Sekedar Nambah wawasan

Lik Bar bukan satu-satunya yang memanggil geologiwan dengan sebutan tukang akik. Dari dulu mahasiswa geologi pun sering dipanggil tukang akik. Mungkin karena kami belajar batuan dan mineral, termasuk gemstone alias akik. Padahal kalaupun diberi batu akik lalu disuruh memilih mana yang mahal dan mana yang murah, aku pasti tidak akan bisa menjawab, walaupun sudah belajar geologi dan bekerja sebagai ahli geologi bertahun-tahun. Tapi tidak apa-apalah. Biarkan aku disebut tukang akik, dan biarkan si tukang akik mendongeng, atau tepatnya menjawab pertanyaan Lik Bar yang rumah orang tuanya di Bantul terlanda gempa dan pertanyaan beberapa teman lain.

Indonesia akhir-akhir ini begitu sering dilanda bencana geologi berukuran besar. Gempa dan tsunami di Aceh, gempa di Nias, lalu terakhir gempa di Yogya. Longsor juga sering sekali terjadi. Lalu terakhir terjadi banjir lumpur di dekat lokasi pemboran sumur Banjar Panji-1 milik Lapindo. Lalu Kaufik dan CC, teman dari Kapal Selam bertanya-tanya apakah gempa itu sedang musim?

 

Gempa

Sebelum menjawab pertanyaan itu mari kita lihat dulu, sebetulnya gempa itu apa sih? Kita bisa merasakan gempa dan melihat akibatnya. Tapi sebetulnya gempa itu apa dan disebabkan oleh apa?

 

Gempa terjadi karena pergerakan tiba-tiba batuan, akibat terlepasnya secara tiba-tiba regangan (strain) yang terakumulasi dalam jangka waktu yang lama. Pergerakan tiba-tiba ini melepaskan energi berupa gelombang seismik yang merambat di batuan. Rambatan gelombang ini seperti halnya ketika kita melempar batu ke kolam. Ada gelombang yang bisa terlihat merambat di permukaan air, mulai dari titik jatuhnya batu dan makin meluas. Gelombang semacam inilah yang menimbulkan kerusakan buat penghuni permukaan bumi.

 

Lalu, mengapa batuan bisa bergerak?

 

 

gambar 1. lapisan-lapisan bumi (USGS)

 

Lempeng dan Kerak Bumi

Bumi kita yang kurang lebih bulat ini sebetulnya berlapis-lapis (lihat gambar 1). 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. 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. Kerak bumi ini terbagi dalam beberapa potongan lempeng seperti yang ditunjukkan digambar 2.

 

gambar 2. lempeng kerak bumi (USGS)

 

 

Kerak bumi sebagai bagian terluar bumi suhunya jelas lebih dingin daripada bagian 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 atau bergesekan.

 

Zone pertabrakan dan pergesekan antar lempeng inilah yang rentan terhadap bahaya gempa. Seperti terlihat di gambar 2,Indonesia berada di perbatasan dua lempeng. Kepulauan Indonesia (minus Papua) merupakan bagian dari lempeng benuaEurasia. Lempeng ini ditumbuk dari selatan oleh lempeng Indo-Australia.

 

Seperti apa sih zone pertemuan antar dua lempeng ini?

 

Zone pertemuan antar dua lempeng bisa berbeda macamnya. Gambar 3 menunjukkan jenis pertemuan dua lempeng yang berbeda-beda. Ada yang saling bergeser, ada yang divergen atau saling menjauh, ada yang konvergen atau bertemu. Kalau bertemu bisa jadi terjadi tumbukan, semacam anak benua India yang menumbuk benua Asia. Laut yang tadinya ada di antara keduanya jadi terangkat dan terlipat-lipat menjadi pegunungan Himalaya. Itu kalau pertemuannya antara lempeng benua dengan lempeng benua. Kalau pertemuannya antara lempeng benua dan lempeng samudra, hasilnya berbeda.

 

gambar 3. jenis-jenis pertemuan lempeng (USGS)

 

 

Lempeng samudra lebih tipis tapi lebih berat, sedang lempeng benua tebal tapi ringan. Jadi kalau keduanya bertumbukan lempeng samudra akan melesak ke dalam, menunjam di bawah lempeng benua. Inilah yang terjadi antara lempeng benuaAsia dan lempeng samudra yang ada di bawah samudra Hindia. Di sepanjang zone ini akan timbul deretan gunung api. Zone penunjaman lempeng samudra Indo-Australia di bawah benua Asia ada di sepanjang barat Sumatra dan menerus ke selatan Jawa dan Nusa Tenggara (lihat gambar 2). Seperti kita tahu, Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara dipenuhi deretan gunung api, yang terjadi karena pertumbukan dua lempeng itu.

 

Di bagian timur Indonesia seperti terlihat di gambar 2, juga ada zone pertumbukan lain, antara benua Asia dengan lempeng Filipina. Jadi Indonesia merupakan pertemuan dua buah zone pertumbukan. Dan ini yang menyebabkan Indonesia sering disebut berada di pertemuan dua rings of fire.

 

Seberapa cepat pergerakan lempeng Indo-Australia menumbuk benua Asia? Kecepatan rata-ratanya 5-6 cm per tahun, sangat lambat. Jadi jangan kuatir Australia tidak akan menumbuk Jawa dalam waktu dekat. Kalau sampai Australiamenumbuk Jawa apa yang akan terjadi? Bisa jadi kepulauan Indonesia akan jadi pegunungan seperti Himalaya! Tapi ini baru akan terjadi dalam waktu berjuta-juta tahun.

 

Kalau tabrakan antara India dan benua Asia memang bisa dibayangkan akan menghasilkan gempa, tapi kalau lempeng-lempeng itu saling bergesek atau salah satunya melesak ke dalam dan bergerak dengan kecepatan rata-rata 5-6 cm per tahun, mengapa terjadi gempa?

 

Kecepatan yang disebutkan itu adalah kecepatan rata-rata, tapi sebetulnya bisa jauh lebih lambat, lalu terjadi pergerakan tiba-tiba. Lagipula batuan itu permukaannya tidak rata. Pada saat dua lempeng bertumbukan, ada kalanya pertumbukan itu tertahan beberapa lama di satu titik. Sampai suatu saat batuan tersebut tidak lagi dapat menahan tekanan, lalu tiba-tiba bergerak cepat. Ini yang terjadi saat ada gempa di Aceh akhir tahun 2004 lalu, juga di Nias 2005. Setelah bertahun-tahun menahan dorongan, titik-titik pertemuan lempeng Asia dan Indo-Australia akhirnya tidak kuat menahan lagi dan bergeser vertikal diperkirakan sebesar 15 meter. Menimbulkan gelombang seismik yang menggetarkan batuan di sekitarnya dan juga menyebabkan tsunami (lihat artikel Gempa dan Tsunami)

 

 

Oh, jadi berarti penyebab gempa itu zone-zone pertemuan antar lempeng ini ya. Berarti kan gempa itu terjadinya di laut?

 

 

Sesar/Patahan

 

Pertemuan lempeng bisa di daratan juga. Misalnya gempa besar di pegunungan di bagian utara Pakistan Oktober 2005 yang baru lalu. Gempa itu disebabkan oleh pergerakan ke utara anak benua India yang terus melesak ke benua Eurasia, yang mengakibatkan pergerakan besar di daerah pertemuan kedua lempeng.

 

Gempa bisa terjadi di mana saja, darat maupun laut. Walaupun kebanyakan gempa apalagi yang besar, dihasilkan oleh interaksi antar lempeng seperti yang diceritakan di atas, gempa bisa juga terjadi karena sesar atau patahan yang skalanya lebih kecil dari pertumbukan lempeng.

 

Apa sih sesar itu?

 

Sesar atau patahan (istilah Inggrisnya fault) adalah retakan di kerak bumi yang menjadi jalur pergerakan blok batuan di kedua sisinya. Sesar bisa hanya pendek (beberapa cm) atau bisa ratusan kilometer. Contoh sesar yang terkenal adalah sesar San Andreas di California yang sebenarnya adalah zone pertemuan antara dua lempeng. Sesar terkenal lain adalah sesar Sumatra yang memotong Pulau Sumatra sejajar dengan zone penunjaman Lempeng Indo-Australia ke bawah benua Asia di barat Sumatra.

 

Bagaimana sesar terbentuk?

 

Sebagai gambaran, lakukan atau bayangkan hal berikut. Ambil sepotong tahu Cina putih, letakkan di atas meja, lalu coba dorong-doronglah. Pasti akan muncul retakan-retakan di permukaan tahu, lalu retakan memanjang dan menjadi makin dalam, lalu akhirnya tahu terbelah sepanjang retakan itu, yang satu bergerak searah dorongan, sementara yang satu lagi tinggal diam. Begitulah, batuan kerak bumi juga menjadi retak-retak dan saling bergerak sepanjang retakan itu. Tapi pergerakan kerak bumi terjadi karena pergerakan batuan cair di bawahnya (ingat gambar 1).

 

Bisa disimpulkan bahwa sesar akan lebih banyak terbentuk di sekitar daerah pertemuan antar dua lempeng, karena daerah-daerah ini menjadi konsentrasi pergerakan, tekanan dan regangan batuan. Ini juga yang menyebabkan Sumatra, Jawa dan pulau-pulau yang berada di sepanjang jalur penunjaman lempeng Indo-Australia di bawah benua Asia menjadi daerah yang rawan gempa.

 

Apakah sesar kelihatan? Seperti apa rupanya?

 

gambar 4a, 4b kenampakan sesar di permukaan bumi (Wikipedia & USGS) 4c. peta sesar Sumatra (BBC)

 

 

Gambar 4a menunjukkan contoh sesar yang relatif kecil (tinggi tebing +/- 20m), sedang Gambar 4b menunjukkan kenampakan sesar San Andreas dilihat dari udara. Sesar Sumatra (Gambar 4c) punya karakter kurang lebih sama dengan sesar San Andreas dan kenampakannya di permukaan kurang lebih ditunjukkan oleh jajaran Bukit Barisan.

 

Sesar ada bermacam-macam tipenya, tergantung dari gerakan relatif blok di satu sisi sesar terhadap yang lain (lihatgambar 5). Kalau sebuah blok bergerak relatif mendatar terhadap blok di seberangnya, sesarnya disebut sesar mendatar. Kalau kita berdiri di satu blok dan blok di seberang sesar terlihat turun maka ini disebut sesar turun atau sesar normal, bila sebaliknya disebut sesar naik.

 

gambar 5. tipe-tipe sesar (USGS)

 

 

Sesar mendatar semacam sesar San Andreas atau Sesar Sumatra bisa menimbulkan bahaya yang besar karena biasanya pusat pergerakannya dangkal, sehingga intensitas yang dirasakan di permukaan juga besar.

 

Sesar bisa berubah jenisnya. Yang tadinya sesar turun bisa mengalami pergerakan mendatar juga, tergantung dari posisi tekanan atau dorongan yang dialami batuan di sekitarnya.

 

Apakah sesar bisa terlihat sebagai sungai?

 

Seperti terlihat di gambar 4 dan yang dijelaskan di atas, manifestasi sesar di permukaan bumi bisa bermacam-macam, bisa berupa bukit dan lembah, tebing, bisa juga berupa sungai. Pada dasarnya zone sesar adalah zone lemah, gampang ter-erosi. Air akan lebih mudah mengalir di sini ketimbang di zone batuan yang utuh.

 

Sesar atau patahan biasanya kurang lebih lurus, karena itu pada saat melakukan pemetaan geologi para ahli geologi biasanya memperhatikan morfologi atau bentuk permukaan bumi yang berupa kelurusan-kelurusan dan memeriksanya lebih lanjut, bisa jadi itu adalah manifestasi sesar.

 

Bagaimana sesar menyebabkan gempa?

 

Sama seperti yang terjadi pada pertemuan dua lempeng (yang bisa jadi adalah sesar juga, hanya ukurannya sangat besar), gempa terjadi kalau ada pergerakan tiba-tiba sepanjang sesar tersebut. Kerak bumi selalu bergerak walaupun lambat sekali. Dengan demikian batuan penyusun kerak bumi selalu mengalami tekanan-tekanan akibat gerakan tersebut. Jalur sesar adalah jalur yang rentan terhadap gerakan. Seperti yang diterangkan di atas, karena permukaan batuan tidak rata, pada saat ada tekanan, tidak selalu batuan bisa bergerak. Seringkali tekanan tersebut ditahan di titik atau daerah tertentu. Sampai suatu saat regangan menjadi besar sekali, melebihi kekuatan batuan dan terjadilah pergerakan tiba-tiba. Terjadilah gempa.

 

Apakah ini yang terjadi di Yogya dan Klaten?

 

Ya, betul. Hasil analisis Badan Meteorologi dan Geofisika menunjukkan bahwa pusat gempa ada di laut 37 km di selatanYogyakarta pada kedalaman 33 km. Ini menunjukkan kemungkinan bahwa gempa Yogya dan Klaten merupakan adalah hasil pergerakan di sekitar zone penunjaman lempeng Indo-Australia di bawah benua Asia. Pergerakan ini lalu mempengaruhi sesar Opak yang posisinya memanjang sepanjang sungai Opak. Pergerakan di patahan/sesar Opak inilah yang kemungkinan tertangkap dan terhitung oleh rekaman USGS yang menunjukkan bahwa gempa berpusat di dekat muara Sungai Opak dengan kedalaman 10km. Karena pergerakan mendatar sesar Opak yang dangkal inilah timbul kerusakan besar.

 

gambar 6. peta geologi daerah Yogyakarta (US Army Egineering Corps website)

 

 

Gambar 6 adalah peta geologi daerah Yogyakarta. Warna-warna yang ada dalam sebuah peta geologi menunjukkan jenis batuannya. Di situ bisa terlihat daerah-daerah Bantul, Kodya Yogyakarta, Sleman, Wonosari, dan Sesar Opak yang jadi biang keladi kerusakan parah di daerah Bantul. Sesar ini memisahkan daerah Wonosari yang merupakan pegunungan/dataran tinggi yang batuannya adalah batu gamping, dan Bantul yang adalah dataran rendah, dengan batuan yang terdiri dari batuan hasil endapan sungai. Jadi sebetulnya seperti sesar-sesar lainnya, sesar Opak ini juga termanifestasikan di permukaan!

 

Lalu, kenapa tidak ada yang memberitahu masyarakat bahwa ini daerah bahaya?

 

Sebetulnya sudah pernah ada press release dari UGM tidak lama setelah bencana gempa dan tsunami di Aceh (http://www.iagi.or.id/index.php?name=News&file=article&sid=141) yang menyatakan bahwa daerah pantai selatan Yogya cukup rawan bencana, termasuk bencana gempa. Menurut press release tersebut sebenarnya sudah ada rekomendasi penataan ruang untuk daerah rawan gempa ini.

 

Tapi memang langkah sosialisasi dan penyuluhan belum terdengar dilakukan oleh pemerintah. Sebabnya antara lain mungkin karena daerah ini sudah lama tidak mengalami bencana gempa, sehingga terlupakan dan dianggap aman. Padahal menurut catatan daerah ini pernah mengalami gempa besar dengan banyak korban harta dan nyawa di tahun 1867 dan 1943. Tapi memang seringkali hal-hal seperti ini terlupakan, lagipula gempa belum bisa diramalkan.

 

gambar 7. peta gempa bumi dunia (IRIS)

 

 

Apakah sekarang ini musim gempa di Indonesia? Kapan lagi gempa akan terjadi? Di mana?

 

Gambar 7 diambil dari website http://www.iris.edu/seismon/ yang memonitor gempa bumi di seluruh dunia. Lingkaran besar menunjukkan gempa berkekuatan besar sedang lingkaran kecil menunjukkan gempa berkekuatan kecil. Warna merah menunjukkan gempa yang terjadi hari ini (18 Juni 2006), warna oranye menunjukkan gempa kemarin, warna kuning menunjukkan gempa dalam 2 minggu terakhir dan titik-titik warna ungu menunjukkan gempa dalam 5 tahun terakhir, kecil atau besar.

 

Bisa dilihat bahwa di sekitar kepulauan Indonesia, terutama di jalur Sumatra, Jawa dan Nusa Tenggara, gempa banyak sekali terjadi. Memang jalur ini jalur gempa, jadi tidak bisa dibilang ada musim gempa atau tidak.

 

Kalau seandainya pertanyaannya adalah apakah ada hubungan antara gempa di Aceh, di Nias di Padang dan di Yogya, jawabannya bisa jadi ya. Karena semua daerah itu merupakan jalur penunjaman lempeng Indo-Australia ke bawah benuaEurasia.

 

Setelah gempa di Aceh dulu terjadi, tidak lama kemudian terjadi gempa Nias. Kemungkinan yang terjadi adalah, bebatuan di sepanjang patahan itu menyesuaikan posisi yang berubah setelah terjadi gempa sebelumnya. Jelasnya begini. Gempa di Aceh terjadi karena regangan yang ada sudah lebih tinggi dari yang bisa ditahan bebatuan di sekitarnya. Maka blok di barat patahan bergerak. Pergerakan ini menimbulkan perubahan tekanan dan regangan di daerah lain di sepanjang patahan itu, yang akhirnya tidak kuat menahan juga sehingga juga mengalami pergerakan. Terjadilah gempa Nias. Jadi ada kemungkinan hal yang sama akan terjadi juga di sini setelah gempa di selatan Yogya ini kemungkinan akan ada daerah lain yang mengalami penyesuaian. Tapi di mana dan kapan, sulit untuk diprediksi karena tidak ada pemantauan besar tekanan dan regangan di sepanjang jalur tunjaman dan patahan di sekitar kita.

 

Apakah gempa besar akan terjadi lagi di Yogya? Setelah terjadi penyesuaian posisi yang menyebabkan gempa besar yang baru lalu itu, tingkat regangan akan jauh berkurang, sehingga semestinya tidak aka nada lagi bahaya gempa besar dalam waktu dekat. Menurut para ahli geologi dari Ikatan Ahli Geologi Indonesia, gempa besar di daerah Yogyakarta bersiklus kurang lebih 50 tahun.

 

Yang masih dan akan terjadi lagia dalah gempa susulan, tapi gempa susulan itu selalu lebih kecil dari gempa awal. Menurut IAGI Gempa Aceh yang berskala 7,9 Richter baru selesai gempa susulannya setelah 2-3 bulan. Gempa Yogyakarta berskala 5.9 Richter diperkirakan akan selesai gempa susulannya dalam waktu 1-1 ½ bulan setelah kejadian.

 

Lalu apa yang bisa dilakukan menghadapi gempa?

 

Gempa jelas tidak bisa dihindarkan. Sayangnya juga pengetahuan manusia sampai sekarang belum bisa meramalkan adanya gempa sehingga tidak ada peringatan bisa diberikan sebelum gempa terjadi.

 

Para ilmuwan biasanya hanya bisa mengumpulkan data gempa sepanjang sejarah di suatu daerah, lalu melakukan perhitungan statistik untuk mendapatkan frekuensi terjadinya gempa di daerah tersebut. Jadi mereka hanya akan bisa menyatakan misalnya bahwa di daerah A gempa berkekuatan 7 skala Richter terjadi setiap 200 tahun sekali. Angka ini pun bukan angka yang akurat.

 

Cara lain adalah dengan melakukan pengukuran regangan di batuan di sekitar sesar. Pengukuran ini lalu dibandingkan dengan kekuatan si batuan menahan tekanan. Kalau regangan sudah sampai pada titik kritis maka kemungkinan besar akan terjadi gempa. Sayangnya penelitian seperti ini sulit dan jarang sekali ada sesar yang datanya dimonitor secara lengkap dan teliti. Di dunia ini mungkin hanya sesar San Andreas yang bisa punya data lengkap semacam ini.

Jadi penduduk yang tinggal di daerah rawan gempa seperti kita tidak bisa mengharapkan peringatan dini melainkan harus selalu waspada sehingga saat gempa terjadi tidak terlalu banyak mengalami kerugian harta atau jiwa.

 

gambar 8. peta daerah bencana dan kerusakan yang dialami (UNOSAT)

 

 

Salah satu cara menyiapkan diri adalah dengan membangun bangunan tahan gempa. Peta Gambar 8 menunjukkan bahwa kerusakan lebih banyak terjadi di sebelah barat Sungai Opak. Mengapa?

 

Seperti terlihat di peta Gambar 6, ada perbedaan batuan penyusun daerah dataran rendah Bantul dan daerah dataran tinggi Wonosari. Batuan penyusun daerah perbukitan Wonosari keras, sedangkan batuan penyusun daerah dataran Bantul lunak, karena merupakan hasil endapan sungai dan banjir saja. Di daerah berbatuan lunak seperti ini getaran akibat gempa cenderung berlangsung lebih lama dan dengan amplitudo yang lebih besar, sehingga menyebabkan getaran permukaan yang lebih besar, sehingga gempa di daerah seperti ini akan lebih banyak membawa kerusakan. Jadi penduduk yang tinggal di daerah sekitar sungai di atas batuan yang berjenis batu pasir yang lepas-lepas harus lebih hati-hati dibanding mereka yang tinggal di atas batuan keras atau cadas.

 

Persiapan lain adalah dengan menyiapkan diri menghadapi gempa, mempelajari cara-cara menyelamatkan diri dan mengidentifikasi bagian-bagian paling aman dalam rumah yang bisa dijadikan tempat berlindung saat gempa. Yang penting juga adalah tidak melupakan catatan sejarah terjadinya gempa di suatu daerah.