Gempa Bumi – Faktor Geologi dan Resiko Alamiah

In Geologi 163 views
  1. RESIKO GEMPA BUMI

1.1. Pendahuluan

Gempa bumi terjadi karena pelepasan energi regangan elastik secara tiba-tiba yang sebelumnya terperangkap di dalam bidang patahan sedangkan gempa bumi yang disebabkan oleh pecahnya lempengan bumi sangat jarang terjadi.

Pusat gempa atau focus atau disebut juga hypocentre adalah titik pada patahan dimana merupakan awal pergerakan atau kerusakan yang terjadi selama gempa bumi berlangsung. Titik di permukaan bumi yang tepat berada di atas hypocentre disebut epicentre.

Energi yang terlepas diukur dalam seismic Moment, yaitu sbb:

       Mo = G . A. s

dimana :

       G  = Shear modulus dari massa batuan

       A  =  Daerah yang dilalui patahan

       s   =  Jarak pergeseran patahan rata-rata

1.2. Intensitas dan magnitud gempa bumi

Intensitas gempa bumi yang diukur dalam skala Marcalli (MM I s/d XII) merupakan besaran yang menyatakan kekuatan gempa. Dimana nilai tersebut diperoleh dengan dasar melihat pada tipe kerusakan, rusaknya alat-alat rumah tangga dll. Intensitas berubah sesuai dengan perubahan jarak dari hypocentre maka bila di plot antara intensitas terhadap jarak akan diperoleh isoseimic.

Magnitud gempa bumi dinyatakan dalam skala Richter yang diukur berdasarkan parameter seismogram yaitu besaran amplitudo pada frequensi tertentu yang telah dikoreksi untuk jarak dilakukannya pengukuran dari epicenter. Angka magnitud ditentukan dari jarak permukaan yang berpindah atau getaran yang dihasilkan.

Richter Magnitudes

Local magnitude, ML (magnitude maksimum pada kayu)

Surface wave mag, Ms (@ perioda 20 detik, 0,3 Hz)

Body wave mag., Mb (@ perioda 1 detik, 1 Hz)

1.3. Gempa – Menyebabkan Perpindahan

Gerakan gempa dapat mengakibatkan perpindahan permanen yaitu terjadi pada daerah di atas permukaan sepanjang patahan sedangkan perpindahan sementara hanya diakibatkan oleh getaran gelombang seismic.

Daerah rancur/rusak (rupture zone) adalah daerah yang terdapat di sekitar patahan, kira-kira pada jarak 2 km dari patahan untuk strike slip fault; 5 km untuk normal fault; dan 10 km untuk thrust fault.

1.4. Memperkirakan Aktifitas Patahan

Untuk memperkirakan aktivitas patahan yang pernah terjadi, untuk patahan jenis thrust fault didasarkan pada lereng-lereng gunung; untuk jenis normal fault dilihat pada sepanjang scarp yang curam dan danaunya; sedangkan untuk jenis strike slip fault – sepanjang lembah dangkal. Dan juga untuk dapat memperkirakan aktifitas patahan dapat dilihat dari daerah-daerah tertekan, tekanan pada rekahan, penurunan dan penaikan garis pantai dan teras sungai, struktur dari endapan alluvial, hambatan air tanah dan permukaan. Serta dapat diperkirakan dari kerusakan bangunan-bangunan sipil seperti jalan, pagar, kanal, jalan kereta api, penurunan atau penaikan daerah arkeologi. Dan juga dari catatan sejarah.

1.5. Pergerakan permukaan tanah sementara

Energi pada saat gempa dilepaskan dalam bentuk gelombang seismik. Gelombang seismik terdiri dari beberapa tipe yaitu body waves (gelombang P dan S) dan surface waves.

Ada tiga komponen gerakan yaitu horizontal (longitudinal dan transversal) serta vertikal.

Percepatan atau amplitudo gelombang diindikasikan dengan ‘EQ kerusakan’ mencapai 80-120% g. Kerusakan terutama terjadi pada struktur yang bersifat brittle.

Durasi dan pengulangan getaran dari amplitudo rendah dapat mengakibatkan kerusakan pada struktur yang bersifat ductile. Hal ini disebabkan karena adanya akumulasi regangan dari tiap siklus getaran.

1.6. Karakteristik gempa yang dekstrutif

Gempa yang dekstrutif dicirikan dengan, kesatu, energi yang besar (ML 6-7 atau lebih, MM VIII atau lebih) yang tentunya berjarak dekat dengan epicentre. Kedua Focus tidak dalam (ML gempa kecil tetapi menghasilkan kecepatan yang tinggi sehingga mengakibatkan kerusakan setempat yang parah). Ketiga, durasi getaran yang panjang terutama untuk tanah yang dalam. Keempat, surface waves mempunyai amplitudo yang besar.

1.7 Rekayasa teknik dari gempa bumi

Sebagai akibat adanya gempa bumi terjadi perpindahan sepanjang fault line baik secara vertikal maupun horisontal sehingga menyebabkan kerusakan struktur. Kemungkinan longsor akan terjadi pada slope yang curam dan jenuh pada tanah yang tebal. Akibat munculnya tensile crack sepanjang punggungan menyebabkan kerusakan menjadi lebih besar di sepanjang punggungan dibandingkan dengan lembah.

Adanya air tanah yang dangkal, lapisan pasir halus yang tebal dengan densitas yang rendah, SPT rendah, N<10, dengan besar gempa bumi >5,5, pusat gempa kurang dari 35 km, dengan percepatan 0,13 g dan waktu pergerakan > 15 detik akan menyebabkan liquifaction. Sering kali lapisan liquifaction tidak mencapai permukaan karena efek damping.

Plastik flow merupakan problem di daerah estuarine yang mengandung lempung lunak dan daerah tailing dam. Didaerah pinggir pantai kemungkinan terjadi Tsunami sangat besar setelah gempa bumi terjadi. Efek lain sebagai akibat gempa bumi yang umum adalah bergetarnya bangunan yang menyebabkan rekahan pada britlle struktur dan pecahnya  kaca-kaca.

1.8. Masalah dengan rekayas seismologi

Kurangnya rekaman  tentang besarnya maksimum gempa,  terutama yang dekat dengan sumber gempa. Kurangnya data magnitude/frequensi. Data umumnya hanya tersedia pada kurun waktu 20 30 tahun yang lalu padahal umumnya struktur  didesain  untuk gempa maksimum sekali dalam 100 tahun.

Ketidak sepahaman pendapat apakah perpindahan, percepatan atau kecepatan yang menyebabkan kerusakan paling parah. Kurangnya korelasi antara tingkat kerusakan dengan respon seismik.

Aktifitas gempa bumi umumnya bervariasi dengan waktu. Ada kecenderungan aktifitas gempa bumi perpindah sepanjang patahan dari satu segmen ke segmen yang lain.

Beberapa kerusakan disebabkan oleh amplitudo permulaan yang tinggi, tetapi kerusakan susulan yang kadang-kadang menjadi lebih parah adalah amplitudo rendah dengan waktu yang panjang.

1.9. Faktor geologi yang mempengaruhi kerusakan

Kerusakan yang diakibatkan oleh gempa tidak saja dipengaruhi  desain struktur tetapi juga dipengaruhi oleh kondisi geologi sbb:

  1. Jarak bangunan terhadap patahan yang aktif. Sering kali patahan ini tidak terlihat atau dianggap tidak aktif.
  2. Ketebalan sedimen yang tidak terkonsolidasi dibawah bangunan dan topografi dari bed rock
  3. Stiffness dari tanah/batuan pondasi
  4. Kesensistifan tanah terhadap getran gempa dalam waktu lama

Dengan diketahui faktor diatas maka  penelitian geologi ditujukan untuk mengetahui:

  1. Kondisi site dalam hubungannya dengan tingkat kerusakan bangunan jika terjadi gempa dan hubungannya dengan aktifitas tektonik regional
  2. Berdasarkan data seismik dam pengaruh geologi dibuat besarnya gempa di daerah tersebut

1.10. Gempa bumi kuno

Dari penampakan permukaan dengan menggunakan radiocarbon dating dapat ditentukan umur dari gempa bumi tersebut.  Dengan semakin modern, ketelitian dalam penentuan umur bisa mencapai 20 tahun untuk kondisi yang ideal dengan conto yang besar. Cara lain dengan menggunakan thermoluminescence dari kwarsa dan feldpar untuk memperkirakan umurnya atau dengan derajad kematangan tanah.

Perpindahan gempa kuno yang terjadi pada patahan dapt ditafsirkan dengan cara:

  1. Perpindahan dari lapisan petunjuk misalnya fossil tanah dan permukaan pelapukan.
  2. Ketebalan alluvium yang timbul dekat scarp
  3. Adanya offset pada sungai atau kelurusan lain
  4. Adanya kenaikan relatif dari teras sungai
  1. RESIKO GUNUNG API

Besarnya kerusakan dan jangkauan kerusakan akibat letusan gunung api ditentukan oleh tipe dari ledakan yaitu :

  1. Tipe Hawaian

   Ledakan tipe ini relatif tenang, bersifat basaltik dan relatif  encer  dan dapat meluncur sepanjang lembah yang sudah dapat diduga sebelumnya. Sangat sedikit sekali menyemburkan api dan bomb.

  1. Vulcanian, Strombolin

   Ledakannya sedang. Menyemburkan bom  dan debu dan diendapkan di daerah sumber ledakan  sehingga membentuk cinder cone.

  1. Pelean

   Menyebabkan kehancuran yang luar biasa, bersifat asam dan adanya awan panas yang berembus dengan cepat.

2.1. KERUSAKAN DAN KEMATIAN AKIBAT GUNUNG API

Kerusakan dan kematian akibat langsung dari letusan gunung api disebabkan oleh :

  1. Tertimbun oleh aliran lava
  2. Akibat tertimbun debu atau terkena awan panas.
  3. Tertimpa oleh bom vulkanik maupun material kasar lainnya dari sumber ledakan. Biasanya terjadi di daerah dekat sumber ledakan
  4. Lahar panas maupun dingin. Lahar panas terjadi karena pada saat ledakan terjadi hujan sehingga material yang masih panas terbawa oleh air hujan. Sedangkan lahar dingin disebabkan oleh material dipuncak terbawa oleh air hujan. Dapat meluncur berkilo-kilo meter dan sangat mematikan.
  5. Gas racun, biasanya terjadi akibat akumulasi CO2 di lembah
  6. Debu yang jatuh merupakan penyebab kerusakan pada daerah yang sangat luas dan arahnya dipengaruhi oleh arah angin.

Kerusakan tidak langsung akibat adanya letusan gunung api adalah :

  1. Kebakaran hutan
  2. Meningkatnya erosi akibat berkurangnya tumbuhan sehingga tersumbatnya saluran air oleh batang kayu ataupun lumpur
  3. Perubahan iklim akibat adanya debu halus yang menyebar di langit pada periode yang lama
  4. Dilain pihak kegiatan gunung api juga menyebabkan tanah menjadi subur setelah beberapa tahun setelah letusan,sumber uap geothermal dan terkumpulnya mineral.

Tingkat kerusakan dan kematian akibat letusan gunun api sangat tergantung kepada :

  1. Arah angin dan jarak dari sumber ledakan
  2. Orientasi dari drainage. Lahar dan mudslide cenderung mengikuti lembah.
  3. Luas dari daerah depressi (tempat akumulasi gas racun).

2.2. INDIKASI KENAIKAN AKTIFITAS VOLKANIK

Secara langsung maupun tidak langsung kenaikan aktifitas volkanik dapat diperkirakan melalui:

  1. Kenaikan intensitas gempa mikro.
  2. Pengembangan topografi (sampai 0.2 – 0.3 m/tahun)
  3. Perubahan temperatur bawah tanah kenaikan aktifiras gas
  4. Kenaikan aktifitas pelepasan debu, pyroclastik dan fumarol
  5. Hewan-hewan gelisah.

2.3. Cara mengatasi

Dengan semakin bertambahnya penduduk dan  sedangkan luas  lahan tidak berubah, maka sering kali meskipun daerah tersebut mempunyai resiko yang  tinggi  jika terjadi  letusan gunung api tetap dihuni oleh manusia. Oleh karena itu ada beberapa cara untuk mengurangi kerusakan baik harta maupun jiwa yaitu:

  1. Melakukan zonasi daerah bahaya dan disertai oleh penyiapan sarana peringatan awal sebelum gunung tersebut meletus sehingga evakuasi dapat dilakukan pada waktu yang tepat. Perlu diperhatikan false alrm
  2. Menghindari pembangunan di daerah lembah pada radius 10 km dari sumber ledakan.
  3. Pembangunan kantong-kantong lahar.

Artikel Terkait:

  • resiko geologi

Tags: #Gempa Bumi #Geologi

author
Author: 

Leave a reply "Gempa Bumi – Faktor Geologi dan Resiko Alamiah"

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.

Must read×

Top
error: Content is protected !!