Bumi tempat kita tinggal berbentuk bulat seperti bola, namun rata pada kutub-kutubnya. Bumi memiliki jari-jari khatulistiwa sepanjang 6.378 km dan jari-jari kutub sepanjang 6.356 km. Lebih dari 70 % permukaan bumi diliputi oleh lautan yang kaya akan sumber daya alam.
Negara Indonesia, secara geografis terletak di antara dua benua, yaitu Benua Asia dan Benua Australia, serta terletak antara dua Samudra, yaitu Samudra Pasifik dan Samudra Hindia. Keadaan ini menjadikan Indonesia dikatakan terletak pada posisi silang yang sangat menguntungkan bagi perekonomian negara karena merupakan salah satu jalur perdagangan internasional.
Di sisi lain, Indonesia juga terletak pada pertemuan tiga lempeng dunia, yaitu Lempeng Eurasia, Lempeng Indo-Australia, dan Lempeng Pasifik. Lempeng-lempeng bumi tersebut saling bergerak secara aktif yang sehingga saling menyebabkan tekanan, tarikan, dan gesekan antar lempeng. Hal tersebut menyebabkan Indonesia rawan akan bencana gempa bumi.
Gempa bumi adalah getaran yang terjadi permukaan bumi. Gempa bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak bumi (lempeng bumi). Kata gempa bumi juga digunakan untuk menunjukkan daerah asal terjadinya kejadian gempa bumi tersebut. Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak, dan gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan.
Bumi memiliki struktur dalam yang hampir sama dengan telur. Kuning telurnya adalah inti, putih telurnya adalah selubung, dan cangkang telurnya adalah kerak.
Berdasarkan penyusunnya, lapisan bumi terbagi atas litosfer, astenosfer, dan mesosfer. Litosfer adalah lapisan paling luar bumi dengan tebal kira-kira 100 km dan terdiri dari kerak bumi dan bagian atas selubung. Litosfer memiliki kemampuan menahan beban permukaan yang luas misalkan gunungapi. Litosfer bersuhu dingin dan kaku. Di bawah litosfer pada kedalaman kira-kira 700 km terdapat astenosfer.
Astenosfer hampir berada dalam titik leburnya dan karena itubersifat seperti fluida. Astenosfer mengalir akibat tekanan yang terjadi sepanjang waktu. Lapisan berikutnya disebut mesosfer. Mesosfer lebih kaku dibandingkan astenosfer namun lebih kental dibandingkan litosfer. Mesosfer terdiri dari sebagian besar selubung hingga inti bumi.
Kebanyakan gempa bumi disebabkan dari pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang dilakukan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itu lah gempa bumi akan terjadi.
Gempa bumi biasanya terjadi di perbatasan lempengan lempengan tersebut. Gempa bumi yang paling parah biasanya terjadi di perbatasan lempengan kompresional dan translasional. Gempa bumi fokus dalam kemungkinan besar terjadi karena materi lapisan litosfer yang terjepit kedalam mengalami transisi fase pada kedalaman lebih dari 600 km.
Beberapa gempa bumi lain juga dapat terjadi karena pergerakan magma di dalam gunung berapi. Gempa bumi seperti itu dapat menjadi gejala akan terjadinya letusan gunung berapi. Beberapa gempa bumi juga terjadi karena menumpuknya massa air yang sangat besar di balik dam, seperti Dam Karibia di Zambia, Afrika. Sebagian lagi juga dapat terjadi karena injeksi atau akstraksi cairan dari/ke dalam bumi. Contohnya pada beberapa pembangkit listrik tenaga panas bumi dan di Rocky Mountain Arsenal. Terakhir, gempa juga dapat terjadi dari peledakan bahan peledak. Hal ini dapat membuat para ilmuwan memonitor tes rahasia senjata nuklir yang dilakukan pemerintah. Gempa bumi yang disebabkan oleh manusia seperti ini dinamakan juga seismisitas terinduksi.
Wilayah Indonesia terletak di antara tiga lempeng bumi yang aktif, yaitu Lempeng Pasifik, Lempeng Indo-Australia, dan Lempeng Eurasia. Lempeng aktif artinya lempeng tersebut selalu bergerak dan saling berinteraksi. Lempeng Pasifik bergerak relatif ke barat, Lempeng Indo-Australia bergerak relatif ke utara, dan Lempeng Eurasia bergerak relatif ke tenggara. Ketiga lapisan utama ini berbeda-beda jenis material penyusunnya sehingga berpengaruh kepada sifat fisiknya, antara lain memengaruhi kecepatan gelombang yang merambat di dalam setiap lapisan.
Dari teori Tektonik Lempeng, seluruhnya ada delapan lempeng. Selain ketiga lempeng di atas, lima lempeng lainnya adalah Lempeng Amerika Utara, Lempeng Amerika Selatan, Lempeng Afrika, Lempeng Antartika, dan Lempeng Nazca.
Kerak bumi memiliki ketebalan yang variatif antara 10 kilometer dan 50 km (ada juga yang menyebutkan antara 5 km dan 70 km). Di setiap lokasi berbeda ketebalannya. Sementara kerak samudra memiliki ketebalan variatif yang lebih tipis dari pada kerak bumi, yaitu 10-12 km.
Di dalam lapisan selimut bumi tersebut terdapat lapisan yang disebut astenosfer (asthenosphere) yang bersifat cair kental dengan suhu ribuan derajat Celsius. Magma yang sering kita bicarakan jika kita membicarakan Gunung Merapi terbentuk di lapisan ini.
Lempeng-lempeng bumi ini bergerak mengambang di atas cairan kental dan panas tadi sehingga selalu berinteraksi satu sama lain. Kecepatan gerak lempeng-lempeng ini antara 1 cm dan 13 cm per tahun dengan arah tertentu untuk setiap lempeng.
Pertemuan antarlempeng bisa berupa subduksi (penunjaman), seperti antara Lempeng Indo-Australia yang menunjam ke Lempeng Eurasia, atau saling tarik-menarik (divergensi), atau saling geser. Daerah penunjaman antardua lempeng itu disebut sebagai zona subduksi. Daerah batas antarlempeng ditandai dengan adanya palung (trench), punggungan samudra (deretan gunung di laut), dan pegunungan yang sejajar pantai, seperti Pegunungan Bukit Barisan di Sumatera. Daerah yang berdekatan dengan daerah pertemuan dua lempeng, seperti zona subduksi, termasuk daerah rawan bencana gempa bumi.
Di Indonesia sudah diplot daerah-daerah rawan bencana gempa bumi merusak dari Katalog Gempa Bumi Merusak di Indonesia yang disusun Badan Geologi Departemen Energi dan Sumber Daya Mineral berdasarkan data gempa bumi sejak 3 November 1756. Daerah rawan gempa ini sesuai dengan jalur zona subduksi, yaitu di sebelah barat Pulau Sumatera, selatan Jawa, Nusa Tenggara, Maluku, dan Papua. Adapun Pulau Kalimantan bisa dikatakan relatif aman karena jaraknya agak jauh dari daerah pertemuan antarlempeng.
Di daerah pertemuan antarlempeng pada waktu tertentu akan terjadi penumpukan energi akibat tekanan antarlempeng yang mengakibatkan instabilitas. Karena batuan pada daerah tersebut tidak mampu lagi menahan tekanan, batuan tersebut patah sambil melepaskan energi.
Energi itu menjalar di permukaan bumi dengan gelombang vertikal dan horizontal yang menggoyangkan semua yang ada di permukaan bumi. Maka, bangunan-bangunan pun roboh dan korban-korban pun berjatuhan.
Berdasarkan penyebabnya, gempa bumi dapat digolongkan menjadi dua kelompok, yaitu:
Gempa bumi tektonik disebabkan oleh pelepasan tenaga yang terjadi karena pergeseran lempengan plat tektonik seperti layaknya gelang karet ditarik dan dilepaskan dengan tiba-tiba. Tenaga yang dihasilkan oleh tekanan antara batuan dikenal sebagai kecacatan tektonik.
Teori dari tektonik plate (plat tektonik) menjelaskan bahwa bumi terdiri dari beberapa lapisan batuan, sebagian besar area dari lapisan kerak itu akan hanyut dan mengapung di lapisan seperti salju. Lapisan tersebut begerak perlahan sehingga berpecah-pecah dan bertabrakan satu sama lainnya. Hal inilah yang menyebabkan terjadinya gempa tektonik.
Gempa bumi tektonik memang unik. Peta penyebarannya mengikuti pola dan aturan yang khusus dan menyempit, yakni mengikuti pola-pola pertemuan lempeng-lempeng tektonik yang menyusun kerak bumi. Dalam ilmu kebumian (geologi), kerangka teoretis tektonik lempeng merupakan postulat untuk menjelaskan fenomena gempa bumi tektonik yang melanda hampir seluruh kawasan, yang berdekatan dengan batas pertemuan lempeng tektonik. Contoh gempa tektonik ialah seperti yang terjadi di Yogyakarta, Indonesia pada Sabtu, 27 Mei 2006 dini hari, pukul 05.54 WIB.
Gempa bumi gunung berapi terjadi berdekatan dengan gunung berapi dan mempunyai bentuk keretakan memanjang yang sama dengan gempa bumi tektonik. Gempa bumi gunung berapi disebabkan oleh pergerakan magma ke atas dalam gunung berapi, di mana geseran pada batu-batuan menghasilkan gempa bumi.
Ketika magma bergerak ke permukaan gunung berapi, ia bergerak dan memecahkan batu-batuan serta mengakibatkan getaran berkepanjangan yang dapat bertahan dari beberapa jam hingga beberapa hari.
Gempa bumi gunung berapi terjadi di kawasan yang berdekatan dengan gunung berapi, seperti Pergunungan Cascade di barat Laut Pasifik, Jepang, Dataran Tinggi Islandia, and titik merah gunung berapi seperti Hawaii.
Intensitas gempabumi adalah tingkat kerusakan yang terasa pada lokasi terjadinya. Angkanya ditentukan dengan menilai kerusakan yang dihasilkannya, pengaruhnya pada benda-benda, bangunan, dan tanah, dan akibatnya pada orang-orang. Skala ini disebut MMI (Modified Mercalli Intensity) diperkenalkan oleh Giuseppe Mercalli pada tahun 1902. Magnituda adalah parameter gempa yang diukur berdasarkan yang terjadi pada daerah tertentu, akibat goncangan gempa pada sumbernya. Satuan yang digunakan adalah Skala Richter. Skala ini diperkenalkan oleh Charles F. Richter tahun 1934. Sebagai contoh, gempabumi dengan kekuatan 8 Skala Richter setara kekuatan bahan peledak TNT seberat 1 gigaton atau 1 milyar ton.
Gempa bumi yang terjadi di lepas pantai berpotensi untuk menimbulkan tsunami. Tsunami berasal dari bahasa Jepang yang berarti ombak pelabuhan, yang dapat diartikan sebagai ombak besar yang dapat merusak bangunan di tepi pantai.
Tsunami dapat ditimbulkan oleh pergeseran vertikal lempeng bumi (subduksi) di bawah dasar laut dalam dan longsoran raksasa dari batuan tebing di dasar laut yang dipicu oleh gempa dan letusan gunung berapi di laut. Sebagian besar tsunami yang terjadi di dunia sebagian besar disebabkan oleh subduksi lempeng bumi di bawah dasar laut dalam yang berkaitan dengan gempa bumi tektonik.
Tsunami diawali dengan perubahan dasar laut secara mendadak diikuti dengan perubahan tempat massa air laut secara mendadak, yang dapat menimbulkan gelombang air laut yang sangat panjang (dapat mencapai 800 km) dengan periode gelombang yang lama, dalam waktu 60 menit. Gelombang tsunami menjalar dengan kecepatan yang sangt tinggi sampai 800 km/jam secara frontal dan tegak lurus terhadap bidang patahan lempeng. Gelombang tsunami yang mencapai pantai dapat berubah menjadi gelombang yang sangat tinggi sampai 30 meter di atas elevasi air pasang normal tertinggi.
Deteksi pertama terjadinya tsunami adalah begitu terasa ada getaran gempa disusul dengan turunnya muka iar sehingga garis pantai bergasar secara tiba-tiba ke arah laut dalam ratusan meter. Kemudian dengan tiba-tiba, dalam hitungan menit terjadi gelombang raksasa menerjang pantai sampai jauh ke daratan.
Geografis Indonesia merupakan negara kepulauan yang terletak pada lempeng bumi yang labil, memiliki pantai terpanjang kedua di dunia. Lempeng bumi yang labil di sisi barat Sumatra, di selatan Jawa ke timur Indonesia dan berputar ke utara melalui Nusa Tenggara, Maluku, dan diteruskan ke Sulawesi. Lempeng bumi yang labil ini mempunyai potensi besar menyebabkan gempa bumi pada dasar laut dalam yang memungkinkan terjadinya bencana tsunami. Potensi tersebut menjadi lebih besar lagi karena sebagian besar pusat gempa bumi tektonik terletak di bawah dasar laut dalam yang posisinya relatif dekat dengan pantai, terutama pantai barat Sumatra dan pantai selatan Jawa, Nusa Tenggara, Maluku, dan Sulawesi.
Sejak tahun 1990 tercatat sebanyak sepuluh kali tsunami yang terjadi di pantai-pantai Indonesia. Di Indonesia, peristiwa tsunami terjadi di Maumere, Flores (Desember 1992), kemudian di Halmahera (Januari 1994), dan Banyuwangi (juni 1994) yang merusak beberapa desa pantai dan menelan korban lebih dari 100 orang.
Kedahsyatan bencana yang diakibatkan oleh tsunami yang disebabkan oleh adanya gempa pada dasar laut akibat gempa vulkanik letusan Gunung Krakatau (1883) menewaskan lebih dari 36.000 orang. Sedangkan tsunami yang disebabkan oleh gempa tektonik di bawah dasar laut dalam terjadi pada penghujung tahun 2004 di Aceh dan Sumatra Utara dengan magnitude gempa sebesar 8,9 skala richter dan menelan korban meninggal puluhan ribu orang.
Gempa bumi yang terjadi di dunia tentu saja akan memberikan akibat atau implikasi terhadap industri kelautan, terutama gempa bumi yang terjadi di lepas pantai. Gempa bumi yang dengan pusat gempa di lepas pantai dapat merusak bangunan lepas pantai yang ada di sekitarnya. Selain dapat menimbulkan kerugian yang besar karena terhambatnya proses peroduksi, hal tersebut juga dapat menyebabkan kerusakan lingkungan.
Gempa bumi di lepas pantai bukannya tidak mungkin akan merusak pipa-pipa pengeboran dan saluran minyak mentah milik suatu bangunan lepas pantai atau platform. Rusaknya pipa saluran minyak mentah tersebut dapat diperparah dengan adanya tekanan arus dan gelombang laut yang besar sehingga dapat menimbulkan kepatahan. Dengan patahnya pipa saluran minyak mentah, maka seluruh minyak akan terkandung dalam suatu lokasi pengeboran bukan tidak mungkin akan menyembur keluar sehingga akan menyebabkan semburan minyak mentah. Tentu saja hal ini akan mengakibatkan pencemaran lingkungan laut oleh minyak mentah yang dapat membunuh habitat laut. Begitu pula dari segi ekonomi, semburan minyak mentah dapat mengurangi sumber daya alam dari suatu daerah. Hal tersebut dapat menimbulkan kerugian yang besar.
Kejadian gempa beberapa waktu lalu menyisakan sejumlah permasalahan yang terkait dengan kelayakan sebuah bangunan untuk tetap dihuni.
Bangunan tempat tinggal, maupun bangunan pencakar langit, dan jembatan boleh jadi mengalami beberapa kerusakan akibat kejadian gempa beberapa waktu lalu. Dan hal itu, menurut saya tidak dapat dipungkiri, karena bisa jadi efek pasca gempa tersebut menyisakan sebuah perlemahan-perlemahan terhadap struktur bangunan yang mengalami goncangan tersebut.
Kali ini, saya mencoba untuk memetakan beberapa hal yang saya harap dapat turut serta mewarnai pemecahan masalah terkait dengan gempa bumi yang kerap terjadi di negara yang kita cintai, Indonesia ini.
Untuk permasalahan kerusakan, bentuk kerusakan yang sering terjadi akibat goncangan gempa bumi ini ada 2 hal : pertama adalah Spalling, dan yang kedua adalah keretakan.
1. Spalling
Spalling adalah kerusakan berupa terlepasnya suatu bagian beton. Ini biasanya terjadi akibat tumbukan antar elemen struktur akibat goncangan gempa bumi.
Metode perbaikan dari bentuk kerusakan ini tergantung dari dalamnya spalling yang terjadi.
- Untuk spalling yang tidak terlalu dalam (baca : lepasnya kurang dari selimut beton) dan area yang tidak luas, dapat digunakan metode patching.
Ini merupakan cara manual, dimana mortar ditempelkan secara padat dengan cara manual.
- Untuk spalling yang melebihi selimut beton, dapat digunakan metode grouting, yakni metode perbaikan dengan melakukan pengecoran memakai bahan non-shrink mortar.
Grouting bisa dilakukan dengan cara manual atau dengan menggunakan pompa.
2. Keretakan
- Untuk keretakan pada elemen non struktural, seperti pada dinding pasangan bata dapat diatasi dengan metode injeksi material pasta semen yang dicampur dengan expanding agent serta latex atau hanya melakukan sealing saja dengan material polymer mortar atau polyurethane sealant. (Sumber : Ir. Hartono , Ir. Handi Prajitno & Ir Richard Pelupessy)
- Untuk keretakan pada elemen struktural, digunakan metode injeksi dengan material epoxy yang mempunyai viskositas yang rendah, sehingga dapat mengisi dan sekaligus melekatkan kembali bagian beton yang terpisah.
Semoga ada manfaatnya.
