebagainya. Sedangkan makrokosmos ialah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar, misalnya bintang, planet, ataupun galaksi. Berdasarkan pengertian tersebut ada beberapa teori yang menjelaskan tentang terbentuknya alam semesta. Teori-teori tersebut ialah sebagai berikut. 1. Teori Keadaan Tetap (Steadystate Theory) Teori ini dikemukakan oleh Fred Hoyle, Herman bondi, Thomas Gold (1948). Teori ini berdasarkan prinsip osmologi sempurna yang menyatakan bahwa alam semesta, dimana pun dan bilamanapun selalu sama. Berdasarkan prinsip tersebutlah alam semesta terjadi pada suatu saat tertentu dimasa yang telah lalu sampai sekarang. Segala sesuatu di alam semesta ini selalu tetap sama walaupun galaksi-galaksi saling bergerak menjauhi satu sama lain. Teori ini ditunjang oleh kenyataan bahwa galaksi baru mempunyai jumlah yang sebanding dengan galaksi lama. Dengan kata lain, tiap-tiap galaksi yang terbentuk, tumbuh, menjadi tua dan akhirnya mati. Jadi dapat disimpulkan, teori ini beranggapan bahwa alam semesta itu tak terhingga besarnya dan tak terhingga tuanya (tanpa awal dan tanpa akhir). 2. Teori Ledakan Besar (Big Bang Theory) Teori ledakan ini bertolak dari asumsi adanya suatu massa yang sangat besar dan mempunyai berat jenis yang juga sangat besar. Massa tersebut kemudian

Transcript of Teori Terbentuknya Alam Semesta

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 1

    I. TEORI TERBENTUKNYA ALAM SEMESTA

    Sejak zaman dahulu manusia terus menerus berusaha mempelajari dan

    memahami tentang asal-usul dari dunia in atau alam semesta. Pada jaman kejayaan

    Yunani, dipercayai bahwa Bumi merupakan pusat dari alam semesta ini

    (Geosentrisme). Namun, berkat pengamatan dan pemikiran yang lebih tajam,

    pandangan itu berubah sejak zaman abad pertengahan yang dipelopori oleh

    Copernicus, yaitu menjadi Heliosentrik. Konsep dari Heliosentrik ini adalah

    matahari menjadi pusat beredarnya bumi dan planet-planet lain.

    Pengertian alam semesta itu sendiri mencakup tentang mikrokosmos dan

    makrokosmos. Mikrokosmos ialah benda-benda yang mempunyai ukuran yang

    sangat kecil, misalnya atom, elektron, sel, amoeba, dan sebagainya. Sedangkan

    makrokosmos ialah benda-benda yang mempunyai ukuran yang sangat besar,

    misalnya bintang, planet, ataupun galaksi. Berdasarkan pengertian tersebut ada

    beberapa teori yang menjelaskan tentang terbentuknya alam semesta. Teori-teori

    tersebut ialah sebagai berikut.

    1. Teori Keadaan Tetap (Steadystate Theory)

    Teori ini dikemukakan oleh Fred Hoyle, Herman bondi, Thomas Gold

    (1948). Teori ini berdasarkan prinsip osmologi sempurna yang menyatakan bahwa

    alam semesta, dimana pun dan bilamanapun selalu sama. Berdasarkan prinsip

    tersebutlah alam semesta terjadi pada suatu saat tertentu dimasa yang telah lalu

    sampai sekarang. Segala sesuatu di alam semesta ini selalu tetap sama walaupun

    galaksi-galaksi saling bergerak menjauhi satu sama lain. Teori ini ditunjang oleh

    kenyataan bahwa galaksi baru mempunyai jumlah yang sebanding dengan galaksi

    lama. Dengan kata lain, tiap-tiap galaksi yang terbentuk, tumbuh, menjadi tua dan

    akhirnya mati. Jadi dapat disimpulkan, teori ini beranggapan bahwa alam semesta

    itu tak terhingga besarnya dan tak terhingga tuanya (tanpa awal dan tanpa akhir).

    2. Teori Ledakan Besar (Big Bang Theory)

    Teori ledakan ini bertolak dari asumsi adanya suatu massa yang sangat besar

    dan mempunyai berat jenis yang juga sangat besar. Massa tersebut kemudian

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 2

    meledak dengan hebat karena adanya reaksi inti (George Lemaitre, 1930). Massa

    itu kemudian berserak mengembang dengan sangat cepatnya menjauhi pusat

    ledakan. Setelah berjuta-juta tahun, massa yang bergerak itu membentuk kelompok-

    kelompok galaksi yang ada sekarang. Massa-massa tersebut harus bergerak

    menjauhi titik pusatnya. Teori ini didukung oleh kenyataan dari pengamatan bahwa

    galaksi-galaksi itu memang bergerak menjauhi titik pusat yang sama. Selain itu,

    teori ini didukung oleh pakar astronomi Arno Penzias dan Robert Wilson yang

    menemukan radiasi gelombang mikro.

    3. Teori Awan Kabut

    Teori ini dikemukan oleh Carl Von Weeizsaker (1940) dan disempurnakan

    oleh Gerard P Kuiper (1950). Dalam teori ini dikatakan bahwa tata surya terbentuk

    oleh gumpalan awan gas dan debu. Gumpalan awan itu mengalami pemampatan,

    pada proses pemampatan itu partikel-partikel debu tertarik pada bagian pusat awan

    membentuk gumpalan bola dan mulai berpilin kemudian membentuk cakram yang

    tebal di bagian tengah dan tipis di bagian tepinya. Partikel-partikel di bagian tengah

    cakram itu saling menekan dan menimbulkan panas dan berpijar, bagian inilah yang

    kemudian menjadi matahari, sementara bagian yang luar berputar sangat cepat

    kemudian menjadi gumpalan yang lebih kecil, gumpalan kecil ini berpilin pula dan

    membeku kemudian menjadi planet-planet.

    4. Teori Nebulae atau Teori Kabut

    Hipotesis nebula pertama kali dikemukakan oleh Emanuel Swedenborg

    (1688-1772) tahun 1734 dan disempurnakan oleh Immanuel Kant (1724-1804) pada

    tahun 1775. Hipotesis serupa juga dikembangkan oleh Pierre Marquis de Laplace

    secara independen pada tahun 1796. Hipotesis ini, yang lebih dikenal dengan

    Hipotesis Nebula Kant-Laplace, menyebutkan bahwa pada tahap awal tata surya

    masih berupa kabut raksasa. Kabut ini terbentuk dari debu, es, dan gas yang disebut

    nebula, dan unsur gas yang sebagian besar hidrogen.

    Gaya gravitasi yang dimilikinya menyebabkan kabut itu menyusut dan

    berputar dengan arah tertentu. Suhu kabut kemudian semakin bertambah panas, dan

    akhirnya menjadi bintang raksasa (matahari). Matahari raksasa terus menyusut dan

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 3

    berputar semakin cepat, dan cincin-cincin gas dan es terlontar ke sekeliling

    matahari. Akibat gaya gravitasi, gas-gas tersebut memadat seiring dengan

    penurunan suhunya dan membentuk planet dalam dan planet luar. Laplace

    berpendapat bahwa orbit berbentuk hampir melingkar dari planet-planet merupakan

    konsekuensi dari pembentukan mereka.

    5. Teori Planetisimal

    Teori Planetisimal pertama kali dikemukakan oleh Thomas C. Chamberlin

    (1843-1928) dan Forest R. Moulton pada tahun (1878-1952) seorang astronom.

    Disebut Planetisimal yang berarti planet kecil karena planet terbentuk dari benda

    padat yang memang telah ada. Matahari telah ada sebagai salah satu dari bintang-

    bintang yang banyak, pada satu waktu ada sebuah bintang yang berpapasan pada

    jarak yang tidak terlalu jauh, akibatnya terjadi pasang naik antara bintang tadi dan

    matahari. Pada waktu bintang tiu menjauh sebagian massa matahari itu jatuh

    kembali kepermukaan matahari dan sebagian lain berhamburan disekeliling

    matahari, maka inilah yang disebut dengan planetisimal yang kenal menjadi planet-

    planet yang eredar pada orbitnya dan mengelilingi matahari.

    6. Teori Pasang Surut

    Teori pasang surut ini dikemukakan oleh Sir James Jeans (1877-1946) dan

    Harrold Jeffreys (1891), yang sama-sama berasal dari Inggris. Teori ini hampir

    sama dengan teori planet desimal. Setelah bintang itu berlalu dengan gaya tarik

    bintang yang besar pada permukaan matahari terjadi proses pasang surut, seperti

    peristiwa pasang surutnya air laut di bumi akibat daya tarik bulan. Bagian massa

    matahari itu membentuk cerutu yang menjorok ke arah bintang. Bersamaan dengan

    semakin menjauhnya bintang itu, cerutu itu terputus-putus membentuk gumpalan

    gas di sekitar matahari dengan ukuran yang berbeda-beda. Gumpalan itu membeku

    dan kemudian membentuk planet-planet. Teori ini menjelaskan mengapa planet-

    planet dibagian tengah seperti Yupiter, Saturnus, Uranus dan neptunus merupakan

    planet-planet raksasa sedangkan di bagian ujungnya merupakan planet-planet kecil.

    Kelahiran planet-planet itu karena pecahan gas adari matahari yang berbentuk

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 4

    cerutu, maka besar planet-planet tersebut berbeda-beda antara yang terdekat dan

    yang terjauh dan besar di bagian tengahnya.

    7. Hipotesis Bintang Kembar

    Hipotesis bintang kembar awalnya dikemukakan oleh Fred Hoyle (1915-

    2001) pada tahun 1956. Hipotesis mengemukakan bahwa dahulunya tata surya

    berupa dua bintang yang hampir sama ukurannya dan berdekatan yang salah

    satunya meledak meninggalkan serpihan-serpihan kecil. Serpihan itu terperangkap

    oleh gravitasi bintang yang tidak meledak dan mulai mengelilinginya.

    8. Teori Kondensasi

    Teori kondensasi mulanya dikemukakan oleh astronom Belanda yang

    bernama G.P. Kuiper (1905-1973) pada tahun 1950. Hipotesis kondensasi

    menjelaskan bahwa tata surya terbentuk dari bola kabut raksasa yang berputar

    membentuk cakram raksasa.

    II. LAPISAN-LAPISAN BUMI

    Bumi tempat tinggal saat ini merupakan salah satu anggota tata surya

    dengan matahari sebagai pusatnya. Jarak bumi dengan matahari sekitar 150 juta km.

    Bumi berbentuk bulat pepat dengan jari-jari 6.370 km. Bumi merupakan planet

    dengan urutan ketiga dari delapan planet yang dekat

    dengan matahari.Bumi diperkirakan telah terbentuk sekitar 4,6 milyar tahun yang

    lalu, dan merupakan satu-satunya planet yang dapat dihuni oleh berbagai jenis

    mahluk hidup. Permukaan bumi terdiri dari daratan dan lautan. Jika bumi diiris

    maka akan tampak lapisan-lapisan seperti pada Gambar 2.1.

    Lapisan bumi dibagi menjadi tiga bagian, yaitu sebagai berikut:

    1. Kerak bumi

    Kerak bumi adalah lapisan terluar bumi yang terbagi menjadi dua kategori,

    yaitu kerak samudra dan kerak benua. Kerak samudra mempunyai ketebalan sekitar

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 5

    5-10 km sedangkan kerak benua mempunyai ketebalan sekitar 20-70 km. Tebal

    lapisan kerak bumi mencapai 70 km dan merupakan lapisan tanah dan batuan.

    Lapisan ini menjadi tempat tinggal bagi seluruh mahluk hidup. Suhu di bagian

    bawah kerak bumi mencapai 1.100 derajaT Celcius. Lapisan kerak bumi dan bagian

    di bawahnya hingga kedalaman 100 km dinamakan litosfer.

    Unsur-unsur kimia utama pembentuk kerak bumi adalah: Oksigen (46,6%), Silikon

    (27,7%), Aluminium (8,1%), Besi (5,0%), Kalsium (3,6%) Natrium (2,8%), Kalium

    (2,6%) dan Magnesium (2,1%). Unsurunsur tersebut membentuk satu senyawa

    yang disebut dengan batuan.

    Gambar 2.1 Struktur lapisan bumi

    2. Selimut atau Selubung Mantel

    Selimut merupakan lapisan yang terletak di bawah lapisan kerak bumi.

    Tebal selimut bumi mencapai 2.900 km dan merupakan lapisan batuan padat.

    Suhu di bagian bawah selimut bumi mencapai 3.000 derajat Celcius.

    3. Inti Bumi

    Inti bumi terdiri dari material cair, dengan penyusun utama logam besi

    (90%), nikel (8%), dan lain-lain yang terdapat pada kedalaman 29005200 km.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 6

    Lapisan ini dibedakan menjadi lapisan inti luar dan lapisan inti dalam. Lapisan inti

    luar tebalnya sekitar 2.000 km dan terdiri atas besi cair yang suhunya mencapai

    200o C. Inti dalam merupakan pusat bumi berbentuk bola dengan diameter sekitar

    2.700 km. Inti dalam ini terdiri dari nikel dan besi yang suhunya mencapai 4500oC.

    Berdasarkan penyusunnya lapisan bumi terbagi atas litosfer, astenosfer, dan

    mesosfer. Litosfer adalah lapisan paling luar bumi (tebal kira-kira 100 km) dan

    terdiri dari kerak bumi dan bagian atas selubung. Litosfer memiliki kemampuan

    menahan beban permukaan yang luas misalkan gunungapi.Litosfer bersuhu dingin

    dan kaku. Di bawah litosfer pada kedalaman kira-kira 700 km terdapat

    astenosfer.Astenosfer hampir berada dalam titik leburnya dan karena itu bersifat

    seperti fluida.Astenosfer mengalir akibat tekanan yang terjadi sepanjang waktu.

    Lapisan berikutnya adalah mesosfer. Mesosfer lebih kaku dibandingkan

    astenosfer namun lebih kental dibandingkan litosfer. Mesosfer terdiri dari sebagian

    besar selubung hingga inti bumi. Permukaan bumi ini terbagi atas kira-kira 20

    pecahan besar yang disebut lempeng. Ketebalannya sekitar 70 km. Ketebalan

    lempeng kira-kira hampir sama dengan litosfer yang merupakan kulit terluar bumi

    yang padat. Litosfer terdiri dari kerak dan selubung atas. Lempengnya kaku dan

    lempeng-lempeng itu bergerak diatas astenosfer yang lebih cair. Arus konveksi

    memindahkan panas melalui zat cair atau gas, yang membuat lempeng-lempeng

    dapat bergerak, yang dapat menimbulkan getaran yang terjadi dipermukaan

    bumi.zat cair atau gas, yang membuat lempeng-lempeng dapat bergerak, yang dapat

    menimbulkan getaran yang terjadi dipermukaan bumi.

    Pada saat ini ditemukan sebuah fakta bahwa bumi tidak lagi hanya

    mempunyai 3 lapisan, tapi 7 lapisan. Pengukuran-Pengukuran dan percobaan-

    percobaan terbaru menunjukkan bahwa artikel yang berisi nukleus dari bumi itu

    berada di bawah tekanan yang sangat tinggi, tiga juta kali lebih dari permukaan

    bumi. Di bawah tekanan seperti itu, zat berubah bentuk menjadi solid, dan hal ini

    pada waktunya membuat inti bumi itu sangat solid. Inti bumi ini dikelilingi suatu

    lapisan zat cair dengan suhu yang sangat tinggi. Ini berarti bahwa ada dua lapisan

    di dalam inti bumi, bukan satu. Satu lapisan di dalam pusat yang dikelilingi lapisan

    zat cair. Hal itu diketahui sesudah alat-alat pengukur dikembangkan dan memberi

    para ilmuwan suatu perbedaan yang jelas antar lapisan-lapisan bumi bagian dalam.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 7

    Jika turun ke bawah bumi yang keras, maka akan ditemukan lapisan batu-batu yang

    sangat panas, yaitu batu yang berfungsi untuk membungkus. Setelah itu ada tiga

    lapisan terpisah, di mana masing-masing itu berbeda kepadatan, tekanan dan suhu

    yang berbeda-beda.

    Gambar 2.2 Lapisan-lapisan bumi

    Gambar 2.2 menunjukkan tujuh lapisan bumi, dimana kerak bumi adalah

    lapisan sangat tipis yang disusul dengan mantel dengan berbeda-beda ketebalannya,

    lalu disusul lapisan-lapsan yang terdiri zat cair, dan diakhiri dengan yang lapisan

    ketujuh, yaitu nukleus padat. Para ilmuwan juga menemukan bahwa atom terdiri

    dari tujuh lapisan atau tingkatan, dan hal ini membuktikan keseragaman ciptaan, di

    mana bumi mempunyai tujuh lapisan dan atom-atom mempunyai tujuh lapisan juga.

    Tujuh lapisan bumi itu sangat berbeda-beda dari segi struktur, kepadatan, suhu dan

    bahannya.

    Lapisan luar bumi secara keseluruhan sering disebut atmosfer. Atmosfer

    adalah lapisan gas yang melingkupi sebuah planet, termasuk bumi, dari permukaan

    planet tersebut sampai jauh di luar angkasa. Di bumi, atmosfer terdapat dari

    ketinggian 0 km di atas permukaan tanah, sampai dengan sekitar 560 km dari atas

    permukaan bumi. Atmosfer tersusun atas beberapa lapisan, yang dinamai menurut

    fenomena yang terjadi di lapisan tersebut. Transisi antara lapisan yang satu dengan

    yang lain berlangsung bertahap. Studi tentang atmosfer mula-mula dilakukan untuk

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 8

    memecahkan masalah cuaca, fenomena pembiasan sinar matahari saat terbit dan

    tenggelam, serta kelap-kelipnya bintang.

    Dengan peralatan yang sensitif yang dipasang di wahana luar angkasa, dapat

    diperoleh pemahaman yang lebih baik tentang atmosfer berikut fenomena-

    fenomena yang terjadi di dalamnya. Atmosfer Bumi terdiri atas nitrogen (78.17%)

    dan oksigen (20.97%), dengan sedikit argon (0.9%), karbondioksida (variabel,

    tetapi sekitar 0.0357%), uap air, dan gas lainnya. Atmosfer melindungi kehidupan

    di bumi dengan menyerap radiasi sinar ultraviolet dari matahari dan mengurangi

    suhu ekstrem di antara siang dan malam. 75% dari atmosfer ada dalam 11 km dari

    permukaan planet. Lapisan atmosfer terdiri dari beberapa lapisan berikut ini.

    Gambar 2.3 Lapisan-lapisan atmosfer

    1. Troposfer

    Lapisan Troposfer berada pada level yang terendah, campuran gasnya

    paling ideal untuk menopang kehidupan di bumi. Dalam lapisan ini kehidupan

    terlindung dari sengatan radiasi yang dipancarkan oleh benda-benda langit lain.

    Dibandingkan dengan lapisan atmosfer yang lain, lapisan ini adalah yang paling

    tipis (kurang lebih 15 kilometer dari permukaan tanah). Dalam lapisan ini, hampir

    semua jenis cuaca, perubahan suhu yang mendadak, angin tekanan dan kelembaban

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 9

    yang dirasakan sehari-hari berlangsung. Ketinggian yang paling rendah adalah

    bagian yang paling hangat dari troposfer, karena permukaan bumi menyerap radiasi

    panas dari matahari dan menyalurkan panasnya ke udara. Biasanya, jika ketinggian

    bertambah, suhu udara akan berkurang secara tunak (steady), dari sekitar 17

    sampai -52.

    Pada permukaan bumi yang tertentu, seperti daerah pegunungan dan dataran

    tinggi dapat menyebabkan anomali terhadap gradien suhu tersebut. Lapisan ini

    dianggap sebagai bagian atmosfer yang paling penting, karena berhubungan

    langsung dengan permukaan bumi yang merupakan habitat dari berbagai jenis

    mahluk hidup termasuk manusia, serta karena sebagain besar dinamika iklim

    berlangsung pada lapisan troposfer. Susunan kimia udara troposfer terdiri dari

    78,03% nitrogrn, 20,99 oksigen, 0,93% argon, 0,03% asam arang, 0,0015% nenon,

    0,00015% helium, 0,0001% kripton, 0,00005% hidrogen, serta 0,000005% xenon.

    Di dalam troposfer terdapat tiga jenis awan, yaitu awan rendah (cumulus), yang

    tingginya antara 0 2 km; awan pertengahan (alto cumulus lenticularis), tingginya

    antara 2 6 km; serta awan tinggi (cirrus) yang tingginya antara 6 12 km.

    Troposfer terbagi lagi ke dalam empat lapisan, yaitu:

    a. Lapisan Udara Dasar

    Tebal lapisan udara ini adalah 1 2 meter di atas permukaan bumi.

    Keadaan di dalam lapisan udara ini tergantung dari keadaan fisik muka

    bumi, dari jenis tanaman, ketinggian dari permukaan laut dan lainnya.

    Keadaan udara dalam lapisan inilah yang disebut sebagai iklim mikro,

    yang memperngaruhi kehidupan tanaman dan juga jasad hidup di dalam

    tanah.

    b. Lapisan Udara Bawah

    Lapisan udara ini dinamakan juga lapisan-batasan planiter

    (planetaire grenslag, planetary boundary layer). Tebal lapisan ini 1 2

    km. Di sini berlangsung berbagai perubahan suhu udara dan juga

    menentukan iklim.

    c. Lapisan Udara Adveksi (Gerakan Mendatar)

    Lapisan ini disebut juga lapisan udara konveksi atau lapisan awan,

    yang tebalnya 2 8 km. Di dalam lapisan udara ini gerakan mendatar

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 10

    lebih besar daripada gerakan tegak. Hawa panas dan dingin yang beradu

    di sini mengakibatkan kondisi suhu yang berubah-ubah.

    d. Lapisan Udara Tropopouse

    Merupakan lapisan transisi antara lapisan troposfer dan stratosfer

    terletak antara 8 12 km di atas permukaan laut (dpl). Pada lapisan ini

    terdapat derajat panas yang paling rendah, yakni antara 46o C sampai

    80o C pada musim panas dan antara 57o C sampai 83o C pada

    musim dingin. Suhu yang sangat rendah pada tropopouse inilah yang

    menyebabkan uap air tidak dapat menembus ke lapisan atmosfer yang

    lebih tinggi, karena uap air segera mengalami kondensasi sebelum

    mancapai tropopouse dan kemudian jatuh kembali ke bumi dalam

    bentuk cair (hujan) dan padat (salju, hujan es).

    2. Stratosfer

    Perubahan secara bertahap dari troposfer ke stratosfer dimulai dari

    ketinggian sekitar 11 km. Suhu di lapisan stratosfer yang paling bawah relatif stabil

    dan sangat dingin yaitu 70oF atau sekitar 57oC. Pada lapisan ini angin yang

    sangat kencang terjadi dengan pola aliran yang tertentu.Disini juga tempat

    terbangnya pesawat. Awan tinggi jenis cirrus kadang-kadang terjadi di lapisan

    paling bawah, namun tidak ada pola cuaca yang signifikan yang terjadi pada lapisan

    ini. Dari bagian tengah stratosfer ke atas, pola suhunya berubah menjadi semakin

    bertambah semakin naik, karena bertambahnya lapisan dengan konsentrasi ozon

    yang bertambah. Lapisan ozon ini menyerap radiasi sinar ultra ungu. Suhu pada

    lapisan ini bisa mencapai sekitar 18oC pada ketinggian sekitar 40 km. Lapisan

    stratopause memisahkan stratosfer dengan lapisan berikutnya.

    Lapisan stratosfer dibagi dalam tiga bagian yaitu:

    a. Lapisan udara isoterm; terletak antara 12 35 km dpl, dengan suhu

    udara 50o C sampai -55o C.

    b. Lapisan udara panas; terletak antara 35 50 km dpl, dengan suhu 50o

    C sampai + 50o C.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 11

    c. Lapisan udara campuran teratas; terletak antara 50 80 km dpl, dengan

    suhu antara +50o C sampai -70o C. karena pengaruh sinar ultraviolet,

    pada ketinggian 30 km oksigen diubah menjadi ozon, hingga kadarnya

    akan meningkat dari 5 menjadi 9 x 10-2 cc di dalam 1 m3.

    3. Mesosfer

    Kurang lebih 25 mil atau 40km di atas permukaan bumi terdapat lapisan

    transisi menuju lapisan mesosfer. Pada lapisan ini, suhu kembali turun ketika

    ketinggian bertambah, sampai menjadi sekitar 143oC di dekat bagian atas dari

    lapisan ini, yaitu kurang lebih 81 km diatas permukaan bumi. Suhu serendah ini

    memungkinkan terjadi awan noctilucent, yang terbentuk dari kristal es. Daerah

    transisi antara lapisan mesosfer dan termosfer disebut mesopouse dengan suhu

    terendah 110o C.

    4. Termosfer

    Transisi dari mesosfer ke termosfer dimulai pada ketinggian sekitar 81 km.

    Dinamai termosfer karena terjadi kenaikan temperatur yang cukup tinggi pada

    lapisan ini yaitu sekitar 1982oC. Perubahan ini terjadi karena serapan radiasi sinar

    ultra ungu. Radiasi ini menyebabkan reaksi kimia sehingga membentuk lapisan

    bermuatan listrik yang dikenal dengan nama ionosfer, yang dapat memantulkan

    gelombang radio. Sebelum munculnya era satelit, lapisan ini berguna untuk

    membantu memancarkan gelombang radio jarak jauh. Molekul oksigen akan

    terpecah menjadi oksegen atomik di sini. Proses pemecahan molekul oksigen dan

    gas-gas atmosfer lainnya akan menghasilkan panas, yang akan menyebabkan

    meningkatnya suhu pada lapisan ini. Suhu pada lapisan ini akan meningkat dengan

    meningkatnya ketinggian. Ionosfer dibagi menjadi tiga lapisan lagi, yaitu:

    a. Lapisan Udara E

    Terletak antara 80 150 km dengan rata-rata 100 km dpl. Lapisan

    ini tempat terjadinya proses ionisasi tertinggi. Lapisan ini dinamakan juga

    lapisan udara Kennely dan Heaviside dan mempunyai sifat memantulkan

    gelombang radio. Suu udara di sini berkisar 70o C sampai +50o C .

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 12

    b. Lapisan udara F

    Terletak antara 150 400 km. Lapisan ini dinamakan juga lapisan udara

    Appleton.

    c. Lapisan udara atom

    Pada lapisan ini, benda-benda berada dalam lbentuk atom. Letaknya

    lapisan ini antara 400 800 km. Lapisan ini menerima panas langsung dari

    matahari, dan diduga suhunya mencapai 1200o C. Fenomena aurora yang

    dikenal juga dengan cahaya utara atau cahaya selatan terjadi di lapisan ini.

    5. Eksosfer

    Merupakan lapisan atmosfer yang paling tinggi. Pada lapisan ini, kandungan

    gas-gas atmosfer sangat rendah. Batas antara ekosfer (yang pada dasarnya juga

    adalah batas atmosfer) dengan angkasa luar tidak jelas. Daerah yang masih

    termasuk ekosfer adalah daerah yang masih dapat dipengaruhi daya gravitasi bumi.

    Garis imajiner yang membatasi ekosfer dengan angkasa luar disebut magnetopause.

    Adanya refleksi cahaya matahari yang dipantulkan oleh partikel debu meteoritik.

    Cahaya matahari yang dipantulkan tersebut juga disebut sebagai cahaya Zodiakal.

    III. SEBAB-SEBAB TERJADINYA GEMPA

    Berdasarkan penyebabnya gempabumi dapat terjadi akibat runtuhnya gua-

    gua dalam bumi, tabrakan (impack), peledakan, gunungapi, kegiatan tektonik.

    1. Runtuhnya Gua-Gua dalam Bumi

    Dugaan para ahli tempo dulu, bahwa gempabumi terjadi akibat runtuhnya

    gua-gua raksasa yang terdapat di dalam bumi. Dugaan itu sama sekali tidak benar,

    sebab keruntuhan seperti itu tidak pernah ada. Kalau saja terjadi keruntuhan di

    dalam bumi, hal itu hanya mungkin pada daerah pertambangan bawah tanah (under

    ground), penggalian batukapur dansejenisnya.Akan tetapi keruntuhan yang terjadi

    hanya dapat menimbulkan getaran bumi yang sangat kecil dan bersifat setempat

    (lokal) kekuatannya berkisar anatara 2 hingga 3 pada Skala Richter.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 13

    2. Tabrakan (Impack)

    Awalnya banyak juga yang percaya bahwa gempabumi disebabkan adanya

    meteor atau shooting star yang menabrak bumi pada tahun 1908 di Rusia, suatu

    bintang beralih (meteor) jatuh dan mengakibatkan terjadinya lubang yang sangat

    besar menyerupai sebuah kawah. Walaupun gelombang tekanan akibat jatuhnya

    meteor tersebut tercatat sampai ke kota London di Inggris, akan tetapi efeknya sama

    sekali tidak terekam pada alat pencatat getaran gempabumi (seismograf). Ini berarti

    getaran yang ditimbulkan akibat tabrakan meteor dengan bumi kekuatannya sangat

    kecil sekali. Lagi pula tabrakan yang demikian sebenarnya sangat jarang terjadi di

    bumi.

    3. Peledakan Gunung Api

    Aktivitas gunungapi dapat menimbulkan gempabumi yang dinamakan

    gempabumi vulkanik.Gempabumi ini terjadi baik sebelum, selama, maupun setelah

    peledakan suatu gunungapi.Penyebabnya adalah akibat terjadinya persentuhan

    antara magma dengan dinding gunungapi dan tekanan gas pada peledakan yang

    sangat kuat atau perpindahan magma secara tiba-tiba di dalam dapur

    magma.Gempabumi vulkanik sebenarnya kekuatannya sangat lemah dan hanya

    terasa di wilayah sekitar gunungapi yang sedang aktif saja.Dari seluruh gempabumi

    yang terjadi, hanya 7% saja yang termasuk gempabumi vulkanik. Kendatipun

    demikian kerusakan atau efek yang ditimbulkannya cukup luas, sebab gempabumi

    vulkanik biasanya disertai pula dengan kemungkinan akan meletusnya suatu

    gunungapi. Berdasarkan kedudukan sumber gempanya (posisi kegiatan magma),

    maka dapat dibedakan menjadi empat jenis gempabumi vulkanik :

    a. Gempa Bumi Vulkanik Dalam

    Kedalaman sumber gempanya antara 2 sampai 30 km. Gempabumi

    ini banyak persamaannya dengan gempabumi tektonik, terutama mengenai

    gempa susulannya (after shocks).Terjadi pada saat menjelang letusan suatu

    gunungapi, atau sebagai pertanda bahwa suatu gunungapi tengah mulai

    aktif.Gempabumi vulkanik dangkal sumber gempanya terletak pada

    kedalaman kurang dari 2 km. Jenis ini timbul pada saat mendekati terjadinya

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 14

    letusan, selama berlangsungnya letusan, dan setelah letusan itu sendiri

    berakhir.

    b. Gempa bumi ledakan

    Gempa bumi ini terjadi sehubungan dengan tengah berlangsungnya

    ledakan suatu gunung api. Sumber gempanya sangat dangkal, kurang dari 1

    kilometer.

    c.Getaran Vulkanik atau Tremor

    Getaran atau tremor vulkanik terjadi terus menerus sehingga

    menciptakan suasana tidak tenang.Sumber gempanya terletak dari mulai

    kedalaman 30 kilometer sampai permukaan.Gempabumi dangkal dan

    gempabumi ledakan bila terjadi terus menerus dengan selang waktu hanya

    beberapa detik dapat menyebabkan getaran vulkanik (tremor).Pada

    gunungapi berbatuan basalt, getaran vulkanik terasa lebih kuat karena sifat

    batuannya sangat peka terhadap rambatan gelombang.

    d. Kegiatan Tektonik

    Gempabumi yang banyak terjadi dan mempunyai efek

    sangat serius sebenarnya berasal dari kegiatan tektonik, yaitu mencakup

    90% dari seluruh kejadian gempabumi. Gempabumi ini berhubungan

    dengan kegiatan gaya-gaya tektonik yang tengah terus berlangsung dalam

    proses pembentukan gunung-gunung, terjadinya patahan-patahan batuan

    (faults) dan tarikan atau tekanan dari pergerakan lempeng-lempeng batuan

    penyusun kerak bumi.

    Gempa bumi tektonik disebabkan oleh perlepasan tenaga yang terjadi

    karena pergeseran lempengan plat tektonik. Teori dari tektonik plate (plat tektonik)

    menjelaskan bahwa kulit bumi atau litosfer yang menutupi permukaan bumi

    keadaanya tidak utuh, melainkan terpecah-pecah berbentuk lempeng, yang satu

    sama lain bergerak saling menjauh, bertumbukan dan ada juga yang saling

    berpapasan. Lapisan tersebut begerak perlahan sehingga berpecah-pecah dan

    bertabrakan satu sama lainnya. Gerakan litosfer tersebut diakibatkan oleh adanya

    gerakan astenosfer yang sifatnya cair kental.Hal inilah yang menyebabkan

    terjadinya gempa tektonik.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 15

    Gambar 3.1 Jalur penyebaran pusat gempa bumi di seluruh dunia

    Gempa bumi tektonik memang unik. Peta penyebarannya mengikuti pola

    dan aturan yang khusus dan menyempit, yakni mengikuti pola-pola pertemuan

    lempeng-lempeng tektonik yang menyusun kerak bumi. Dalam ilmu kebumian

    (geologi), kerangka teoretis tektonik lempeng merupakan postulat untuk

    menjelaskan fenomena gempa bumi tektonik yang melanda hampir seluruh

    kawasan, yang berdekatan dengan batas pertemuan lempeng tektonik.

    IV. PERGESERAN DAN PERTEMUAN LEMPENG BUMI

    Secara teori tektonik lempeng, pembentukan Kepulauan Indonesia dimulai

    sekitar 55 juta tahun yang lalu. Indonesia dibentuk oleh interaksi setidaknya tiga

    lempeng penyusun bumi; Lempeng Samudera India, Lempeng Laut Filipina, dan

    Lempeng Eurasia yang merupakan lempeng kontinen. Perbedaan antara lempeng

    yang disusun oleh lempeng samudera dan kontinen adalah lempeng samudera

    bersifat basah karena disusun oleh material yang kaya akan unsur Fe, Mg dan Ni,

    bersifat kaku dan brittle, mempunyai berat jenis yang tinggi, sementara lempeng

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 16

    kontinen merupakan lempeng benua yang secara kimia bersifat relatif asam dan

    mempunyai berat jenis lebih rendah dibandingkan lempeng samudera.

    Lempeng-lempeng tadi bergerak satu sama lain di mana Lempeng

    Samudera India bergerak relatif ke arah utara dengan kecepatan 7 cm per tahun,

    Lempeng Laut Filipina bergerak ke arah barat daya dengan kecepatan 8 cm per

    tahun dan lempeng Eurasia yang cenderung stabil. Pergerakan lempeng-lempeng

    ini kemudian bertemu pada satu zona tumbukan yang disebut dengan zona

    subduksi.

    Interaksi ketiga lempeng tadi mengakibatkan pengaruh pada hampir seluruh

    kepulauan yang ada di Indonesia, kecuali Kalimantan. Pengaruh dari pergerakan

    lempeng tadi ada yang langsung berupa pergerakan kerak bumi di batas pergerakan

    lempeng tadi, yang akan menimbulkan gempa bumi dan tsunami apabila

    pergerakannya terdapat di dasar laut, maupun tidak langsung. Gempa bumi dan

    tsunami yang terjadi setahun lalu di Aceh dan Sumatera Utara merupakan contoh

    nyata.

    Gempa dan tsunami Aceh dihasilkan tunjaman Lempeng Samudera India ke

    bawah Lempeng Eurasia. Tunjaman tersebut menghasilkan getaran yang

    menimbulkan gempa bumi berkekuatan sekitar 8,9 skala richter. Pusat gempa

    tersebut terdapat di Samudera Hindia, tepatnya sekitar 200 km sebelah barat daya

    Pulau Sumatera. Getaran gempa yang sangat keras itu kemudian sampai ke

    permukaan laut dan menimbulkan gerakan osilasi pada air laut dengan kecepatan

    sekitar 700/800 km/jam (setara dengan kecepatan pesawat komersil), yang akhirnya

    sampai ke daerah Aceh dan Sumatera Utara dalam bentuk tsunami.

    Selain itu pertemuan Lempeng Samudera India dengan Lempeng Eurasia

    juga menghasilkan lajur gunung api yang memanjang dari Sumatera sampai Nusa

    Tenggara dan membentuk sebuah rangkaian gunung api. Rangkaian gunung api ini

    dikenal dengan istilah busur vulkanik dan berhenti di Pulau Sumbawa, kemudian

    berbelok arah ke Laut Banda menuju arah utara ke daerah Maluku Utara, Sulawesi

    Utara dan terus ke Filipina. Busur gunung api ini sendiri ada yang masih aktif

    seperti Gunung Merapi, Gunung Krakatu di Selat Sunda, Gunung Galunggung dan

    Gunung Papandayan di Jawa Barat, Gunung Merapi di Jogjakarta, Gunung Agung

    di Bali, Gunung Rinjani dan Tambora di Nusa Tenggara, Gunung Gamalama dan

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 17

    Tidore di Maluku Utara, dan Gunung Klabat di Sulawesi Utara. Sebaran gunung

    berapi di Indonesia dtunjukkan pada gambar berikut.

    Pergerakan ketiga lempeng tadi juga dapat menimbulkan patahan atau sesar

    yaitu pergeseran antara dua blok batuan baik secara mendatar, ke atas maupun

    relatif ke bawah blok lainnya. Patahan atau sesar ini merupakan perpanjangan gaya

    yang ditimbulkan oleh gerakan-gerakan lempeng utama. Patahan atau sesar inilah

    yang akan menghasilkan gempa bumi di daratan dan tanah longsor. Akibatnya,

    bangunan yang ada di atas zona patahan ini sangat rentan mengalami runtuhan.

    Patahan atau sesar-sesar ini akan mempengaruhi resistensi atau kekuatan

    pada batuan yang dilewatinya, menyebabkan batuan- batuan tadi menjadi rapuh dan

    mudah mengalami erosi. Apabila jenis batuan tersebut merupakan batuan yang

    porous( berongga), maka akan menimbulkan hal yang lebih fatal lagi. Curah hujan

    yang tinggi akan menyebabkan air hujan masuk ke dalam rongga batuan dan

    menyebabkan lama kelamaan batuan tersebut akan menjadi jenuh yang berujung

    pada terjadinya pergerakan massa batuan dalam bentuk blok besar yang

    menimbulkan tanah longsor, terutama daerah dengan kemiringan lereng yang

    curam.

    Gambar 4.1 Sebaran Gunung api dan titik pusat gempa di Kepulauan Indonesa.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 18

    Menurut teori yang ada, kerak bumi (lithosfer) dapat diterangkan ibarat

    suatu rakit yang sangat kuat dan relatif dingin yang mengapung di atas mantel

    astenosfer yang liat dan sangat panas, atau bisa juga disamakan dengan pulau es

    yang mengapung di atas air laut. Ada dua kjenis kerak bumi yakni kerak samudera

    yang tersusun oleh batuan bersifat basa dan sangat basa, yang dijumpai di samudera

    sangat dalam, dan kerak benua tersusun oleh batuan asam dan lebih tebal dari kerak

    samudera. Kerak bumi menutupi seluruh permukaan bumi, namun akibat adanya

    aliran panas yang mengalir di dalam astenofer menyebabkan kerakbumi ini pecah

    menjadi beberapa bagian yang lebih kecil yang disebut lempeng kerakbumi.

    Dengan demikian lempeng dapat terdiri dari kerak benua, kerak samudera atau

    keduanya. Arus konvensi tersebut merupakan sumber kekuatan utama yang

    menyebabkan terjadinya pergerakan lempeng.

    Pergerakan lempeng kerak bumi ada 3 macam yaitu pergerakan yang saling

    mendekati, saling menjauh dan saling berpapasan.

    1. Pergerakan Lempeng Saling Mendekati

    Pergerakan lempeng saling mendekati akan menyebabkan tumbukan

    dimana salah satu dari lempeng akan menunjam ke bawah yang lain. Daerah

    penunjaman membentuk suatu palung yang dalam, yang biasanya merupakan jalur

    gempa bumi yang kuat. Dibelakang jalur penunjaman akan terbentuk rangkaian

    kegiatan magmatik dan gunungapi serta berbagai cekungan pengendapan. Salah

    satu contohnya terjadi di Indonesia, pertemuan antara lempeng Ind0-Australia dan

    Lempeng Eurasia menghasilkan jalur penunjaman di selatan Pulau Jawa dan jalur

    gunungapi Sumatera, Jawa dan Nusatenggara dan berbagai cekungan seperti

    Cekungan Sumatera Utara, Sumatera Tengah, Sumatera Selatan dan Cekungan

    Jawa Utara.

    2. Pergerakan Lempeng Saling Menjauh

    Pergerakan lempeng saling menjauh akan menyebabkan penipisan dan

    peregangan kerakbumi dan akhirnya terjadi pengeluaran material baru dari mantel

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 19

    membentuk jalur magmatik atau gunungapi. Contoh pembentukan gunungapi di

    Pematang Tengah Samudera di Lautan Pasific dan Benua Afrika.

    3. Pergerakan Lempeng Saling Berpapasan

    Pergerakan saling berpapasan dicirikan oleh adanya sesar mendatar yang

    besar seperti misalnya Sesar Besar San Andreas di Amerika.

    Selain ketiga pergerakan tersebut, pergerakan lempeng kerak bumi yang saling

    bertumbukan akan membentuk zona sudaksi dan menimbulkan gaya yang bekerja

    baik horizontal maupun vertikal, yang akan membentuk pegunungan lipatan, jalur

    gunungapi/magmatik, persesaran batuan, dan jalur gemp abumi serta terbentuknya

    wilayah tektonik tertentu. Selain itu terbentuk juga berbagai jenis cekungan

    pengendapan batuan sedimen seperti palung (parit), cekungan busurmuka,

    cekungan antar gunung dan cekungan busur belakang. Pada jalur

    gunungapi/magmatik biasanya akan terbentuk zona mineralisasi emas, perak dan

    tembaga, sedangkan pada jalur penunjaman akan ditemukan mineral kromit. Setiap

    wilayah tektonik memiliki ciri atau indikasi tertentu, baik batuan, mineralisasi,

    struktur maupun kegempaanya.

    Berdasarkan arah pergerakannya, perbatasan antara lempeng tektonik yang

    satu dengan lainnya (plate boundaries) terbagi dalam 3 jenis,

    yaitu divergen, konvergen, dan transform. Selain itu ada jenis lain yang cukup

    kompleks namun jarang, yaitu pertemuan simpang tiga (triple junction) dimana tiga

    lempeng kerak bertemu.

    a. Batas Divergen

    Terjadi pada dua lempeng tektonik yang bergerak saling

    memberai (break apart). Ketika sebuah lempeng tektonik pecah, lapisan

    litosfer menipis dan terbelah, membentuk batas divergen.

    Pada lempeng samudra, proses ini menyebabkan pemekaran dasar

    laut (seafloor spreading). Sedangkan pada lempeng benua, proses ini

    menyebabkan terbentuknya lembah retakan (rift valley) akibat adanya celah

    antara kedua lempeng yang saling menjauh tersebut.

    Pematang Tengah-Atlantik (Mid-Atlantic Ridge) adalah salah satu

    contoh divergensi yang paling terkenal, membujur dari utara ke selatan di

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 20

    sepanjang Samudra Atlantik, membatasi Benua Eropa dan Afrika dengan

    Benua Amerika.

    Gambar 4.2 Macam-macam pergerakan lempeng

    b. Batas Konvergen

    Terjadi apabila dua lempeng tektonik tertelan (consumed) ke arah

    kerak bumi, yang mengakibatkan keduanya bergerak saling menumpu satu

    sama lain (one slip beneath another).

    Wilayah dimana suatu lempeng samudra terdorong ke bawah

    lempeng benua atau lempeng samudra lain disebut dengan zona

    tunjaman (subduction zones). Di zona tunjaman inilah sering terjadi

    gempa. Pematang gunung-api (volcanic ridges) dan parit samudra (oceanic

    trenches) juga terbentuk di wilayah ini.

    Batas konvergen ada 3 macam, yaitu:

    i) antara lempeng benua dengan lempeng samudra (Oceanic

    Continental)

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 21

    Ketika suatu lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng benua,

    lempeng ini masuk ke lapisan astenosfer yang suhunya lebih tinggi,

    kemudian meleleh. Pada lapisan litosfer tepat di atasnya,

    terbentuklah deretan gunung berapi (volcanic mountain range).

    Sementara di dasar laut tepat di bagian terjadi penunjaman,

    terbentuklah parit samudra (oceanic trench).

    Pegunungan Andes di Amerika Selatan adalah salah satu pegunungan

    yang terbentuk dari proses ini. Pegunungan ini terbentuk dari

    konvergensi antara Lempeng Nazka dan Lempeng Amerika Selatan.

    ii) antara dua lempeng samudra (OceanicOceanic)

    Salah satu lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng samudra

    lainnya, menyebabkan terbentuknya parit di dasar laut, dan deretan

    gunung berapi yang pararel terhadap parit tersebut, juga di dasar laut.

    Puncak sebagian gunung berapi ini ada yang timbul sampai ke

    permukaan, membentuk gugusan pulau vulkanik (volcanic island chain).

    Pulau Aleutian di Alaska adalah salah satu contoh pulau vulkanik

    dari proses ini. Pulau ini terbentuk dari konvergensi antara Lempeng

    Pasifik dan Lempeng Amerika Utara.

    iii) antara dua lempeng benua (ContinentalContinental)

    Salah satu lempeng benua menunjam ke bawah lempeng benua

    lainnya. Karena keduanya adalah lempeng benua, materialnya tidak

    terlalu padat dan tidak cukup berat untuk tenggelam masuk ke astenosfer

    dan meleleh. Wilayah di bagian yang bertumbukan mengeras dan

    menebal, membentuk deretan pegunungan non vulkanik (mountain

    range).

    Pegunungan Himalaya dan Plato Tibet adalah salah satu contoh

    pegunungan yang terbentuk dari proses ini. Pegunungan ini terbentuk

    dari konvergensi antara Lempeng India dan Lempeng Eurasia.

    c. Batas Transform

    Terjadi bila dua lempeng tektonik bergerak saling

    menggelangsar (slide each other), yaitu bergerak sejajar namun berlawanan

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 22

    arah. Keduanya tidak saling memberai maupun saling menumpu. Batas

    transform ini juga dikenal sebagaisesar ubahan-bentuk (transform fault).

    Batas transform umumnya berada di dasar laut, namun ada juga yang

    berada di daratan, salah satunya adalah Sesar San Andreas (San Andreas

    Fault) di California, USA. Sesar ini merupakan pertemuan antara Lempeng

    Amerika Utara yang bergerak ke arah tenggara, dengan Lempeng Pasifik

    yang bergerak ke arah barat laut.

    V. PERAMBATAN GELOMBANG SEISMIK

    Gelombang seismik adalah rambatan energi yang disebabkan karena adanya

    gangguan di dalam kerak bumi, misalnya adanya patahan atau adanya ledakan.

    Energi ini akan merambat ke seluruh bagian bumi dan dapat terekam

    oleh seismometer. Gelombang seismik merupakan gelombang mekanis yang

    muncul akibat adanya gempa bumi.Sedangkan gelombang secara umum adalah

    fenomena perambatan gangguan (usikan) dalam medium sekitarnya. Gangguan ini

    mula-mula terjadi secara lokal yang menyebabkan terjadinya osilasi (pergeseran)

    kedudukan partikel-partikel medium, osilasi tekanan maupun osilasi rapat massa.

    Karena gangguan merambat dari suatu tempat ke tempat lain, berarti ada

    transportasi energi.

    Gelombang seismik disebut juga gelombang elastik karena osilasi partikel-

    partikel medium terjadi akibat interaksi antara gaya gangguan (gradien stress)

    malawan gaya-gaya elastik. Dari interaksi ini muncul gelombang longitudinal,

    gelombang transversal dan kombinasi diantara keduanya.Apabila medium hanya

    memunculkan gelombang longitudinal saja (misalnya di dalam fluida) maka dalam

    kondisi ini gelombang seismik sering dianggap sabagai gelombang akustik.

    Gelombang seismik merupakan gelombang elastik yang menjalar ke seluruh

    bagian dalam bumi dan melalui permukaan bumi akibat adanya lapisan batuan yang

    patah secara tiba -tiba atau adanya ledakan. Gelombang utama gempa bumi terdiri

    dari dua tipe yaitu gelombang badan (body wave) dan gelombang permukaan

    (surface wave).

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 23

    a. Gelombang Badan (Body wave).

    Gelombang badan merupakan gelombang menjalar melalui bagian

    dalam bumi dan biasanya disebut free wave karena dapat menjalar ke segala

    arah di dalam bumi. Gelombang badan terdiri dari gelombang primer dan

    gelombang sekunder.

    b. Gelombang Primer

    Gelombang primer Gelombang primer merupakan gelombang

    longitudinal atau gelombang kompresional, gerakan partikel sejajar dengan

    arah perambatannya.Sedangkan gelombang sekunder merupakan

    gelombang transversal atau gelombang shear, gerakan partikel terletak pada

    suatu bidang yang tegak lurus dengan arah penjalarannya.

    Mekanisme penjalaran gelombang seismik didasarkan pada hukum

    Snellius, Prinsip Huygens dan Prinsip Fermat. Penjelasan dari hukum Snellius,

    Prinsip Huygens dan Prinsip Fermat dijelaskan sebagai berikut :

    1. Hukum Snellius

    Ketika gelombang seismik melalui lapisan batuan dengan impedansi akustik

    yang berbeda dari lapisan batuan yang dilalui sebelumnya, maka gelombang akan

    terbagi. Gelombang tersebut sebagian terefleksikan kembali ke permukaan dan

    sebagian diteruskan merambat dibawah permukaan. Penjalaran gelombang seismik

    mengikuti Hukum Snellius yang dikembangkan dari Prinsip Huygens, menyatakan

    bahwa sudut pantul dan sudut bias merupakan fungsi dari sudut datang dan

    kecepatan gelombang. Gelombang P yang datang akan mengenai permukaan

    bidang batas antara dua medium berbeda akan menimbulkan gelombang refraksi

    dan refleksi.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 24

    Gambar 5.1 Pemantulan dan pembiasan gelombang

    Hukum Snellius dapat dinyatakan dalam persamaan sebagai berikut :

    Sebagian energi gelombang akan dipantulkan sebagai gelombang P dan

    gelombang S, dan sebagian lagi akan diteruskan sebagai gelombang P dan

    gelombang S.

    2. Prinsip Huygens

    Prinsip Huygens menyatakan bahwa setiap titik pada muka gelombang

    merupakan sumber bagi gelombang baru. Posisi dari muka gelombang dalam dapat

    seketika ditemukan dengan membentuk garis singgung permukaan untuk semua

    wavelet sekunder. Prinsip Huygens mengungkapkan sebuah mekanisme dimana

    sebuah pulsa seismik akan kehilangan energi seiring dengan bertambahnya

    kedalaman (Asparini, 2011).

    3. Prinsip Fermat

    Gelombang menjalar dari satu titik ke titik lain melalui jalan tersingkat

    waktu penjalarannya. Dengan demikian 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.

    VI. LEMPENG-LEMPENG UTAMA BUMI

    Di bumi ini ada 7 lempeng yang besar yaitu Pacific, North America, South

    America, African, Eurasian (lempeng dimana Indonesia berada), Australian, dan

    Antartica. Di bawah lempeng-lempeng inilah arus konveksi berada dan

    astenosphere (lapisan dalam dari lempeng) menjadi bagian yang terpanaskan oleh

    peluruhan radioaktif seperti Uranium, Thorium, dan Potasium. Bagian yang

    terpanaskan inilah yang menjadi sumber dari lava yang ada di gunung berapi dan

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 25

    juga sumber dari material yang keluar di pematang tengah samudera dan

    membentuk lantai samudera yang baru. Magma ini terus keluar keatas di pematang

    tengah samudera dan menghasilkan aliran magma yang mengalir kedua arah

    berbeda dan menghasilkan kekuatan yang mampu membelah pematang tengah

    samudera. Pada saat lantai samudera tersebut terbelah, retakan terjadi di tengah

    pematang dan magma yang meleleh mampu keluar dan membentuk lantai samudera

    yang baru.

    Kemudian lantai samudera tersebut bergerak menjauh dari pematang tengah

    samudera sampai dimana akhirnya bertemu dengan lempeng kontinen dan akan

    menyusup ke dalam karena berat jenisnya yang umumnya berkomposisi lebih berat

    dari berat jenis lempeng kontinen. Penyusupan lempeng samudera kedalam

    lempeng benua inilah yang menghasilkan zona subduksi atau penunjaman dan

    akhirnya lithosphere akan kembali menyusup ke bawah astenosphere dan

    terpanaskan lagi.

    Daerah pertemuan lempeng ini umunya banyak menghasilkan gempa bumi

    dan apabila sumber gempa bumi ini ada di samudera maka besar kemungkinan

    terjadi tsunami. Pertemuan dari lempeng-lempeng tersebut adalah zona patahan dan

    bisa dibagi menjadi 3 kelompok. Mereka adalah patahan normal (normal fault),

    patahan naik (thrust fault), dan patahan geser (strike slipe fault). Selain ketiga

    kelompok ini ada satu lagi yang biasanya disebut tumbukan atau obduction dimana

    kedua naik berhubungan dengan compressional atau tegasan atau dorongan.

    Patahan geser banyak berhubungan dengan gaya transformasi.

    Indonesia terletak di pertemuan lempeng Australian dan Eurasian dimana

    lempeng Australian menyusup ke dalam zona eurasian sehingga membentuk zona

    subduksi sepanjang Sumatra, Jawa, Bali, Lombok, Nusa Tenggara, Timur dan

    melingkar di Banda. Sedangkan Irian Jaya adalah tempat bertemunya beberapa

    lempeng yaitu Australian, Eurasian, Pasific, dan Philipine. Akibat dari terbentunya

    zona subduksi inilah maka banyak sekali ditemukan gunung berapi di Indonesia.

    Lempeng-lempeng tektonik utama yaitu:

    a. Lempeng Afrika, meliputi Afrika - Lempeng benua

    b. Lempeng Antarktika, meliputi Antarktika - Lempeng benua

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 26

    c. Lempeng Australia, meliputi Australia (tergabung dengan Lempeng

    India antara 50 sampai 55 juta tahun yang lalu)- Lempeng benua

    d. Lempeng Eurasia, meliputi Asia dan Eropa - Lempeng benua

    e. Lempeng Amerika Utara, meliputi Amerika Utara dan Siberia timur

    laut - Lempeng benua

    f. Lempeng Amerika Selatan, meliputi Amerika Selatan - Lempeng

    benua

    g. Lempeng Pasifik, meliputi Samudera Pasifik - Lempeng samudera

    Lempeng-lempeng penting lain yang lebih kecil mencakup Lempeng

    India, Lempeng Arabia, Lempeng Karibia,Lempeng Juan de Fuca, Lempeng

    Cocos, Lempeng Nazca, Lempeng Filipina, dan Lempeng Scotia.

    Pergerakan lempeng telah menyebabkan pembentukan dan pemecahan

    benua seiring berjalannya waktu, termasuk juga pembentukan superkontinen yang

    mencakup hampir semua atau semua benua. Superkontinen Rodiniadiperkirakan

    terbentuk 1 miliar tahun yang lalu dan mencakup hampir semua atau semua benua

    di Bumi dan terpecah menjadi delapan benua sekitar 600 juta tahun yang lalu.

    Delapan benua ini selanjutnya tersusun kembali menjadi superkontinen lain

    yang disebut Pangaea yang pada akhirnya juga terpecah menjadi Laurasia (yang

    menjadi Amerika Utara dan Eurasia), dan Gondwana (yang menjadi benua sisanya)

    Gambar 6.1 Peta pertemuan lempeng-lempeng bumi

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 27

    Lempeng Indo-Australia ialah nama untuk 2 lempeng tektonik yang

    termasuk benua Australia dan samudra di sekelilingnya yang memanjang ke barat

    laut sampai termasuk anak benua India dan perairan di sekelilingnya. Terbagi atas

    2 lempeng sepanjang perbatasan yang kurang aktif: lempeng Australia dan lempeng

    India yang lebih kecil. Kedua lempeng itu bergabung bersama antara 50 sampai 55

    juta tahun abad, sebelum masa itu, kedua lempeng itu bergerak sendiri-sendiri.

    India, Meganesia (Australia, Nugini, dan Tasmania), Selandia Baru,

    dan Kaledonia Baru adalah fragmen benua kunoGondwana. Penyebaran dasar

    lautan memisahkan benua-benua itu satu sama lain, namun seperti pusat penyebaran

    ini tidak aktif yang diperkirakan telah bergabung menjadi lempeng tunggal.

    Penelitian terkini mengindikasikan bahwa lempeng-lempeng itu sedang memisah,

    namun akan memakan waktu untuk mempublikasikan fakta ini dengan benar.

    Pengukuran GPS terkini di Australia menyatakan bahwa gerakan lempeng

    sebesar 35 derajat timur utara dengan kecepatan 67 mm/th. Catat juga arah dan

    kecepatan yang sama untuk titik di Auckland, Pulau Natal dan Indiaselatan.

    Kemungkinan perubahan kecil ke arah Auckland karena lengkungan kecil lempeng

    di sana, di mana lengkungan itu ditekan lempeng Pasifik.

    Bagian timur ialah batas konvergen dengan lempeng Pasifik yang

    mensubduksi. Lempeng Pasifik yang mensubduksi di bawah lempeng Australia

    membentuk Parit Kermadec, busar laut Tonga dan Kermadec. Selandia

    Baru membujur sepanjang batas tenggara lempeng. Selandia Baru dan Kaledonia

    Baru ialah ujung selatan dan utara bekas benua Tasmantis, yang berpisah dari

    Australia 85 juta tahun lalu. Bagian tengah Tasmantis tenggelam di laut, dan kini

    merupakan Tanjakan Lord Howe.

    Bagian selatannya ialah batas divergen dengan lempeng Antarktika. Batas

    barat dibatasi dengan lempeng India yang membentuk perbatasan dengan

    dengan lempeng Arab ke utara dan lempeng Afrika ke selatan. Batas utara lempeng

    India ialah batas konvergen dengan lempeng Eurasia yang

    membentuk pegunungan Himalaya dan Hindu Kush.

    Bagian timur laut lempeng Australia membentuk batas

    subduksi dengan lempeng Eurasia di batas Lautan Hindia dariBangladesh,

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 28

    ke Myanmar (bekas Burma) ke barat daya

    pulau Sumatera dan Kalimantan di Indonesia. Batas subduksi yang melalui

    Indonesia dibelokkan di garis Wallace biogeografis yang memisahkan fauna asli

    Asia dari Australasia.

    Lempeng Eurasia adalah lempeng tektonik terbesar ketiga yang berada di

    daerah Eurasia, daratan yang terdiri dari benua Eropa dan Asia kecuali di

    daerah India, Jazirah Arab, dan timur Pegunungan Verkhoyansk di Siberia Timur.

    Sisi timurnya dibatasi Lempeng Amerika Utara dan Lempeng Filipina. Sisi

    selatannya dibatasi Lempeng Afrika,Lempeng Arab dan Lempeng Indo-Australia.

    Sisi baratnya dibatasi oleh Lempeng Amerika Utara. Lempeng Sundamerupakan

    bagian dari Lempeng Eurasia yang rumit secara tektonik dan aktif secara seismik.

    Lempeng Amerika Utara adalah lempeng tektonik yang meliputi

    seluruh Amerika Utara, Greenland dan sebagian Siberia dan Islandia. Lempeng ini

    berbatasan dengan Pegunungan Mid-Atlantik di timur dan Pegunungan Chersky di

    barat. Lempeng ini meliputi baik lempeng kontinental maupun lempeng samudera.

    VII. KEGAGALAN STRUKTUR BANGUNAN AKIBAT GEMPA

    Indonesia memang merupakan wilayah yang terletak pada pertemuan jalur

    gempa utama, Pulau Sumatera salah satunya. Bencana gempa bumi selalu

    menimbulkan banyak korban jiwa juga korban harta benda. Namun bukan gempa

    buminya yang menyebabkan banyak korban, melainkan karena rusak dan robohnya

    bangunan buatan manusia. Untuk meminimalisasi kerusakan yang terjadi pada

    bangunan, agaknya masyarakat perlu mengenal, paling tidak mengetahui kerusakan

    seperti apa saja yang terjadi akibat gempa. Sehingga dapat mengambil pelajaran

    dari bencana gempa-gempa besar yang telah terjadi selama ini dan dapat melakukan

    pencegahan kerusakan sejak dini.

    Secara umum kerusakan yang terjadi akibat gempa beraneka ragam, hal ini

    sangat tergantung pada skala kekuatan gempa itu sendiri. Dari semua fakta yang

    terjadi, secara umum kerusakan bangunan yang terjadi akibat gempa tergolong ke

    dalam empat bagian kerusakan.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 29

    Pertama, kegagalan pada soft story, yaitu menunjuk pada kondisi

    keruntuhan gedung yang biasanya terjadi pada gedung berlantai lebih dari satu.

    Bangunan yang di lantai bawah lebih lunak daripada lantai di atasnya, atau dapat

    dikatakan lantai di atas lebih keras atau kaku dibanding lantai di bawahnya.

    Sebagian besar bangunan di Kota Padang mengalami kerusakan soft story ini,

    seperti banyak ruko-ruko berlantai dua atau tiga yang kehilangan lantai

    satunya/roboh. Sementara lantai di atasnya masih dalam keadaan baik-baik saja.

    Namun soft story ini juga ada yang terjadi di bagian tengah, seperti pada gedung

    BII, soft story terjadi di lantai dua bangunan, sementara lantai satu dan tiganya

    masih dalam keadaan baik.

    Kedua, detail bangunan yang tidak tepat. Di dalam perencanaan bangunan

    tahan gempa, juga harus memahami filosofi keruntuhan sebuah bangunan, yakni

    kolom tidak boleh hancur lebih dulu dibandingkan balok. Namun kebanyakan

    keruntuhan pada kolom bangunan yang terjadi disebabkan sengkang kolom yang

    kecil dan kurang, serta bangunan menggunakan tulangan polos. Padahal menurut

    aturan SNI Beton 2002 disebutkan bahwa diameter minimum untuk tulangan

    sengkang (lateral) elemen kolom, khususnya dalam memikul beban gempa adalah

    10 mm. Meskipun boleh polos namun sebaiknya ulir. Sedangkan untuk tulangan,

    mesti menggunakan tulangan ulir.

    Ketiga, kerusakan pada dinding bata yang kebanyakan terjadi karena tidak

    adanya struktur yang cukup untuk menahan dinding terhadap arah lateral gempa.

    Meski pada beberapa bangunan lain dinding batanya sudah dikekang dengan baik,

    tapi ikatannya terhadap beton kurang begitu kuat sehingga batanya tidak mampu

    menahan energi gempa.

    Lalu, kerusakan terakhir terjadi pada mutu beton yang kurang baik.

    Dibeberapa bangunan, tulangannya masih terpasang dengan rapi, sengkang tidak

    terlepas, tulangan utama tidak berhamburan, tapi justru inti betonnya yang hancur

    lebur yang menandakan kualitas beton yang terpasang kurang baik.

    Selain mengidentifikasi kerusakan bangunan yang terjadi akibat gempa di

    Sumbar, kerusakan yang terjadi pada bangunan rumah tinggal secara umum juga

    dapat dimasukkan ke dalam beberapa katergori. Yaitu, kategori kerusakan ringan

    non struktur, kerusakan ringan struktur, kerusakan struktur tingkat sedang,

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 30

    kerusakan struktur tingkat berat, serta kerusakan total - semuanya digolongkan

    berdasarkan ciri-ciri kerusakannya.

    Misalnya, pada kerusakan ringan non struktur, terdapat retak halus pada

    plesteran dengan lebar celah lebih kecil dari 0,075 cm serta serpihan plesternya

    berjatuhan. Sedangkan pada kerusakan ringan struktur, adanya retak kecil pada

    dinding yang mencapai lebar celah 0,075 hingga 0,6 cm. Selain itu terjadi kerusakan

    pada bagian-bagian nonstruktur seperti lisplang dan talang, namun kemampuan

    struktur utama untuk memikul beban tidak banyak berkurang. Untuk langkah

    perbaikan kedua kategori ini cukup dilakukan secara arsitektur tanpa perlu

    mengosongkan bangunan.

    Sementara itu pada kerusakan struktur tingkat sedang, terdapat retak besar

    dengan celah lebih besar dari 0,6 cm yang menyebar di beberapa tempat termasuk

    pada kolom dan balok. Di samping itu kemampuan struktur untuk memikul beban

    sudah berkurang sebagian, namun masih tetap layak huni. Sedangkan pada

    kerusakan struktur tingkat berat, apabila sekitar 50 persen struktur utama

    mengalami kerusakan. Dinding pemikul bebannya terbelah dan runtuh serta

    bangunan terpisah akibat kegagalan unsur-unsur pengikat. Terakhir pada kerusakan

    total, bangunan roboh seluruhnya atau lebih dari 65 persen serta sebagian besar

    komponen utama struktur rusak dan tak layak huni lagi.

    Setelah mengetahui berbagai kerusakan bangunan akibat gempa, yang dapat

    diusahakan adalah membuat kerusakan bangunan tersebut jadi seminimal mungkin.

    Seperti dengan pemilihan material bangunan yang ringan serta memperhatikan agar

    struktur pondasi, kolom, balok juga struktur atap menyatu dengan sambungan yang

    memadai saat membangun rumah.

    Namun selain struktur bangunan, perlu juga memperhatikan interior rumah

    dengan mempertimbangkan situasi setiap ruangan di dalam rumah. Seperti, benda

    apa saja yang mungkin bisa jatuh dan menimpa penghuninya. Selain itu perlu

    mengatur barang-barang berat untuk ditempatkan di lantai. Untuk lemari sebaiknya

    diikat ke dinding dengan dipaku, skrup atau diberi siku, dan benda-benda yang

    mudah terbakar harus disimpan di tempat yang aman dan tidak mudah pecah. Jadi,

    jangan sesalkan gempanya, namun lakukan pencegahan dengan memperbaiki

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 31

    konstruksi bangunan yang kurang memenuhi syarat, baik itu dalam segi

    perencanaan maupun pada waktu pelaksanaan.

    Berikut ini ditampilkan beberapa kejadian-kejadian kegagalan struktur

    bangunan akibat gempa.

    Gambar 7.1 Gedung DPU Padang akibat gempa Tahun 2009

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 32

    Gambar 7.2 (a) Bangunan ruko di Padang akibat gempa Tahun 2009

    Gambar 7.2 (b) Bangunan ruko di Padang akibat gempa Tahun 2009

    Gambar 7.3 Kegagalan jembatan akibat gempa di Kobe Tahun 1995

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 33

    Gambar 7.4 Kegagalan struktur lantai 1 bangunan di Kobe, Jepang, akibat

    gempa Tahun 1995

    Gambar 7.5 Bangunan berlubang akibat gempa di Chile Tahun 2012

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 34

    Gambar 7.6 Bangunan apartemen 13 lantai di Shanghai, China yang collapse

    akibat gempa Tahun 2009

    Gambar 7.7 Kerusakan bangunan apartemen akibat gempa di Nigata, Jepang,

    Tahun 1964

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 35

    VIII. TSUNAMI

    Tsunami merupakan gelombang air laut besar yang dipicu oleh pusaran air

    bawah laut karena pergeseran lempeng, tanah longsor, erupsi gunungapi, dan

    jatuhnya meteor. Tsunami dapat bergerak dengan kecepatan sangat tinggi dan dapat

    mencapai daratan dengan ketinggian gelombang hingga 30 meter. Tsunami berasal

    dari bahasa jepang, yaitu tsu : pelabuhan dan nami : gelombang.

    Tsunami sangat berpotensi bahaya meskipun tsunami ini tidak terlalu

    merusak garis pantai. Gempa yang disebabkan pergerakan dasar laut atau

    pergeseran lempeng yang paling sering menimbulkan tsunami. Pada tahun 2006

    Indonesia mengalami tsunami dahsyat setelah gempabumi berskala 8.9 SR terjadi

    di sekitar Aceh. Area yang memiliki risiko tinggi jika gempa bumi besar atau tanah

    longsor terjadi dekat pantai gelombang pertama dalam seri bisa mencapai pantai

    dalam beberapa menit, bahkan sebelum peringatan dikeluarkan. Area berada pada

    risiko yang lebih besar jika berlokasi kurang dari 25 meter di atas permukaan laut

    dan dalam beberapa meter dari garis pantai.

    Gambar 8.1 Proses terjadinya tsunami

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 36

    Tsunami dapat terjadi jika terjadi gangguan yang menyebabkan

    perpindahan sejumlah besar air, seperti letusan gunung api, gempa bumi, longsor

    maupun meteor yang jatuh ke bumi. Namun, 90% tsunami adalah akibat gempa

    bumi bawah laut. Dalam rekaman sejarah beberapa tsunami diakibatkan oleh

    gunung meletus, misalnya ketika meletusnya Gunung Krakatau. Gerakan vertikal

    pada kerak bumi, dapat mengakibatkan dasar laut naik atau turun secara tiba-tiba,

    yang mengakibatkan gangguan kesetimbangan air yang berada di atasnya. Hal ini

    mengakibatkan terjadinya aliran energi air laut, yang ketika sampai di pantai

    menjadi gelombang besar yang mengakibatkan terjadinya tsunami.

    Kecepatan gelombang tsunami tergantung pada kedalaman laut di mana

    gelombang terjadi, dimana kecepatannya bisa mencapai ratusan kilometer per jam.

    Bila tsunami mencapai pantai, kecepatannya akan menjadi kurang lebih 50 km/jam

    dan energinya sangat merusak daerah pantai yang dilaluinya. Di tengah laut tinggi

    gelombang tsunami hanya beberapa cm hingga beberapa meter, namun saat

    mencapai pantai tinggi gelombangnya bisa mencapai puluhan meter karena terjadi

    penumpukan masa air. Saat mencapai pantai tsunami akan merayap masuk daratan

    jauh dari garis pantai dengan jangkauan mencapai beberapa ratus meter bahkan bisa

    beberapa kilometer. Gerakan vertikal ini dapat terjadi pada patahan bumi atau sesar.

    Gempa bumi juga banyak terjadi di daerah subduksi, dimana lempeng samudera

    menelusup ke bawah lempeng benua.

    Tanah longsor yang terjadi di dasar laut serta runtuhan gunung api juga

    dapat mengakibatkan gangguan air laut yang dapat menghasilkan tsunami. Gempa

    yang menyebabkan gerakan tegak lurus lapisan bumi. Akibatnya, dasar laut naik-

    turun secara tiba-tiba sehingga keseimbangan air laut yang berada di atasnya

    terganggu. Demikian pula halnya dengan benda kosmis atau meteor yang jatuh dari

    atas. Jika ukuran meteor atau longsor ini cukup besar, dapat terjadi mega tsunami

    yang tingginya mencapai ratusan meter.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 37

    IX. INTENSITAS DAN PENGUKURAN GEMPA

    Kekuatan atau magnitudo gempa biasa dinyatakan dalam skala Richter atau

    skala lain yang merupakan pengembangan skala Richter. Gempa diukur dengan alat

    yang disebut seismograf. Alat ini mencatat getaran yang ditimbulkan oleh

    pergerakan permukaan tanah dalam bentuk garis-garis zig-zag yang menunjukkan

    variasi amplitudo gelombang yang ditimbulkan oleh gempa. Kenaikan satu unit

    magnitudo (misalnya dari 4.6 ke 5.6) menunjukkan 10 kali lipat kenaikan besar

    gerakan yang terjadi di permukaan tanah atau 30 kali lipat energi yang dilepaskan.

    Jadi gempa berkekuatan 6.7 skala Richter menghasilkan 100 kali lipat lebih besar

    gerakan permukaan tanah atau 900 kali lipat energi yang dilepaskan pada gempa

    berskala 4.7. Gempa besar berskala 8 atau lebih secara statistik terjadi rata-rata satu

    kali tiap tahun di dunia. Gempa berskala sedang (5-5.9) terjadi rata-rata 1319 kali

    dalam setahun di dunia. Gempa berskala 2.5 atau kurang terjadi jutaan kali dan

    biasanya tidak dapat dirasakan oleh manusia.

    Selain dinyatakan dalam magnitudo besaran gempa juga sering dinyatakan

    dalam intensitas. Intensitas gempa adalah ukuran efek gempa di suatu tempat

    terhadap manusia, tanah dan struktur atau bangunan. Standar intensitas yang sering

    digunakan adalah Modified Mercalli. Dalam standar ini skala I adalah gempa yang

    tidak terasa, skala II gempa yang dirasakan oleh beberapa orang yang sedang dalam

    posisi istirahat, terutama di bangunan tinggi, demikian seterusnya sampai

    meningkat ke skala VII untuk gempa yang merusakkan bangunan yang tidak

    dibangun dengan struktur yang baik tetapi hanya sedikit merusakaan bangunan

    yang dibangun dengan baik, dan skala XII untuk gempa yang menyebabkan

    kerusakan total, dan melemparkan benda-benda ke udara.

    Beberapa skala gempa yang sering digunakan adalah sebagai berikut.

    1. 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

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 38

    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 :

    a. Skala Modifikasi Keamatan Mercalli

    b. Tidak terasa

    c. Terasa oleh orang yang berada di bangunan tinggi

    d. Getaran dirasakan seperti ada kereta yang berat melintas.

    e. Getaran dirasakan seperti ada benda berat yang menabrak dinding

    rumah, benda tergantung bergoyang.

    f. Dapat dirasakan di luar rumah, hiasan dinding bergerak, benda kecil di

    atas rak mampu jatuh.

    g. Terasa oleh hampir semua orang, dinding rumah rusak.

    h. Dinding pagar yang tidak kuat pecah, orang tidak dapat

    berjalan/berdiri.

    i. Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan.

    j. Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan tekuk.

    k. Jambatan dan tangga rusak, terjadi tanah longsor.

    l. Rel kereta api rusak.

    m. Seluruh bangunan hancur dan hancur lebur.

    2. 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

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 39

    moment Mw adalah sebuah angka tanpa dimensi yang didenifinisikan sebagai

    berikut:

    di mana M0 adalah Moment seismik (menggunakan satu newton metre [Nm]

    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.

    3. 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 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

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 40

    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. Berikut ini ditampilkan efek yang dirasakan dari gempa dalam

    Skala Richter.

    Skala

    Richter Efek gempa

    < 2.0 Gempa kecil , tidak terasa

    2.0-2.9 Tidak terasa, namun terekam oleh alat

    3.0-3.9 Seringkali terasa, namun jarang menimbulkan kerusakan

    4.0-4.9 Dapat diketahui dari bergetarnya perabot dalam ruangan, suara

    gaduh bergetar. Kerusakan tidak terlalu signifikan.

    5.0-5.9

    Dapat menyebabkan kerusakan besar pada bangunan pada area yang

    kecil. Umumya kerusakan kecil pada bangunan yang didesain

    dengan baik

    6.0-6.9 Dapat merusak area hingga jarak sekitar 160 km

    7.0-7.9 Dapat menyebabkan kerusakan serius dalam area lebih luas

    8.0-8.9 Dapat menyebabkan kerusakan serius hingga dalam area ratusan mil

    9.0-9.9 Menghancurkan area ribuan mil

    10.0-10.9 Terasa dan dapat menghancurkan sebuah benua

    11.0-11.9

    Dapat terasa di separuh sisi bumi. Biasanya hanya terjadi akibat

    tumbukan meteorit raksasa. Biasanya disertai dengan gemuruh.

    Contohnya tumbukan meteorit di teluk Chesepeak.

  • NI PUTU RATIH NOVYANTI DEWI (1491561017) 41

    Skala

    Richter Efek gempa

    12.0-12.9

    Bisa terasa di seluruh dunia. Hanya terekam sekali, saat tumbukan

    meteorit di semenanjung Yucatan, 65 juta tahun yang lalu yang

    membentuk kawah Chicxulub

    > 13.0 Belum pernah terekam