DI MANA DAN MENGAPA TERJADI GEMPA BUMI?

Ilmuwan telah mengembangkan sebuah teori yang disebut lempeng tektonik yang menjelaskan mengapa terjadi proses gempa bumi.

Menurut teori Lempeng Tektonik, lapisan terluar bumi kita terbuat dari suatu lempengan tipis dan keras yang masing-masing saling bergerak relatif terhadap yang lain. Gerakan ini terjadi secara terus-menerus sejak bumi ini tercipta hingga sekarang. Teori Lempeng Tektonik muncul sejak tahun 1960-an, dan hingga kini teori ini telah berhasil menjelaskan berbagai peristiwa geologis, seperti gempa bumi, tsunami, dan meletusnya gunung berapi, juga tentang bagaimana terbentuknya gunung, benua, dan samudra.

Lempeng tektonik terbentuk oleh kerak benua (continental crust) ataupun kerak samudra (oceanic crust), dan lapisan batuan teratas dari mantel bumi (earth's mantle). Kerak benua dan kerak samudra, beserta lapisan teratas mantel ini dinamakan litosfer. Kepadatan material pada kerak samudra lebih tinggi dibanding kepadatan pada kerak benua. Demikian pula, elemen-elemen zat pada kerak samudra lebih berat dibanding elemen-elemen pada kerak benua.

Di bawah litosfer terdapat lapisan batuan cair yang dinamakan astenosfer. Karena suhu dan tekanan di lapisan astenosfer ini sangat tinggi, batu-batuan di lapisan ini bergerak mengalir seperti cairan.

Litosfer terpecah ke dalam beberapa lempeng tektonik yang saling bersinggungan satu dengan lainnya. Berikut adalah nama-nama lempeng tektonik yang ada di bumi, dan lokasinya bisa dilihat pada Peta Tektonik.

Sumber: The Dynamic Earth, USGS

Lempeng Tektonik
Pasifik	Arab
Amerika Utara	Philipina
Eurasia	Fiji
Afrika	Juan de Fuka
Antartika	Karibia
Indo-Australia	Kokos
Amerika Selatan	Nazka
India	Skotia

Pergerakan Lempeng (Plate Movement)

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) di mana tiga lempeng kerak bertemu.

1.      Batas Divergen

Terjadi pada dua lempeng tektonik yang bergerak saling menjauh (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 sepanjang Samudra Atlantik, membatasi Benua Eropa dan Afrika dengan Benua Amerika.

2.      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 di mana 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 gunungapi (volcanic ridges) dan parit samudra (oceanic trenches) juga terbentuk di wilayah ini.

3.      Batas Transform

Terjadi bila dua lempeng tektonik bergerak saling menggelangsar (slide each other), yaitu bergerak sejajar namun berlawanan arah. Keduanya tidak saling memberai maupun saling menumpu. Batas transform ini juga dikenal sebagai sesar ubahan-bentuk (transform fault). 

GELOMBANG GEMPA

Ketika sebuah gempabumi terjadi, batuan akan pecah dengan kekuatan yang sangat besar dan melepaskan energi rambatan dalam bentuk getaran yang disebut gelombang seismik. Gelombang seismik keluar dari fokus gempabumi ke segala arah. Ketika gelombang rambatan menjauh dari fokus, kekuatannya akan melemah. Untuk itulah, pada umumnya tanah akan kurang bergetar apabila menjauh dari fokus.

Terdapat 2 jenis gelombang seismik utama yaitu gelombang utama dan gelombang perpermukaan. Gelombang utama adalah gelombang seismik tercepat yang bergerak melalui bumi. Gelombang permukaan adalah gelombang yang lebih lambat dan bergerak di sepanjang permukaan bumi.

Gelombang Utama

Gelombang utama cenderung menyebabkan kerusakan gempabumi. Terdapat 2 jenis gelombang utama yaitu gelombang kompresional dan gelombang penggunting. Ketika gelombang merambat di dalam bumi, partikel-partikel batuan akan bergerak ke segala arah. Gelombang kompresional akan mendorong dan menarik batuan. Gelombang ini menyebabkan gedung-gedung dan struktur bangunan lainnya akan mengerut dan mengembang. Gelombang penggunting akan membuat batuan tertekuk atau bergeser dari satu sisi ke sisi yang lain, dan kemudian bangunan akan berguncang. Gelombang kompresional mampu merambat pada batuan yang solid, cairan, atau gas sekalipun. Akan tetapi, gelombang penggunting hanya bisa merambat pada batuan yang solid.

Gelombang kompresional merupakan gelombang seismik tercepat dan tiba kali pertama di sebuah titik. Untuk alasan itulah, gelombang kompresional juga disebut gelombang primer (P). Gelombang penggunting yang merambat lebih lambat dan tiba kemudian disebut gelombang sekunder (S).

Gelombang P atau gelombang mampatan (compression wave), adalah gelombang longitudinal yang arah gerakannya sejajar dengan arah perambatan gelombang. Ini merupakan gelombang seismik tercepat yang merambat di sela-sela bebatuan dengan kecepatan 6-7 km per/detik.

Gelombang S atau gelombang rincih (shear wave), adalah gelombang transversal yang arah gerakannya tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Gelombang seismik ini merambat di sela-sela bebatuan dengan kecepatan sekitar 3,5 km/detik.

Gelombang utama lebih cepat kekuatan rambatannya di bawah permukaan bumi dibandngkan dengan dekat ke permukaan. Sebagai contoh, pada kedalaman kurang dari 25 kilometer gelombang kompresional mampu merambat kira-kira 3,8 kilometer per detiknya. Pada kedalaman 1.000 kilometer, kecepatan rambatan gelombang tidak lebih dari satu setengahnya dari kecepatannya sendiri.

Gelombang Permukaan

Gelombang panjang atau gelombang permukaan, yaitu gelombang gempa yang merambat di permukaan bumi dengan kecepatan sekitar 3,5 - 3,9 km per detik. Gelombang inilah yang paling banyak menimbulkan kerusakan.

Gelombang permukaan sangatlah panjang, akan tetapi kecepatan rambat gelombangnya lambat. Gelombang ini menghasilkan apa yang kita rasakan sebagai gerakan batuan lambat dan hanya menyebabkan kecil atau tidak merusak sama sekali. 

Terdapat dua jenis gelombang permukaan yaitu gelombang Love dan gelomban Rayleigh. Gelombang Love merambat melalui permukaan secara horizontal dan menggerakkan tanah dari satu sisi ke sisi lainnya. Gelombang Rayleigh membuat permukaan bumi menggulung seperti gelombang di lautan.

Gelombang Love umumnya bergerak dengan rata-rata kecepatan sebesar 4,4 km/detik dan gelombang Rayleigh, gelombang seismik terlambat bergerak kira-kira 3,7 km/detik. Kedua jenis gelombang ini diberi nama setelah dua ahli fisika Inggris bernama Augustus E.H. Love dan Lord Rayleigh yang secara matematis memprediksikan keberadaan gelombang ini pada 1911 dan 1885.

Kecepatan merambat kedua gelombang permukaan ini selalu lebih kecil daripada kecepatan gelombang P, dan umumnya lebih lambat daripada gelombang S.