SISTEM PENGUKURAN KEKUATAN GEMPA

SISTEM PENGUKURAN KEKUATAN GEMPA
(KORELASI SKALA )
RICHTER DENGAN MODIFIED MERCALLY INTENCITY SCALA
Rony Ardiansyah *)
Abstrak
Besarnya kekuatan gempa yang terjadi pada Hiposentrum (pusat gempa) yang diukur dengan skala richter akan
mengakibatkan tejadinya besaran getaran serta pengaruhnya yang berbeda pada daerah yang berbeda pula di
permukaan bumi (Epiosentrum). Interprestasi Pengaruh yang berbeda ini oleh seorang sarjana itali bernama
Guiseppe Mercalli tahun 1902, yang dikenal Modified Mercally Intencity Scale (MMI). Jumlah skala
pengaruhnya ada 12 buah yang disesuaikan dengan besarnya pengaruh gempa. Skala yang biasa digunakan
adalah skala Richter yang menggunakan hasil pengukuran seismograf untuk menjelaskan sekaligus
membandingkan kekuatan dan luas gempa yang terjadi.
1.
PENDAHULUAN
1.1. Gempa Bumi
Gempa bumi adalah getaran di tanah yang disebabkan oleh gerakan permukaan bumi. Gempa bumi
yang kuat dapat menyebabkan kerusakan besar bagi gedung, jembatan dan bangunan lain, termasuk
korban nyawa. Permukaan bumi terbentuk dari lapisan batuan paling luar yang disebut kerak bumi.
Kerak bumi yang pecah membentuk potongan-potongan besar yang saling berpasangan, seperti
kepingan puzzle yang besar. Potongan-potongan ini disebut lempeng. Lempeng ini bergerak perlahan
dan mendesak bebatuan. Akibatnya, tekanan bertambah besar. Jika tekanan semakin besar, bebatuan
bawah tanah akan pecah dan terangkat. Pelepasan tekanan ini merambatkan getaran yang
menyebabkan gempa bumi. Setiap tahun, terjadi sekitar 11 juta gempa bumi dan 34.000-nya cukup
kuat untuk kita rasakan.
Di bawah kerak bumi terdapat lapisan lunak terbentuk dari batuan panas yang lumer. Kerak bumi yang
terbentuk dari nikel dan besi dengan bahagian yang padat ditengahnya. Kerak tersebut bisa mencapai
ketebalan 70 km di bawah barisan pengunungan terbesar di dunia. Kebanyakan gempa bumi berasal
dari kerak bumi. Kadang-kadang gempa bumi juga bisa terjadi pada kedalaman 700 km di bawah
permukaan bumi. Atas dasar kedalaman dari posisi gempa, gempa dapat dikategorikan atas 3 kategori:
1. Gempa dangkal, (Hyopocenter terletak pada kedalaman 0 – 65 km)
2. Gempa sedang, (Hyopocenter terletak pada kedalaman 65 – 200 km)
3. Gempa dalam, (Hyopocenter terletak pada kedalaman > 200 km)
Bagi seorang engineer yang penting adalah Gempa dangkal.
1.2. Pengukuran Kekutan dan Alat Ukur Gempa
Ilmuan yang mengkhususkan diri untuk mempelajari gempa disebut seismolog. Mereka menggunakan
alat pengukur yang disebut seismograf atau seismometer. Alat itu digunakan untuk mencatat pola
gelombang seismik dengan memperhitungkan kekuatan sekaligus lamanya gempa. Pencatatannya
dilakukan beberapa tempat yang berbeda, sehingga pusat gempa dan episentrumnya bisa diketahui
secara tepat.
Untuk mengukur gempa terbesar, para seismolog juga menggunakan skala getaran gempa. Skala ini
didasarkan pada ukuran patahan yang tercatat, jumlah gerakan dipermukaan, dan lamanya gempa
bumi. Angka tertinggi yang dihasilkan kurang lebih sama dengan skala Richter yang berkekuatan
sampai tingkat ke-7. Angka tertinggi yang pernah tercatat oleh skala ini adalah 9.5 untuk gempa bumi
yang menyebabkan meletusnya gunung berapi tahun 1960 di pantai Chili. Bencana ini telah
menewaskan 5.700 penduduk. Sedangkan menurut skala Richter. Getarannya berkekuatan 8,3.
1.3. Skala Richter
Pada tahun 1935, ahli seismologi Amerika, Charles F. Richter (1900 – 1985) mengembangkan sistem
pengukuran kekutan gempa. Setiap angka pada skala Richter menggambarkan 10 kali peningkatan
gerakan tanah yang tercatat oleh seimograf. Jadi pada gempa bumi dengan kekuatan 7, tanah bergerak
100 kali lebih banyak dari pada gempa berkekuatan 5 pada skala Richter.
Tabel 1. Efek kekuatan gempa
KEKUATAN
KETERANGAN
0 – 1,9
2 – 2,9
3 – 3,9
4 – 4,9
5 – 5,9
6 – 6,9
7 – 7,9
KECIL
RINGAN
SEDANG
KUAT
BESAR
8 – 8,9
DAHSYAT
RATARATA
700.000
300.000
40.000
6.200
800
120
18
1 dalam
10 – 20
tahun
INTENSITAS DEKAT
EPISENTRUM
Tercatat, tapi tidak terasa
Tercatat, tapi tidak terasa
Dirasakan oleh sedikit orang
Dirasakan oleh banyak orang
Agak merusak
Merusak
Sangat merusak
Menghancurkan
Gambar 1. Charles F. Richter
2.
RUMUSAN KORELASI SKALA GEMPA
Dengan alat “Accelerogram” maka kita dapat mengintegrasikan hasilnya, dengan menggunakan teknik
computer (metoda Simson Rule). Kesemua parameter di atas disebut parameter fisik. Masalahnya
bagaimana korelasi dari MMI tersebut dengan hasil pencatatan dengan menggunakan accelerograph.
Menurut Guttenberg-Richter, korelasi kedua-duanya dinyatakan dengan tabel sebagai berikut:
Ada dua rumus yang tidak sama untuk
Log a = I/3 – ½
Log a = I/4 + ¼
Korelasi di atas dapat dirumuskan sbb :
MMI = 3 log a + 3/2
MMI = 4 log a – 1
Sehingga diperoleh tabel :
Tabel 2. hubungan percepatan dengan Modified Mercally Intencity Scale (MMI) (berdasarkan rumus
MMI = 3 Log a + 3/2).
Skala MMI
Percepatan Tanah a cm/det2
I
1.000
II
2.000
III
5.000
IV
10.000
V
20.000
VI
50.000
VII
100.000
VIII
200.000
IX
500.000
X
1000.000
XI
2000.000
XII
Tabel 3. Hubungan percepatan dengan Modified Mercally Intencity Scale (MMI) (berdasarkan rumus
MMI = 4 Log a - 1).
Skala MMI
Percepatan Tanah a cm/det2
I
4,217
II
7,499
III
13,335
IV
23,714
V
42,170
VI
74,989
VII
133,352
VIII
237,137
IX
421,697
X
749,894
XI
1333,521
XII
DR. Richter mengintroduce suatu skala yang dikenal dengan skala Richter. Menurutnya didefinisikan
bahwa :
“Magnitude adalah logaritma dari amplitudo (simpangan) maksimum dalam micron yang
tercatat pada 100 km dari epysentrum dengan alat pencatat standard Wood-Anderson, dimana alat ini
mempunyai priode bebas 0.8 detik dan pembesaran 2800 kali serta factor redaman 0.8”.
Jadi dengan demikian janganlah dikabulkan antara pengertian intensitas gempa dan magnitude gempa.
Intensitas ini bergantung pada :
1. Jarak Epicentre
2. Kedalaman Fokus (jarak dari hypocentre)
3. Magnitude Gempa
Intensitas
Episentrum
R
Hiposentrum
Gambar 1. Cara menentukan pusat gempa
Menurut Richter, hubungan antara parameter skala dengan parameter physik dirumuskan sbb :
Log E = 11.4 + 1.5 M
Besarnya energi yang dilepas oleh suatu gempa
Dimana
: E = Energi dalam erg (dyne cm)
M = Magnitude (skala Richter)
Hasil penyelidikan dari Donovan, mengetengahkan suatu persamaan yang dikenal dengan persaman
“Atenuasi” yang berbentuk :
0 , 58 M
A
max .
 1320
e
R  251,52
dengan deviasi standard = 0.84
R
= Jarak ke hypocentre
M
= Magntude gempa
3.
CONTOH HITUNGAN KORELASI SKALA GEMPA
a. Gempa ringan guncang Denpasar (kutipan harian Riau pos)
 Kejadian gempa pada hari Rabu 11 Maret 1998 pukul 23.33 WIB
 Merupakan gempa tektonik berkekutan 4.8 skala richter
 Episentrum gempa terletak 08.77 derajat lintang selatan & 115.01 derajat bujur timur atau 20
km di barat daya Denpasar
 Durasi gempa dirasakan lebih kurang 1 menit
 Pusat gempa hiposentrum terletak 80 km di bawah laut
 MMI (modified mercali intensity) berada pada skala III, artinya menurut petugas Badan
Meteorologi dan Geofisika (BMG), Kamis tanggal 12 Maret getaran dirasakan nyata dalam
rumah, terasa seperti truk lewat
Pembahasan :
2
2
R  20  80  82,462115 km
0 , 58 M
a
max .
a
max .
 1320 
e
R  25

1 , 52
2
21362,3865
 17,46391 cm/dt
1223,230134
 0,84  17,46391  14,66969 cm/dt
2
MMI = 3,968566  IV
b. Gempa di Sumatra Barat (kutipan harian Riau pos)
 Merupakan gempa tektonik berkekutan 6.5 skala Richter
 Episentrum gempa terletak 160 km kota Padang & 125 km dari kota Padang Panjang
 Pusat gempa hiposentrum terletak 40 km dibawah permukaan tanah
 MMI (Modified Mercali Intensity) berada pada skala IV
Pembahasan :
1. Dari Kota Padang
2
2
R  160  40  164,9242 km
0 , 58 M
a
2
e
57261,69
 1320 

 19,69799 cm/dt
R  251,52 2906,981
a
 0,84  19,69799  16,54631 cm/dt
max .
max .
2
MMI = 4,177688  IV
2. Dari Kota Padang Panjang
2
2
R  125  40  131,244 km
0 , 58 M
a
2
e
57261,69
 1320 

 26,50226 cm/dt
R  251,52 2160,634
a
 0,84  26,50226  22,26189 cm/dt
max .
max .
2
MMI = 4,693131  IV
c. Palu, diguncangg gempa 4.9 skala Richter (kutipan harian Riau Pos, hari Sabtu 1 Juni 2002)
Gempa tektonik yang menggoyang kota Palu di Sulawesi Tengah pada hari kamis malam (30/5)
berkekuatan 4.9 pada Skala Richter (SR). Hasil analisa BMG (Badan Meteorologi dan Geofisika)
Palu menyebut, gempa yang terjadi sekitar pukul 20.45 WITA berpusat pada koordinat 1.26
Lintang Selatan dan 119.43 Bujur Timur dengan kedalaman 62 kilo meter dari permukaan tanah.
“Sementara jarak pusat gempa sekitar 59 kilo meter arah barat daya Palu“, kata Sofyan, petugas
BMG setempat, Jumat (31/5) siang. Warga Palu sendiri merasakan getaran gempa itu cukup kuat
berkisar 2-3 MMI (Modificated Mercantly Intensity) dan kota Donggala sekitar 3 MMI. Pihak
Polresta Palu yang dihubungi terpisah menyatakan belum menerima laporan korban jiwa atau
kerusakan bangunan akibat gempa yang berlangsung lebih dari 10 detik itu (ant).
Pembahasan :
R  622  592  85,58621 km
0 , 58M
a
2
e
22638,04134
 1320 

 17,71795 cm/dt
R  251,52 1277,6899
a
 0,84  17,71795  14,883078 cm/dt
max .
max .
2
MMI = 3,993653  IV
4.
KESIMPULAN DAN SARAN
1.
Parameter Richter Magnitude tidak dapat memberitahu kita tentang besar efek-efek gempa bumi
pada lokasi tertentu, karena besar efek suatu gempa tergantung pada Richter magnitude dan jarak
lokasi sumbernya terhadap suatu lokasi lain tertentu.
2.
Adapun cara untuk memperoleh MMI ini adalah dengan menyebarkan petugas untuk mengadakan
wawancara dengan penduduk setempat dan sekitarnya dimana gempa itu terjadi. Hasil dari
beberapa wawancara dikumpulkan untuk dianalisa, yang selanjutnya ditetapkan &
diklasifikasikan skala MMI-nya.
3.
Dari hasil tersebut diatas dibuat suatu peta yang menunjukan tempat-tempat dimana gempa
dirasakan sama pengaruhnya. Peta yang demikian disebut PETA ISOSEISMAL
DAFTAR PUSTAKA
Kiyoshimoto, Analisis Perancangan Gedung Tahan Gempa, penerbit Erlangga, Jakarta, 1990.
Neil Morris, Gempa Bumi, penerbit PT. Elex Media Komputindo, 2002.
Dr. David L. Hutchisuni, ME, Phd. MNZIG, Design of Multistorey Earthquake Resistant Buildings,
penerbit Departemen Pekerjaan Umum, 1981.