32
E = modulud Young ε = regangan
4∆ 5
SUBARJO, 2003
2.2.2 Gelombang Gempa Bumi
Gelombang gempa bumi gelombang seismik adalah gelombang elastis yang disebabkan karena adanya gerakan tanah yang tiba-tiba atau adanya suatu
letusan baik di dalam atau di permukaan bumi. Gelombang ini akan menjalar ke seluruh bagian dalam bumi dan juga melalui permukaan bumi ISMAIL, S, 1989.
Ada dua tipe utama gelombang seismik, yaitu: 1. Gelombang Badan Body Waves yaitu gelombang yang menjalar melalui
bagian dalam bumi, yang terdiri dari: a. Gelombang Primer Preasure Wave P atau gelombang longitudinal
atau gelombang kompresi adalah gelombang yang gerakan pertikelnya searah dengan arah penjalaran gelombang. Gelombang ini datang
paling awal serta dapat menjalar pada semua fasa medium padat, cair dan gas.
Gambar 2.19 Penjalaran gelombang P Preasure Wave
33
b. Gelombang Sekunder Shear Wave S atau gelombang transversal adalah gelombang yang gerakan pertikelnya tegak lurus dengan arah
penjalaran gelombangnya. Gelombang sekunder dapat dibagi menjadi dua, yaitu:
a. Gelombang SV shear vertical adalah gelombang sekunder yang
gerakan partikelnya terpolarisasi pada bidang vertikal. b. Gelombang SH shear horizontal
adalah gelombang sekunder yang gerakan partikelnya horizontal.
Gambar 2.20 Penjalaran gelombang S Shear Wave
Gelombang primer merupakan yang diteruskan lewat gelombang melalui bumi oleh gerakan mendorong dan menarik, sedangkan
gelombang sekunder melaju lewat gelombang melalui bumi oleh gerakan menjepit dan memutar. Gerakan dorong-tarik memungkinkan gelombang-
gelombang melaju melalui massa batuan yang lebih cepat dari gerakan memutar, sebab putaran itu adalah gerakan yang lebih rumit dan
memerlukan waktu yang lama untuk menyelesaikannya. Pada sebagian
34
besar batuan, gelombang yang memiliki gerakan dorong-tarik melaju 1,7 kali lebih cepat daripada gerakan memutar. Hal inilah yang menyebabkan
gelombang primer lebih cepat perambatannya dibandingkan gelombang sekunder L, DON,. FLORENCE,. FEET, 2006.
2. Gelombang Permukaan Surface Waves yaitu gelombang yang menjalar sepanjang permukaan bumi, yang terdiri dari:
a. Gelombang Rayleigh R yaitu gelombang yang arah gerakan partikelnya adalah eliptic retrograd.
b. Gelombang Love L yaitu gelombang yang terpadu pada permukaan bebas medium berlapis. Gerakan pertikelnya seperti gerakan
gelombang SH. c. Gelombang Stonley yaitu gelombang yang terpadu pada bidang batas
antara 2 medium. Gerakan partikelnya serupa dengan gelombang SV.
a Gambar tampak samping
P SV L R
b Gambar tampak atas
P SV L R
Gambar 2.21 Perbandingan gerakan partikel gelombang P, SV, L, dan R.
35
Menurut SUBARJO, 2003, dasar teori yang digunakan dalam pengamatan gempa bumi adalah persamaan gelombang elastic untuk media yang
homogeny isotropic yang dapat ditulis:
6 7
8
6 = 9 + 6:
6;
8
+ ∇ 7
8
… … … … … … … … … … … . … … … … … … . 2.7 Dimana:
i = 1, 2, 3
: = 6?
6A =
67 6; +
6B 6C +
6 6D … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2.8
dimana: θ = perubahan volume atau dilatasi
ρ = rapat jenis bahandensitas 01
2
3
U
j
= vektor tegangan komponen ke i X
j
= komponen sumbu koordinat ke i t
= waktu F G
λ = kontanta Lame µ = modulus Rigiditas
∇ = HI HJGH = 6
6; + 6
6C + 6
6D
Untuk bengun tiga dimensi, secara lengkap persamaan 2.7 dapat ditulis
sebagai berikut:
36
6 7
8
6 = 9 + 6:
6;
8
+ ∇ 7
8
… … … … … … … … … … … … … … … … … 2.9H 6 B
8
6 = 9 + 6:
6C
8
+ ∇ B
8
… … … … … … … … … … … … … … … … … 2.9L 6
8
6 = 9 +
6: 6D
8
+ ∇
8
… … … … … . . … … … … … … … … … … … . 2.9J Jika persamaan diatass dideferesialkan terhadap x, y, dan z dan kemudian hasilnya
di jumlahkan, diperoleh persamaan: 6 :
6 = 9 + 2
∇ : … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . 2.10
Persamaan 2.10 merupakan gerak gelombang yang merambat dengan
kecepatan: B = N
9 + 2 … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2.11
Gelombang tersebut dalam Seismologi dikenal sebagai gelombang primer P.
Jika persamaan 2.9b dan 2.9c masing-masing dideferensiasikan terhadap y
dan z kemudian hasilnya dikurangkan, diperoleh persamaan: 6
6 O 6
6C − 6B
6DP = ∇ O 6
6C − 6B
6DP … … … … … … … … … … … … … … … 2.12
Dengan: =
6 6C −
6B 6D … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … … … … 2.13
Subtitusikan persamaan 2.13 ke 2.12, maka diperoleh:
6 6 =
∇ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . 2.14
37
Persamaan 2.14 menyatakan persamaan gerak gelombang sekunder S yang
merambat dengan kecepatan: B = N
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . 2.15
B = N 9 + 2
FH B = N
B B = N
9 + 2 G H 9 =
B B = Q3
SUBARJO, 2003
2.2.3 Jenis-Jenis Gempa Bumi
Kategori