sekilas tentang gempa dan tsunami

Sembari kita mengumpulkan dana untuk membantu para korban bencana tsunami di bagian utara pulau Sumatera, buat teman-teman yang mungkin belum tahu dan mungkin ingin tahu serta untuk menjawab pertanyaan beberapa teman lain, aku mau share pengetahuan tentang gempa (bapak-bapak "geo" yang lain mungkin bisa menambahi atau mengoreksi......)

Kerak yang 'Mengapung'
Bumi kita yang bentuknya (hampir) bulat ini dalamnya berlapis-lapis, dari dalam ke luar terdiri dari inti (core), selubung (mantle) dan kerak (crust). Inti bumi tebalnya kira-kira 3475 km, selubung tebalnya kira-kira 2870 km, sedangkan bagian paling luar bumi, yaitu kerak tebalnya 'cuma' 35 km (lihat gambar 1 struktur bumi di bawah). Inti bumi terdiri dari dua bagian yaitu bagian dalam yang padat dan bagian luar yang cair. Selubung bumi adalah batuan yang semi-cair, sifatnya plastis, sedangkan kerak bumi yang jadi tempat hidup kita sifatnya padat. Film The Core yang pernah diputar beberapa waktu lalu mendongengkan sebuah misi menembus kerak dan selubung bumi mendekati inti bumi (mohon diingat ini adalah sebuah film fiksi ilmiah alias banyak bohongnya juga :D...).

Kerak bumi sebagai bagian terluar bumi suhunya jelas lebih dingin daripada bagin inti yang panas ditekan sekian juta kubik ton batuan di atasnya. Karena perbedaan temperatur inilah terjadilah aliran konveksi di selubung bumi. Material yang panas naik menuju keluar dan material dingin turun menuju ke dalam. Gerakan massa batuan setengah cair inilah yang diperkirakan membuat kerak bumi yang 'mengapung' di atas selubung seperti digerakkan oleh 'conveyor belt'. Ketika potongan-potongan atau lempengan kerak bumi tergerakkan oleh sistem roda berjalan ini, mereka bisa saling bertabrakan.

Kerak bumi terdiri dari dua macam yaitu kerak samudera dan kerak benua. Kerak benua lebih tebal dan ringan, sedang kerak samudera lebih tipis tetapi lebih berat. Pada saat kerak samudera bertabrakan dengan kerak benua, karena beratnya maka kerak samudera melesak ke bawah kerak benua (lihat gambar 2 skema subduksi di bawah yang menunjukkan bagaimana oceanic crust atau kerak samudra menunjam ke bawah continental crust atau kerak benua). Inilah yang terjadi di bagian selatan pulau Jawa dan barat pulau Sumatera. Lempengan kerak Indo-Australia yang memuat Australia, India dan Samudera Hindia melesak ke bawah lempeng Eurasia yang memuat benua Asia, termasuk Indonesia. Pada saat melesak ke dalam lempeng samudera meleleh karena panas dan lelehan ini menimbulkan gunung api. Sebenarnya deretan gunung api semacam inilah yang membentuk Sumatera, Jawa, Bali, Lombok dan pulau-pulau dengan gunung api lain sampai ke Laut Banda.

Gempa
Laju gerakan lempeng Indo-Australia melesak ke bawah lempeng Eurasia ini diperkirakan sebanyak 5 cm per tahun. Akan tetapi ini angka rata-rata. Kadang gerakan terjadi cepat, kadang lambat. Gerakan ini membuat posisi bebatuan di sepanjang lokasi pertemuan kedua lempeng sering bergerak. Inilah yang terjadi pada hari Minggu pagi lalu di dekat Aceh. Pergerakan lempeng membuat bebatuan yang sudah terpatah-patah bergerak. Sebuah patahan di kerak bumi sepanjang 1000 km di bawah Lautan Hindia di sepanjang pantai barat Sumatera ini bergeser vertikal diperkirakan sebesar 15 meter. Bayangkan bila deretan perbukitan di sepanjang selatan Jakarta tiba-tiba bergerak naik sebesar 15 meter sehingga dataran Jakarta relatif turun lima belas meter. Itulah yang terjadi di bawah laut saat itu. Gerakan ini menimbulkan gempa bumi yang gelombangnya terasa sampai ke India.

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 (sumber: situs USGS).

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 yangs ering 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.

Tsunami

Gempa di bagian utara Sumatra hari Minggu lalu yang pusatnya diperkirakan terletak 10 km di bawah dasar laut itu selain menimbulkan getaran di permukaan (yang bisa merobohkan rumah-rumah seperti di Nabire) karena terjadi di laut menimbulkan pula gelombang tsunami. Gelombang tsunami terjadi ketika jalur patahan batuan bergerak vertikal seperti yang terjadi hari Minggu. Karena pergerakan dasar laut itu, terjadi perpindahan (displacement) volume air laut yang menimbulkan gelombang tinggi yang merambat dari pusat gempa ke daerah-daerah sekelilingnya (lihat gambar 3 skema terjadinya tsunami di bawah dan gambar 4 yang menunjukkan sebaran gelombang tsunami dari pusat gempa ke daerah sekelilingnya). Di lautan lepas tsunami bisa bergerak secepat 700 km/jam. Bisa dibayangkan berapa selang waktu yang ada di antara saat terjadi gempa sampai saat tsunami menerjang daratan. Mendekati daratan kecepatannya bisa melambat sampai 50 km/jam tetapi sebaliknya ketinggian gelombang makin besar, bisa mencapai 20m (setinggi gedung 5 lantai). Maka begitu menghantam daratan kekuatan gelombang tinggi ini bisa menyapu bersih daratan.

Indonesia karena posisinya adalah di pertemuan beberapa lempeng kerak bumi jelas menjadi daerah yang sangat rawan gempa. Bahkan Indonesia menjadi pertemuan dua buah Rings of Fire alias rentetan gunung api dan pusat gempa akibat pertemuan lempeng-lempeng kerak bumi (lihat gambar 5 yang menunjukkan letak lempeng kerak bumi dan gambar 6 yang menunjukkan kerapatan gempa). Nama daerah-daerah di Indonesia rajin sekali muncul di dalam daftar aktivitas gempa terkini di situs USGS National Earthquake Information Center. Demikian pula, karena posisinya yang berupa rangkaian kepulauan, banyak daerah-daerah di Indonesia yang rawan tsunami; masih teringat tsunami besar yang terjadi di Flores tahun 1992, yang mengambil lebih dari 1000 korban meninggal.

Meramalkan bencana?
Sampai saat ini kita belum bisa meramalkan terjadinya gempa bumi. Yang bisa dilakukan adalah mencegah jatuhnya terlalu banyak korban. Tidak mungkin mengosongkan seluruh daerah rawan gempa dari penduduk. Konstruksi tahan gempa adalah salah satu alternatif. Demikian pula dengan tsunami, tidak mungkin mengosongkan seluruh daerah pantai di sekitar daerah rawan gempa.

Yang mungkin adalah mengadakan sistem peringatan dini dan prosedur evakuasi manakala peringatan dini terjadi. Memang ini tidak menyelesaikan seluruh masalah karena apabila pusat gempa terjadi tidak jauh dari pantai, tsunami bisa datang dalam hitungan menit sehingga tidak mungkin ada kesempatan untuk melarikan diri. Tapi prosedur evakuasi masih bisa dilakukan untuk berjaga-jaga manakala gempa yang mungkin menimbulkan tsunami terjadi jauh dari daerah kita sehingga memberi kesempatan untuk evakuasi.

Bukan hal yang gampang dan jelas dibutuhkan biaya yang besar untuk ini. Pendidikan pada masyarakat harus diberikan dan ini tidak mudah. Seringkali pengungsian setelah adanya peringatan tidak berjalan dengan baik karena masyarakat butuh bekerja dan makan. Para penduduk desa di lereng Merapi yang dulu sempat diterjang 'wedus gembel' alias glowing avalanche atau aliran gas, bebatuan dan debu super panas di tahun 1994 pun segera kembali ke tempat tinggalnya lagi setelah diungsikan. Mereka butuh tempat tinggal dan lahan bercocok tanam. Cerita serupa pasti terjadi juga di daerah-daerah rawan bencana lain di Indonesia. Maka kembali lagi, harus kita pikirkan tindakan-tindakan yang bisa mengurangi jumlah korban yang bisa kita lakukan. Alam memang terlalu kuat untuk kita lawan.