Mengapa Bisa Terjadi Gempabumi?

(Gempa Tasik) http://www.primaironline.com/images_content/20091014Gempa%20TAsik.jpeg

Gempa Padang (Sumbar) http://2.bp.blogspot.com/

(Gempa Jogja) http://i2.ytimg.com/vi/h-rnJ0Q8mzo/0.jpg

(gempa jogja) http://images.detik.com/content/2006/05/27/157/pa6.jpg

(tsunami mentawai) http://2.bp.blogspot.com/

“Jumlah korban tewas akibat diterjang gelombang Tsunami (yang dipicu Gempa Bumi, red.) yang terjadi di Kabupaten Kepuluan Mentawai, Sumatera Barat, yang data terakhir tercatat 508 orang bertambah satu orang menjadi 509 orang. “Sebelumnya korban tewas berhasil ditemukan sebanyak 508 orang, namun bertambah pada Kamis (18/11) sekitar pukul 16.00 WIB menjadi 509 orang,” kata Kabid Penanggulangan Bencana Badan Penanggulangan Bencana Daerah (BPBD) Sumbar Ade Edwar di Padang, Kamis.” (http://www.republika.co.id/, 23 Nov 2010) “Berdasarkan data Badan Penanggulangan Bencana Nasional (BPBN), jumlah korban gempa Tasikmalaya mencapai 44 orang tewas, 10 orang luka berat, dan 110 orang luka ringan. Sebanyak 530 warga saat ini masih mengungsi. Sementara sekitar 153 bangunan pemerintahan rusak, 8.885 rumah warga roboh, dan 9.393 rumah warga mengalami rusak ringan.” (http://nasional.tvone.co.id/berita/view/21936/2009/09/03/, 23 Nov 2010) ” Gempa Selalu Menghantui Bumi Pertiwi.. Sebenarnya Apa Itu Gempa? Dan Mengapa Sering terjadi di Indonesia? “ Gempabumi adalah getaran tiba-tiba yang terjadi di bumi akibat pelepasan sejumlah energi. Kita merasakan gempa bumi akibat penjalaran gelombang gempa bumi di permukan. Sumber dari gempabumi ini paling banyak disebabkan oleh patahnya batuan yang akibat terlampauinya batas elastisitas batuan oleh gaya (stress) yang bekerja pada batuan tersebut. “Aih,,,  apaan tuh maksudnya? #$#%^$@89*:(%R* L ;(  ???” UpSs,,, Jangan bingung dulu dengan pengertian sang gempa.  Bagaimana prosesnya? Mari kita pelajari lebih lanjut… Oke!” Sebelum jauh berbicara megenai proses kajadian gempabumi, mari kita ketahui terlebih dahulu dasar-dasar yang harus dimengerti tentang gempa. Klasifikasi Gempa Bumi : Menurut R. Hoernes (1878), Berdasarkan sumber kejadiannya, Gempabumi dapat diklasifikasikan menjadi : 1. Gempabumi Runtuhan, terjadi karena runtuhan dari lubang-lubang interior bumi, misalnya akibat runtuhnya lubang tambang, Goa batuan dsb. 2. Gempabumi Vulkanik, terjadi akibat aktivitas gunungapi, misalnya erupsi gunungapi khususnya tipe erupsi Explosive (tipe erupsi yang besifat ledakan), Collapes (ambles-nya) batuan pada kubah gunungapi akibat kekosongan dapur magma setelah  material magma tererupsi. 3. Gempabumi Tektonik, terjadi karena lepasnya sejumlah energi akibat patahnya batuan. Gempa jenis ini adalah gempa yang paling sering terjadi. Dan pada kesempatan ini akan dibahas khususnya mengenai proses terjadinya gempa jenis ini. Struktur Interior bumi : Sebagai gambaran umum, dan ini hanyalah sedikit informasi yang terpenting dan mendasar yang harus diketahui mengenai struktur interior bumi untuk mengerti konsep terjadinya gempabumi. Berdasarkan interpretasi gelombang seismik diketahui bahwa: -Inti bumi; inti dalam wujudnya padat, sedangkan inti luar wujudnya cair. -Lapisan Mesosfer/ Mantel/ Selubuung;  wujudnya padat Dan yang harus menjadi perhatian utama dalam memahami kosep kejadian gempa bumi ini adalah dua lapisan berikut yaitu : -Lapisan Astenosfer, sebenarnya ini masih termasuk lapisan Mesosfer, akan tetapi dibedakan berdasarkan perbedaan wujudnya yaitu Plastis (tidak cair, tidak juga padat). -Lapisan Litosfer wujudnya padat, dan bagian dari lapisan Litosfer di bagian atas ada yang terdiri dari kerak benua dan ada pula yang terdiri dari  kerak samudera.

Sumber : Copyright 1999 John Wiley and Sons, Inc. All right reserved

Untuk lebih jelas mengenai struktur interior bumi  lihat tulisan saya sebelumnya mengeni interpretasi gelombang seismik untuk mengetahui struktur interior bumi. Atau klik disini : http://blogofgeo.wordpress.com/2009/04/20/struktur-interior-bumi/
Sedikit mengenai kosep teori tektonik lempeng :
Tektonik Lempeng:
adalah teori yang dikembangkan tahun 1960 oleh para ahli kebumian, yang sangat penting karena dapat menjelaskan fenomena alam seperti gempa bumi, vulkanisme, palung, pegunungan lipatan dan juga pengapungan benua (Continental Drift).
Continental Drift (Pengapungan Benua) :
Bagian terluar bumi terdiri dari lapisan yang disebut Litosfer yang berwujud rigid (padat/keras). Lapisan ini (Litosfer) bukanlah suatu lapisan yang utuh menutupi bumi. Akan tetapi berbentuk pecahan-pecahan. Masing-masing pecahan ini disebut sebagai lempeng. Di bumi ini terdapat 10 pecahan (lempeng ) yang besar, dan kira-kira 20 pecahan (lempeng ) yang berukuran kecil.
Lempeng ini berada diatas lapisan yang bersifat plastis, yaitu lapisan mantel bagian atas yang disebut sebagai lapisan Astenosfer.

Sumber: Lindeberg, Peter. 2001. This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics. USGS, online edition, p. 6

Arus Konveksi :
Kesetimbangan antara suhu dan tekanan di lapiasan Astenosfer sedemikian rupa menjadikan materialnya dalam keadaan mendekati titik leburnya. Kerena hampir melebur dan berstruktur lemah (weak) –berwujud plastis-  dapat memungkinkan material tersebut untuk mengalir.
Sebuah konsep yang harus diketahui bahwa pada inti bumi terjadi peluruhan unsur-unsur radio aktif. Ini menyebabkan suhu pada inti bumi sangat tinggi. Tingginya suhu pada inti bumi akan tertransfer ke segala arah dan nantinya akan sampai pada permukaan bumi. Oleh Karena itu pada lapisan bumi, semakin dalam maka suhunya akan semakin tinggi. Ini dikenal sebagai Gradient Geothermal (setiap bertambahnya kedalaman sebesar 1 km, suhu bertambah antara 15-75 ⁰C).
Transfer panas dari inti akan berpengaruh terdadap lapisan Astenosfer juga. Sehingga lapisan Astenosfer bagian bawah suhunya akan lebih tinggi dari pada lapisan Astenosfer yang ada dibagian atas (karena lebih dekat jaraknya terhadap inti).
“kalau danalogikan seperti air yang dimasak dalam bejana, Inti sebagai sumber apinya sedangkan Astenosfernya diibaratkan sebagai airnya”

sumber : Lindeberg, Peter. 2001. This Dynamic Earth: The Story of Plate Tectonics. USGS, online edition, p. 53-54.

“Sebenarnya arus konveksi ini adalah proses perpindahan panas. Konsep dasarnya sama dengan apa yang dulu pernah kita pelajari di SD. Yaitu Konveksi adalah perpindahan panas melalui media cair. Contohnya Seperti air yang dimasak dalam bajana, ketika mendidih air tersebut akan bergolak (bergerak berputar) sama seperti yang terjadi pada lapisan Astenosfer. Transfer panas jenis ini memang menyebabkan material penghantarnya bergerak untuk menghantarkan panas.”
Karena suhu Astenosfer di bagian bawah lebih tinggi maka densitas/masajenis material yang ada di bagian bawah akan lebih rendah dibandingkan dengan suhu material yang ada pada Astenosfer bagian atas. Pada dasarnya densitas yang rendah di bagian bawah akan meyebabkan materialnya bergerak ke bagian atas. Dengan bergerak ke bagian atas maka akan mendorong material yang ada diatas dan disisi lain ada material yang berasal dari atas turun ke bagian bawah dan menggantikan posisi material yang bergerak ke atas tadi. Kemudian seiring dengan bergeraknya material tersebut ke atas, maka material tersebut akan mengalami penurunan temperatur kembali. Sedangkan di sisi lain, material yang menggantikan posisi material yang ada dibawah tadi akan terpanaskan dan akan naik ke atas kembali dan begitulah seterusnya berputar membentuk sel-sel konveksi yang dikenal sebagai arus konveksi.
Arus konveksi adalah gaya yang menyebabkan bergeraknya lempeng!
Ketika material yang ada di lapisan Astenosfer bergerak akibat arus konveksi, maka ketika material ini sampai di bagian paling atas, maka akan bersinggungan dengan lapisan Litosfer. Interaksi ini akan menimbulkan beberapa gaya yang menyebabkan lempeng bergerak:

1. Ridge Push (gaya dorongan). Pada dasarnya lapisan Astenosfer yang berwujud plastis ini memiliki densitas yang lebih rendah jika dibandingkan dengan lapisan Litosfer diatasnya yang berwujud padat/rigid (keras). Kemudian Astenosfer sendiri juga memiliki suhu yang jauh lebih tinggi dibanding dengan lapisan Litosfer yang dingin. Kondisi ini menyebabkan adaya gaya pada material Astenosfer  untuk bergerak keatas menerobos lapisan Litosfer. Pada bidang lemah dan pada kerak yang tipis penerobosan ini dapat terjadi sehingga material Astenosfer sampai keluar ke permukaan. Ini umumnya terjadi pada lapisan Litosfer yang bagian atasnya terdiri dari kerak samudera. Karena lapisannya relatif lebih tipis jika dibandingkan lapisan Litosfer yang bagian atasnya terdiri dari kerak benua. Material Astenosfer yang berhasil menerobos pada kerak samudera ini berupa lava yang keluar ke permukaan pada lantai samudera. Lava yang keluar di lantai samudera nantinya akan membeku membentuk lantai samudera baru yang dikenal sebagai pemekaran lantai samudera (sea floor spreading). Proses ini menyebabkan terdorongnya lantai samudera yang lama kearah yang berbeda (mengalami pemekaran). Dorongan ini menjadi salah satu gaya yang menyebabkan bergeraknya lempeng. Gaya dorongan ini disebut Ridge Push.
2. Basal Drag (gaya tarikan). Material Astenosfer yang tidak mampu menembus lapisan Litosfer yang ada diatasnya akan membelok, lalu bergerak kearah samping. Saat material ini bergerak kearah samping, ada pergesekan antara lapisan Litosfer bagian bawah dengan material Astenosfer ini. Gesekan ini akan menyeret lempeng yang berada diatasnya. Sehingga gaya seretan ini juga akan menjadi salah satu gaya yang menyebabkan bergerknya lempeng. Gaya ini disebut sebagai Basal Drag.
3. Slab-Pull (tarikan-tunjaman). Pada dasarnya kita tahu bahwa lapisan Litosfer memiliki wujud yang padat serta masa jenis yang lebih besar dibanding dengan lapisan Astenosfer yang berwujud plastis dibawahnya. Sehingga akibat gaya gravitasi menyebabkan lempeng dapat terdeformasi/tenggelam (menunjam ke lapisan yang ada dibawahnya yaitu Astenosfer). Penunjaman ini terjadi karena gaya tarikan gravitasi oleh massa lempeng yang menunjam terhadap badan lempeng keseluruhan. Gaya ini juga yang akan menjadi penyebab bergeraknya lempeng. Gaya ini yang dikenal sebagai Slab-Pull.

Pergerakan Lempeng
Dari konsep-konsep dasar diatas kita bisa mengerti bahwa lempeng mengambang diatas lapisan Astenosfer yang besifat plastis, dan karena adanya arus konveksi maka lempeng-lempeng tersebut saling bergerak. Pergerakan lempeng ini dapat dibagi menjadi 3 gerakan utama yaitu : konvergen, divergen, dan transform.

Gerakan konvergen adalah gerak saling bertabrakan antara satu lempeng dengan lempeng lainnya.
Gerakan divergen adalah gerakan saling menjauhi antara satu lempeng dengan lempeng lainnya.
Gerakan transform adalah gerak saling bersinggungan antara satu lempeng dengan lempeng lainnya.
Dari ketiga pergerkan lempeng inilah gempabumi paling sering terjadi, khususnya adalah akibat gerakan konvergen (gerakan saling bertabrakan antara satu lempeng dengan lempeng lainnya).


Sedikit Konsep Teori Isostansi :
Perlu diketahui lagi bahwa suatu lempeng (lapisan Litosfer) diatasnya bisa terdiri dari kerak benua dan juga bisa terdiri dari kerak samudera. Kerak benua memiliki ketebalan rata-rata 45 km. Sehigga di permukaan bentuknya akan lebih mencuat ke permukaan –ya, inilah yang membentuk daratan tempat terdapatnya gunung-gunung, tempat kita hidup, membangun rumah, infrastrutur, dsb-. Menurut teori isostansi, bukan hanya mencuat ke permukaan namun di bagian dasar Litosfer dari kerak benua ini memiliki kedalaman yang lebih besar (lebih dalam). Namun sebaliknya dengan lempeng (lapisan Litosfer) yang diatasnya adalah kerak samudera. Kerak samudera ketebalannya rata-ratanya hanya sekitar 7 km. sehingga dipermukaan bentuknya berupa depresi (cekungan) membentuk lantai samudera yang dalam. Sehingga Lempeng (lapisan Litosfer ) yang diatasnya terdiri dari kerak benua akan lebih tebal jika dibandingkan dengan lapisan Litosfer yang diatasya terdiri dari kerak samudera.

“Kalau dianalogikan seperti balok yang mengapung diatas air. Balok yang lebih tebal akan tenggelam lebih dalam, sedangkan balok yang lebih tipis akan tenggelam lebih dangkal (ingat teori Archimedes). Balok yang tebal diibaratkan sebagai kerak benua sedangkan balok yang lebih tipis diibaratkan sebagai kerak samudera”.
Pergerakan Lempeng yang Menyebabkan Terjadinya Gempabumi :
Interaksi antar lempeng adalah penyebab utama terjadinya gempa bumi terutama adalah gerakan konvergen. Ketika dua buah lempeng saling bertabrakan, maka akan ada satu lempeng yang teranjakkan dan satu lempeng lagi manunjam ke bawah. Berdasarkan teori isostansi diatas, maka ketika terjadi tabrakan antara dua lempeng yaitu lempeng yang terdiri dari kerak benua dengan lempeng yang tediri dari kerak samudera, maka lempeng yang teranjakan adalah lempeng yang terdiri dari kerak benua sedangkan lempeng yang menunjam adalah lempeng yang terdiri dari kerak samudera. Hal ini terjadi karena lempeng yang terdiri dari kerak benua lebih tebal dibanding dengan lempeng yang terdiri dari kerak samudera. Selain itu juga karena densitas/massa jenis kerak samudera lebih besar dibanding dengan kerak benua. Sehingga lempeng yang yang mengandung kerak samudera diatasnya akan lebih berat. Ini akan memberikan kecendrungan kepada lempeng tersebut untuk menunjam.

Proses penunjaman ini melahirkan daerah penujaman yang disebut sebagai zona subduksi. Pada proses penunjaman ini interaksi/kontak antara lapisan kerak samudera yang menunjam kebawah dengan lapisan kerak benua diatasnya akan menyebabkan terjadinya gesekan (friction). Interaksi dua lempeng pada hakikatnya tidak selalu mulus berjalan, namun ada gesekan (friction) yang menyebabkan tersendatnya bahkan tertahannya gerakan penunjaman ini. Ketika tertahan, maka akan terjadi penyimpanan energi (storage of energy). Di sisi lain gaya–gaya yang disebabkan oleh arus konveksi (seperti yang telah dijelaskan diatas) terus bekerja. Mendorong terus kedua lempeng untuk saling bertabrakan. Sehingga energi yang tersimpan akan semakin besar. Berjalan terus seperti itu dan lama kelamaan ketika batuan tidak mampu lagi menahan energi itu maka batuan itu akan patah -batuan sebenarnya memiliki daya elastisitas, namun ketika daya elastisitasnya terlampui maka batuan tersebut akan patah-. Patahnya batuan ini akan menyebabkan terjadinya getaran yang tiba-tiba. Kemudian getaran ini akan menyebabkan timbulnya gelombang gempa bumi. Kemudian gelombang gempa bumi ini akan menyebar kesegala arah dan akhirnya sampai ke permukaan dan merambat pada permukan. Perambatan gelombang gempa di permukaan bumi inilah yang dirasakan oleh manusia di permukaan sebagai gempa bumi.
Begitulah gempa bumi dapat terjadi. Oleh karena itu, jalur pusat terjadinya gempa bumi selalu berasosiasi dengan (terletak di sepanjang) zona subduksi tempat terjadinya gerakan konvergen yang aktif berlangsung (Active continental margin). Yaitu tempat dimana kedua lempeng saling bertabrakan.

Indonesia adalah negara yang terletak di daerah pertemuan antara tiga lempeng (active continental margine) yang semuanya aktif saling bertabrakan/tumbukan (Konvergen) sehingga di Indonesia akan sering terjadi Gempa Bumi.