Tumbukan Le Bila ke
lempeng akan menghasilkan
cenderung ber hingga ke pe
volcanic-arc bertumbuknya
Mariana dan akan membent
Gambar 2.
Tumbukan Le Contoh
Asia yang seb India yang ter
di antaranya bawah benua
empeng Samudera Dengan Lempeng Samuder ke dua lempeng samudera bertumbukan maka
kan melengkung masuk di bawah lempeng yan n gunung api. Gunung api yang terbentuk da
erada di lantai samudera, jika gunung api it permukaan laut maka akan terbentuk bus
c yang terletak jauh dari palung laut
ya ke dua lempeng tersebut seperti kepul n Tonga. Jika aktifitas itu berlangsung terus
ntuk busur kepulauan seperti kepulauan Filiphi
2.13 Tumbukan lempeng samudera dengan lempe
empeng Benua Dengan Lempeng Benua oh dari peristiwa ini adalah bersatunya India
ebelumnya terpisahkan oleh lempeng samude erus mendekati benua Asia mengakibatkan lem
a tertekan, terlipat, dan terdeformasi, lalu i nua dan membentuk busur kepulauan. Dengan b
21
udera a salah satu ujung
ang lain dan akan dari tumbukan ini
itu terus tumbuh busur gunung api
sebagai tempat pulauan Aleutian,
us menerus, maka phina dan Jepang.
peng samudera
dia dengan benua udera. Pergerakan
empeng samudera u ia menyusup ke
n bersatunya India
dengan benua Himalaya dan
zona suture s BENYAMIN, D
Gamba
C. Batas Lempeng T Pada tipe trans
dengan arah yang be kerak baru seperti hal
ciri utama yaitu men Hal ini berarti bahw
dalam kombinsi yan tersebut. Wilayah pa
pergerakan sesar trans banyak terjadi di sam
nua Asia mengakibatkan terbentuknya forma dan daerah merekatnya India dengan benua A
suture zone yang dikenal dengan nama ophi
, DKK, 2006.
bar 2.14 Tumbukan lempeng benua dengan lempe
Transform Transform Plate Boundary nsform ini, lempeng-lempeng yang bertemu sa
berlawanan, tanpa disertai pembentukan atau halnya tipe divergen dan konvergen. Sesar trans
nghubungkan segmen-segmen sistem punggun hwa sesar ini menghubungkan batas konverge
ang bervariasi sesuai dengan pergerakan patahan San Andreas di Califonia Utara
nsform di benua, karena sesar transform pada mudera.
22
masi pegunungan Asia dinamakan
ophiolites SAPIE,
peng benua
u saling bergesekan tau penghancuran
ansform memiliki punggungan samudera.
gen dan divergen n relatif lempeng
a adalah contoh da umumnya lebih
23
Gambar 2.15 Batas lempeng transform
2.2 Gempa Bumi
Gempa bumi merupakan suatu gejala alam yang disebabkan oleh pelepasan energi regangan elastis batuan pada setiap pergerakan lempeng tektonik
atau akibat adanya deformasi batuan yang terjadi pada lapisan litosfir. Menurut “Elastic Rebound Theory”
menyatakan bahwa gempa bumi merupakan gejala alam yang disebabkan oleh pelepasan energi renggangan elastis batuan yang
disebabkan oleh adanga deformasi batuan GUTTENBERG, B,. RICHTER, C,. F, 1944.
Deformasi batuan terjadi pada lapisan litosfir yang disebabkan oleh adanya stress tekanan dan strain tarikan pada lapisan bumi. Stress dan strain
secara kontinyu menarik, membengkokkan dan mematahkan batuan pada lapisan litosfir. Akibat yang disebabkan stress pada batuan tergantung pada cara kerja dan
sifatnya, yaitu: 1. stress uniform menekan dengan besar yang sama dari segala arah.
2. differensial stress menekan tidak dari semua arah yang disebabkan oleh gaya-gaya tektonik.
24
3. differensial stress terdiri dari tensional stress yang menarik batuan, compressional stress
yang menekan batuan, dan shear stress yang menyebabkan pergeseran dan translasi pada batuan.
Gambar 2.16 Deformasi batuan akibat stress
Apabila batuan mengalami stress, batuan akan terdeformasi melalui tahapan sebagai berikut :
1. elastic deformation, yaitu deformasi sementara atau tidak permanent. Dimana batuan yang terkena stress dan kemudian stressnya hilang akan
kembali dan pada bentuk dan volumenya semula. Peristiwa ini disebut sebagai elastisitas batuan yang disebut elastic limit yang apabila dilampui,
batuan tidak akan kembali pada kondisi awal. 2. duclite deformation, yaitu deformasi dimana batas deformasi batuan
terlewati dan mengalami perubahan bentuk dan volume batuan. 3. fracture, yaitu deformasi dimana batasan elastis ductile deformation
terlewati dan batuan tidak kembali ke bentuk semula.
25
Gambar 2.17 Kurva stress dan strain dalam kegempaan
Gempa bumi yang terjadi akibat adanya pergerakan lempeng-lempeng yang saling bertumbukan dan juga akibat aktifitas gunung berapi, pada umumnya
terjadi di jalur utama gempa bumi yang dikenal dengan ”Ring Of Fire”. Jalur ini juga merupakan zona subduksi, karena pertemuan lempeng-lempeng tektonik di
jalur ini berbentuk konvergen serta lempeng-lempeng tektonik yang bertemu mempunyai densitas yang berbeda yaitu lempeng samudera bertumbukan dengan
lempeng benua. Terdapat tiga jalur utama gempa bumi yang merupakan batas pertemuan
dari beberapa lempeng-lempeng tektonik aktif serta tempat gunung api aktif berada, yaitu:
1. Jalur gempa bumi Sirkum Pasifik mulai dari Cardilles de los Andes Chili, Equator, dan Karibia Amerika Tengah, California British Columbia,
Alautian Island, Kachatka, Jepang, Taiwan, Filiphina, Indonesia, Polynesia, dan berakhir di New Zealand.
26
2. Jalur gempa bumi Mediteran atau Trans Asiatic mulai dari Azores, Mediteran Maroko, Portugal, Italia, Balkan, Rumania, Turki, Kaukasus,
Irak, Iran, Afganistan, Himalaya, Burma, Indonesia Sumatera, Jawa, Nusa Tenggara, dan Laut Banda, dan akhirnya bertemu dengan jalur Sirkum
Pasifik di daerah Maluku. 3. Jalur gempa bumi Mir-Atlantik mengikuti Mid-Atlantik Rodge yaitu
Spitsbergen, Iceland, dan Atlantik Selatan.
Berdasarkan analisa dari data gempa yang pernah terjadi di dunia, sebanyak 80 dari gempa di dunia terjadi di jalur gempa bumi Sirkum Pasifik
yang juga merupakan jalur vulkanik, lalu 15 terjadi di jalur gempa bumi Mediteran dan sisanya sebesar 5 tersebar di Mid-Atlantik dan tempat-tempat
lainnya SALEH, MUHAMMAD, DKK, 2003.
Gambar 2.18 Jalur utama gempa bumi dunia Ring Of Fire.
27
2.2.1 Proses Terjadi Gempa Bumi
Menurut GRAY, CHRIS, 20010, terjadinya gempa bumi dibagi kedalam lima tahapan, dan dalam setiap tahapannya terjadi perubahan fisis di dalam perut
bumi. Perubahan ini merupakan precursor geofisika, dan hal ini dapat membantu para ilmuwan memprediksi gempa bumi. Untuk memahami bagaimana precursor
dapat timbul dan manfaatnya dalam studi prediksi gempa bumi, kelima tahapan gempa bumi ini harus dipahami. Berikut ini akan dijelaskan secara terperinci
kelima tahapan tersebut: Tahap I, gempa bumi diawali dengan adanya penumpukan regangan
elastis. Regangan elastis perlahan-lahan terbentuk di dalam batuan, dan batuan tersebut menjadi partikel yang dikompresi secara bersama.
Tahap II, batuan tersebut sekarang dikemas seketat mungkin, dan satu- satunya cara batuan dapat berubah bentuk adalah untuk memperluas dan
menempati volume yang lebih besar. Peningkatan volume ini disebut dilatancy
. Kenaikan volume ini disebabkan oleh pembentukan microcracks
. Dalam bentuk microcracks, air yang biasanya mengisi pori- pori dan retakan pada batuan terpaksa keluar bersama material-material
yang berada di dalam microcracks tersebut, sama seperti ketika Anda menginjak pasir pantai basah. Udara sekarang mengisi pori-pori dan
retakan pada batuan. Selama proses ini, batuan menjadi lebih kuat dan dapat menyimpan strain lebih besar lagi dan menyebabkan batuan
semakin elastis. Proses ini dapat dideteksi di permukaan dengan mengangkat dan memiringkan tanah.
28
Tahap III, masuknya air dan deformasi tidak stabil di zona sesar. Selama tahap ini, air terpaksa kembali ke pori-pori retakan pada batuan yang
disebabkan oleh tekanan air disekitarnya, seperti ketika air mengisi jejak di pasir. Batuan tersebut telah disaring di luar kapasitas normalnya. Fase
ini merupakan fase dimana batuan tersebut menentukan sendiri batas kekuatannya untuk menerima strain dan stress dari luar, dan masuknya air
juga mencegah terhjadinya generasi selanjutnya dari microcracks, sehingga batuan tersebut berhenti berkembang. Selain itu, air di batuan
berfungsi sebagai pelumas untuk rilis, dan pada akhirnya ketegangan meningkat.
Tahap IV, patahnya sesar atau terjadinya gempa bumi. Akhirnya, batuan tidak dapat lagi menahan tekanan. Sesar tiba-tiba patah, menghasilkan
gempa bumi. Ketika sesar patah, energi elastis yang tersimpan dalam batuan dilepaskan dalam bentuk energi panas dan gelombang seismik.
Gelombang seismik ini lah yang merupakan gelombang gempa bumi. Tahap V, tegangan drop tiba-tiba diikuti oleh gempa susulan. Sebagian
besar energi regangan elastis dilepaskan oleh gempa utama, namun pecah dan mengakibatkan terjadi gempa susulan lebih kecil. Gempa susulan
melepaskan energi regangan sisa, dan akhirnya ketegangan di daerah berkurang dan kondisi kembali stabil.
Teori yang menjelaskan secara umum terjadinya gempa bumi adalah “Elastic Rebound Theory”. Teori ini menjelaskan bahwa gempa bumi terjadi pada
29
daerah atau area yang mengalami deformasi batuan. Energi yang tersimpan dalam deformasi ini berbentuk elastis strain dan akan terakumulasi sampai daya dukung
batuan mencapai batas maksimum. Ketika batuan tersebut telah mencapai batas kemampuan maksimumnya dalam mengakumulasikan energi, batuan tersebut
akan pecah dan akan menimbulkan rekahan atau patahan serta getaran pada bumi. Mekanisme dari “Elastic Rebound Theory” adalah jika terdapat dua buah
gaya yang bekerja pada lapisan litosfir dengan arah yang berlawanan, batuan pada lapisan tersebut akan mengalami deformasi, karena batuan mempunyai sifat
elastisitas. Bila gaya yang bekerja pada batuan terjadi dalam waktu yang lama dan terus menerus, dengan demikian energi yang terakumulasi oleh batuan tersebut
semakin besar, maka lama kelamaan sifat elastisitas batuan akan mencapai batas maksimum akibat terlalu besar energi yang terakumulasi oleh batuan tersebut
sehingga akan mulai terjadi pergeseran pada daerah tersebut. Akibatnya batuan
akan mengalami patahan secara tiba-tiba sepanjang bidang fault Gambar 2.16.
Setelah itu batuan akan kembali stabil, namun sudah mengalami perubahan bentuk maupun posisi. Pada saat batuan mengalami gerakan yang tiba-tiba akibat
pergeseran batuan, energi stress yang tersimpan akan dilepaskan dalam bentuk getaran yang dikenal sebagai gempa bumi.
Tegangan atau stress σ terjadi karena adanya gaya tekan F yang
mengenai suatu luas permukaan A yang secara matematis dapat ditulis sebagai berikut:
= … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . 2.1
30
= ∆
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . … 2.2
dimana: σ = teganganstress
F = gaya A = luas penampang
ε = rengganganstrain ∆l = perubahan panjang benda
lo = panjang mula-mula
Menurut Hukum Hooke, bahwa stress berbanding lurus dengan strain. Perbandingan strees dan strain disebut dengan Modulus. Ada tiga macam
modulus, yaitu: a Modulus Young, melukiskan pertambahan panjang suatu benda
∆l =
. . ∆ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . 2.3
Dimana: E
= modulus Young b Modulus Bulk k, melukiskan pertambahan volume suatu benda
= .
. ∆ … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . 2.4 Dimana:
k = modulus bulk
31
c Modulus Rigiditas atau Shear µ, melukiskan perubahan bentuk benda
akibat kekenyalannya.
Teori elastisitas kecepatan rambat gelombang P adalah:
= + 43
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … . . 2.5
sedangkan kecepatan gelombang S: =
… … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … … 2.6 dengan
= 3 − 2-
= 2 + - = 2 ∆ + - = 2 + -
dimana: = kecepatan gelombang P
. = kecepatan gelombang S
.
ρ = rapat jenis bahandensitas 01
2
3
k = modulus Bulk µ = modulus Rigiditas
τ = perbandingan ratio poison
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
A. Gempa Bumi Berdasarkan Sumber Gempa Ditinjau dari penyebabnya, penyebab terjadinya gempa bumi dapat dibagi
empat penyebab utama yaitu: 1. Gempa tektonik adalah gempa bumi yang berasal dari pergeseran lapisan-
lapisan batuan sepanjang bidang sesar di dalam bumi. 2. Gempa vulkanik adalah gempa bumi yang berasal dari aktifitas atau
letusan gunung berapi, aktifitas tersebut berasal dari pergerakan magma yang berada di dalam gunung berapi.
3. Gempa runtuhan atau gempa longsoran adalah gempa bumi yang berasal dari berasal dari runtuhnya gua kapur atau daerah pertambangan atau
daerah tanah longsor.
38
4. Gempa buatan adalah gempa bumi yang berasal dari adanya aktivitas manusia di kulit bumi atau permukaan bumi yang menyebabkan getaran
yang cukup kuat.
B. Gempa Bumi Berdasarkan Kedalaman Gempa Menurut SUBARJO, 2003, kedalaman sumber gempa bumi adalah jarak
dari titik fokus gempa bumi hipocenter dengan permukaan di atas fokus epicenter
. Berdasarkan kedalaman sumber gempa, gempa dapat dikelompokan menjadi tiga, yaitu:
1. Gempa bumi dangkal, dimana kedalaman hipocenternya kurang dari 66 Km di bawah permukaan bumi.
2. Gempa bumi menengah, dimana kedalaman hipocenternya antara 66 Km – 450 Km di bawah permukaan bumi.
3. Gempa bumi dalam, dimana kedalaman hipocenternya lebih dari 450 Km di bawah permukaan bumi.
C. Gempa Bumi Berdasarkan Kekuatan Gempa a
Magnitude Skala Richter Perhitungan besar gempa bumi dengan skala Richter diukur
berdasarkan perhitungan logaritma basis 10 terhadap nilai amplitude maksimum dari rekaman fase gelombang gempa bumi yang di rekam oleh
seismometer Wood-Anderson , pada jarak 100 Km dari pusat gempa. Skala
Richter pertama kali digunakan untuk mengukur gempa-gempa yang terjadi di
39
daerah California Selatan, namun dalam perkembangannya skala ini banyak diadopsi untuk gempa-gempa yang terjadi di tempat lainnya bahkan hingga di
seluruh dunia. Ada beberapa metode yang biasa dipakai dalam menentukan enegi
gempa bumi, yaitu meneliti besaran simpangan gelombang dengan menggunakan gelombang badan body wave yang merambat di bumi, dikenal
dengan nama Magnitude Body Mb, metode lainnya menggunakan gelombang permukaan surface magnitude yang disebut Magnitude Surface
Ms, dan Magnitude Durasi Md yaitu metode yang bedasarkan rentang waktu gempa bumi. Ketiga metode ini mempunyai korelasi antara satu dengan
yang lainnya sehingga bisa menjadi penentuan magnitude suatu gempa bumi SALEH, MUHAMMAD,. DKK, 2003.
Berdasarkan kekuatan sumber gempa, gempa dapat dikelompokan menjadi empat, yaitu:
1. Gempa sangat besar, M 8,0 2. Gempa besar, 7,0 M 8,0
3. Gempa sedang, 4,5 M 7,0 4. Gempa mikro, 1,0 M 4,5
dimana M adalah Magnitude SUBARJO, 20003. b
Intensitas Skala Mercalli Menurut SALEH, MUHAMMAD,. DKK, 2003, intensitas adalah
ukuran kerusakan akibat gempa bumi yang berdasarkan hasil pengamatan dampak yang ditimbulkan gempa bumi terhadap manusia, struktur bangunan,
40
dan lingkungan pada tempat tertentu. Besar intensitas bervariasi, selain bergantung dari besar kekuatan gempa bumi pada sumber gempa, tetapi juga
tergantung pada jarak tempat atau wilayah tertentu ke sumber gempa bumi, serta kondisi geologisnya.
Skala Mercalli ditemukan oleh seorang ahli gunung berapi berbangsa
Italia yang bernama Giuseppe Mercalli pada tahun 1902. Skala Mercalli ini
didasarkan pada informasi dari orang-orang yang selamat dari gempa bumi. Bedasarkan hal tersebut, Mercalli menemukan 12 ukuran besarnya gempa
bumi, yaitu: 1. Tidak terasa.
2. Terasa oleh orang yang berada di bangunan tinggi. 3. Getaran dirasakan seperti ada kereta yang berat melintas
4. Getaran dirasakan seperti ada benda berat yang menabrak dinding rumah, benda yang tergantung bergoyang-goyang.
5. Dapat dirasakan di luar rumah, hiasan dinding bergerak, benda kecil di atas rak mampu jatuh.
6. Terasa oleh hampir semua orang, dinding rumah rusak. 7. Dinding pagar yang tidak kuat pecah, orang tidak dapat berjalan atau
berdiri. 8. Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan.
9. Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan tekuk. 10. Jembatan dan tangga rusak, terjadi tanah longsor.
11. Rel kereta api rusak.
41
12. Seluruh bangunan hancur lebur. Skala Mercalli tersebut di modifikasi kembali oleh ahli seismologi
yang bernama Harry Wood dan Frank Neumann dan digunakan untuk
tempat-tempat yang tidak terdapat peralatan seismometer. Skala Modifikasi Intensitas Mercalli MMI mengukur kekuatan gempa bumi sebagai berikut:
Skala I MMI: Getaran tidak dirasakan kecuali dalam keadaan luar
biasa oleh beberapa orang biasanya pada orang yang berada di gedung bertingkat.
Skala II MMI: Getaran dirasakan oleh beberapa orang, benda-benda
ringan yang digantung bergoyang.
Skala III MMI: Getaran dirasakan nyata dalam rumah, terasa
getaran seakan-akan ada truk lewat.
Skala IV MMI: Pada siang hari dirasakan oleh orang banyak dalam
rumah, di luar beberapa orang terbangun, gerabah pecah, jendela pecah, pintu bergemerincing, dinding berbunyi karena pecah-pecah .
Skala V MMI: Getaran dirasakan oleh hampir semua penduduk,
orang banyak terbangun, gerabah pecah, jendela dan sebagainya pecah, barang-barang terpelanting, pohon–pohon, tiang–tiang, dan
lain-lain tampak bergoyang, bandul lonceng dapat berhenti.
Skala VI MMI: Getaran dirasakan oleh semua penduduk,
kebanyakan terkejut dan lari keluar, plester dinding jatuh dan cerobong asap dari pabrik rusak. Kerusakan ringan.
Skala VII MMI: Tiap-tiap orang keluar rumah, kerusakan ringan
42
pada rumah-rumah dan bangunan dengan konstruksi yang baik dan tidak baik, cerobong asap pecah atau retak-retak, terasa oleh orang-
orang yang naik kendaraan.
Skala VIII MMI: Kerusakan ringan pada bangunan-bangunan
konstruksi yang kuat, retak-retak pada bangunan yang kuat, dinding dapat lepas dari rangka rumah, cerobong asap dari pabrik-pabrik dan
monument roboh, air menjadi keruh.
Skala IX MMI: Kerusakan pada bangunan-bangunan yang kuat,
rangka-rangka rumah menjadi tidak lurus, banyak retak-retak pada bangunan yang kuat, rumah tampak agak pindah dari pondamennya,
pipa-pipa dalam tanah putus.
Skala X MMI: Bangunan dari kayu yang kuat rusak, rangka-rangka
rumah lepas dari pondamennya, tanah terbelah, rel kereta api melengkung, tanah longsor di tiap-tiap sungai dan di tanah-tanah
curam, air bah.
Skala XI MMI: Bangunan-bangunan hanya sedikit yang tetap
berdiri. Jembatan rusak, terjadi lembah, pipa dalam tanah tidak dapat dipakai sama sekali, tanah terbelah, rel kereta melengkung sekali.
Skala XII MMI: Hancur sama sekali, gelombang tampak pada
permukaan tanah, pemandangan menjadi gelap, benda-benda terlempar ke udara.
43
D. Gempa Bumi Berdasarkan Tipe Gempa Berdasarkan tipenya, gempa dikelompokan menjadi tiga tipe, yaitu:
a Tipe I : ini gempa bumi utama diikuti gempa susulan tanpa didahului oleh gempa pendahuluan fore shock.
b Tipe II : Sebelum terjadi gempa bumi utama, diawali dengan adanya gempa pendahuluan dan selanjutnya diikuti oleh gempa susulan yang
cukup banyak. c Tipe III : Tidak terdapat gempa bumi utama. Magnitude dan jumlah
gempa bumi yang terjadi besar pada periode awal dan berkurang pada periode akhir dan biasanya dapat berlangsung cukup lama dan bisa
mencapai 3 bulan. Tipe gempa ini disebut tipe swarm dan biasanya terjadi pada daerah vulkanik seperti gempa Gunung Lawu pada tahun
1979.
2.3 Pola Tektonik Daerah Papua
Kepulauan Indonesia merupakan suatu daerah dengan struktur yang kompleks. Wilayah ini terletak pada zona interaksi antar tiga lempeng utama
dunia, Lempeng Eurasia yang relatif diam, Lempeng Pasifik yang relatif bergerak ke arah Barat, dan Lempeng Indo-Australia yang relatif bergerak ke arah Utara.
Sejumlah lempeng-lempeng kecil lainnya yang selalu bergerak berada di antara zona interaksi lempeng-lempeng besar dan menghasilkan zona-zona konvergensi
dalam berbagai bentuk dan arah. Gerak-gerak lempeng yang rumit itu kemudian
44
dimanifestasikan dalam bentuk-bentuk deformasi seperti gempa bumi, gunung api ataupun gerak - gerak vertikal.
Pusat-pusat gempa bumi terdapat di sepanjang jalur subduksi, yaitu di sebelah barat Sumatera, di selatan Jawa sampai Nusa Tenggara serta di daerah
sekitar sesar mendatar seperti Sesar Semangko di Sumatera, Sesar Palu di
Sulawesi dan Sesar Sorong di Irian Jaya.
Pulau Papua terletak di ujung pertemuan lempeng samudera yaitu Lempeng Pasifik yang menyusup di bawah Papua bergerak ke arah Baratdaya
dengan kecepatan 12 cmtahun dan Lempeng Indo-Australia yang menyusup di bawah Lempeng Eurasia bergerak ke utara sekitar 7 cmtahun.
Dua gaya akibat tumbukan Lempeng Indo-Australia dan Pasifik di bagian utara Papua terdapat pegunungan yang memanjang dari “Kepala Burung” hingga
Pegunungan Cycloof di Jayapura, di daerah tersebut terdapat patahan yang memanjang dari Sorong hingga Yapen dan terus ke Memberamo Hilir hingga di
selatan Jayapura. Di bagian tengah terdapat pegunungan tengah dan patahan yang rumit seperti Patahan Weyland, Siriwo, Direwo, Kurima dan lain-lain. Disamping
itu ada patahan yang memanjang dari Manokwari ke arah Nabire dan dinamakan Patahan Wandamen atau Patahan Ransiki. Akibat penyusupan Lempeng Indo-
Australia dibawah Lempeng Eurasia menyebabkan terjadi patahan di dasar laut sebelah selatan Fak-Fak hingga di selatan Kaimana dan sebagian selatan Nabire
yang dinamakan Patahan Aiduna Gambar 2.21.
Wilayah Papua yang dihimpit oleh pergerakan dua lempeng besar, yaitu Lempeng Pasifik yang bergerak ke arah Baratdaya dengan kecepatan 12 cmtahun
45
dan Lempeng Indo-Australia yang bergerak ke utara sekitar 7 cmtahun. Dua gaya tektonik aktif inilah yang menyebabkan terbentuknya puncak Jayawijaya,
pegunungan tertinggi di Indonesia yang sekarang masih terus membumbung naik beberapa millimeter per tahun.
Akibat dihimpit oleh dua lempeng besar ini, di wilayah Papua terbentuk dua zona besar patahan aktif yakni zona kompresi dari tabrakan Lempeng Pasifik
dan Pulau Papua yang kompleks yaitu, jalur Patahan Besar Sorong, dan jalur Patahan Besar Aiduna-Tarairua. Dengan kecepatan gerak relatif Lempeng Pasifik
yang sangat cepat ini, maka bisa dipastikan bahwa wilayah ini mempunyai potensi bencana gempa lebih dua-kali lipat lebih besar dibandingkan wilayah Sumatra-
Jawa yang pergerakan lempengnya hanya 5 cmtahun - 7 cmtahun. Patahan geser Sorong menurut pengukuran survey GPS mempunyai laju pergerakan sampai 10
cmtahun. Jadi Patahan Sorong merupakan Patahan mendatar dengan laju pergerakan paling cepat di dunia. Patahan San Andreas di California Selatan yang
sangat terkenal di dunia saja hanya mempunyai laju percepatan 3 cmtahun, sama dengan laju pergerakan maksimum di Patahan Sumatra. Potensi gempa yang
sangat tinggi ini didukung fakta sudah sangat seringnya gempa-gempa besar merusak terjadi di masa lalu dengan kekuatan lebih besar dari skala magnitude 7
SR, bahkan sebagian lebih besar dari 8 SR, misalnya gempa-tsunami di Biak tahun 1996 8,2 SR yang memakan korban ribuan jiwa. Terakhir gempa besar
terjadi tahun 2004 dengan kekuatan 7,1 SR – 7,6 SR, hanya beberapa bulan sebelum gempa-tsunami Aceh. Sebagian dari sumber-sumber patahan gempa
tersebut ada di bawah laut, sehingga berpotensi tsunami. Pada tahun 1864 di timur
46
Manokwari pernah terjadi gempa yang membangkitkan tsunami setinggi 12 meter. Pada waktu itu korbannya mencapai 250 orang padahal populasi manusia di
pantai tentu masih sangat sedikit.
Gambar 2.22 Peta tektonik aktif Indonesia timur menunjukan batas lempeng dan jalur
patahan aktif.
Daerah Manokwari berada pada sistem Sesar Sorong-Yapen di sebelah selatan dan Palung Papua di sebelah Utara, sehingga Manokwari merupakan
daerah seismik aktif yang sering terjadi gempa. Palung Papua dan Pegunungan Medial menggambarkan gerak sesar mendatar dan sesar naik. Berdasarkan gempa
di Pulau Yapen pada tahun 1979 dengan kekuatan 7,6 SR di sepanjang barat daya pantai Papua menunjukan bahwa telah terjadi pergerakan sesar mendatar aktif di
daerah sistem Sesar Sorong. Pada gempa tahun 1971 dengan kekuatan 8,0 SR
47
menunjukkan adanya pergerakan sesar naik dan sesar turun di daerah lempeng Wandamen di bagian “Leher Burung” dan sebelah selatan zona saturasi
Pegunungan Medial.
Gambar 2.23 Peta historis gempa merusak di Papua
Lempeng Carolina merupakan lempeng mikro terpisah disebelah utara Papua. Gambaran topografi dan seismik refleksi di sepanjang Palung Papua
memperlihatkan zona subduksi aktif, begitu juga dengan hasil-hasil penelitian sebelumnya yang menggunakan pendekatan solusi mekanisme sumber gempa
mengindikasikan bahwa terdapat zona subduksi di bawah sebelah utara laut Papua HAMILTON, 1979.
48
2.4 Prediksi Gempa Bumi
