Gempa bumi bisa terjadi tiba-tiba tanpa peringatan karena energi besar terlepas di bawah permukaan Bumi. Karena itu, tidak mengherankan bahwa gempa bumi termasuk bencana alam paling mematikan di planet kita. Gempa terjadi ketika energi besar dilepaskan dari kerak Bumi dalam bentuk gelombang seismik yang bisa merusak infrastruktur ketika mencapai permukaan. Meskipun sekitar 20.000 gempa terjadi setiap tahun, kebanyakan tidak terasa dan terlalu lemah untuk menyebabkan kerusakan.
Apa penyebab gempa bumi?
Gempa bumi dipicu oleh berbagai proses termasuk letusan gunung berapi, longsor, dan bahkan tabrakan meteor. Namun, penyebab gempa bumi yang paling umum terletak jauh di bawah kaki kita dalam bentuk lempeng tektonik.
Di antara atmosfer di atas dan astenosfer di bawah (lapisan atas mantel Bumi) terletak lapisan terluar Bumi — litosfera. Lapisan ini terdiri dari banyak potongan, atau lempeng, yang saling bergerak di atas astenosfera seperti puzzle. Suhu di astenosfera berkisar dari 2.370 derajat Fahrenheit hingga 3.090 derajat Fahrenheit (1.300 derajat Celsius hingga 1.700 derajat Celsius) dan kedalamannya berkisar dari 62 mil hingga 155 mil (100 km hingga 250 km) di bawah permukaan Bumi. Suhu tinggi menyebabkan lapisan astenosfera memiliki elastisitas yang cukup untuk “mengalir” — meskipun berbentuk padat — menurut situs pendidikan Study.com. Lapisan lentur ini dapat mengalir perlahan di bawah konveksi panas dan membantu memindahkan magma dan batuan melalui Bumi, berkontribusi pada pergerakan lempeng tektonik.
Ketika dua lempeng mencoba bergerak melewati satu sama lain, gesekan mencegah mereka meluncur dengan mudah, menyebabkan stres membangun di titik kontak. Meskipun pergerakan mereka terhambat, lempeng-lempeng ini tidak pernah berhenti bergerak, sehingga pada akhirnya sesuatu harus terjadi.
Akhirnya, batuan tersebut tergelincir, melepaskan energi besar dalam gelombang yang bergerak melalui inti Bumi ke permukaan dan menghasilkan getaran yang kita rasakan selama gempa bumi. Titik di permukaan Bumi yang terletak tepat di atas fokus — atau hiposenter — gempa bumi dikenal sebagai episenter.
Gempa bumi dapat terjadi di mana saja antara permukaan Bumi dan sekitar 700 kilometer ke dalam menurut pernyataan dari USGS. Mereka umum terjadi di sepanjang batas lempeng dan menurut British Geological Survey, lebih dari 80% terjadi di sekitar tepi Samudra Pasifik, di wilayah yang dikenal sebagai “Ring of Fire.” Namun, beberapa gempa bumi dapat terjadi jauh dari batas lempeng, tepat di tengah lempeng. Gempa-gempa ini dikenal sebagai gempa intraplate dan meskipun sedikit yang diketahui tentang mereka, beberapa ilmuwan percaya bahwa mereka disebabkan oleh sesar-sesar yang sudah ada dan terbentuk dalam kerak Bumi jauh sebelumnya.
BACA JUGA: 8 Aplikasi Deteksi Gempa Bumi untuk HP Android
Bagaimana gempa bumi terdeteksi dan diukur?
Cabang ilmu yang berkaitan dengan studi tentang gempa bumi dan peristiwa terkaitnya dikenal sebagai seismologi.
Seismograf atau seismometer adalah alat yang digunakan untuk mendeteksi dan mengukur gerakan tanah akibat aktivitas seismik. Seismogram adalah catatan gerakan tanah, menurut British Geological Survey. Seismometer sederhana terdiri dari pena yang terpasang pada massa tergantung yang — ketika tanah bergerak — akan bergerak karena inersianya dan merekam gerakan tersebut pada penampang kertas yang berputar. Seismometer yang lebih canggih merekam gerakan tanah dalam tiga dimensi: atas dan bawah, timur ke barat, dan utara ke selatan.
Ilmuwan menggunakan data ini untuk menghitung ukuran gempa bumi, yang dikenal sebagai magnitudo.
Skala Richter mungkin merupakan cara paling terkenal untuk mengukur magnitudo gempa bumi. Dikembangkan pada tahun 1935 oleh Charles F. Richter, skala logaritmik ini dirancang untuk membandingkan ukuran gempa bumi di wilayah California.
Skala Richter bergerak dari 1 hingga 10, di mana setiap kenaikan satu poin dalam skala mewakili peningkatan magnitudo sebesar sepuluh kali lipat. Magnitudo gempa bumi berkaitan dengan amplitudo (jarak dari garis tengah ke puncak atau dasar gelombang) gelombang yang direkam oleh seismograf.
Salah satu masalah dengan teknik ini adalah bahwa amplitudo gelombang gempa bumi tidak hanya dipengaruhi oleh gempa bumi itu sendiri, tetapi juga oleh jarak antara seismometer dan episenter serta bahkan jenis batuan yang dilalui gelombang tersebut. Oleh karena itu, berbagai penyesuaian perlu dilakukan pada data seismometer untuk memperhitungkan variasi kondisi, sehingga magnitudo yang dihitung tetap sama terlepas dari di mana itu diukur.
Seiring semakin banyak seismometer dipasang di seluruh dunia, menjadi sangat sulit untuk menyesuaikan data agar “sesuai” dengan skala Richter karena terlihat bahwa skala itu hanya berfungsi untuk rentang frekuensi dan jarak tertentu, menurut USGS.
Oleh karena itu, ilmuwan kemudian menciptakan skala baru yang dapat digunakan di seluruh dunia yang disebut magnitudo momen. Momen mengacu pada jumlah energi yang dilepaskan pada saat terjadi geseran pada sesar dikalikan dengan luas permukaan sesar yang terpengaruh. Ini dapat diestimasi menggunakan seismometer dan terkait dengan total energi yang dilepaskan dalam gempa bumi. Magnitudo momen adalah perkiraan ukuran gempa bumi yang paling dapat diandalkan.
Efek gempa bumi pada permukaan Bumi — intensitasnya — dievaluasi dengan Skala Intensitas Modified Mercalli (MM). Skala ini agak ambigu, karena tidak didasarkan pada nilai numerik tetapi malah memberikan peringkat berdasarkan efek yang dapat diamati. Hal ini dapat menyesatkan karena dua gempa bumi dengan magnitudo yang sama yang melanda dua area dengan tingkat kesiapsiagaan gempa bumi yang berbeda atau dengan komposisi geologi yang berbeda akan menghasilkan penugasan peringkat intensitas yang sangat berbeda.
BACA JUGA: Cara Menyelamatkan Diri Saat Gempa Bumi Terjadi
Gempa bumi juga ada manfaatnya lho
Mungkin mengejutkan untuk mendengar bahwa gempa bumi dapat bermanfaat, tetapi sebenarnya gempa bumi dapat memberi tahu kita banyak hal tentang Bumi, termasuk di mana letak lapisan geologi yang berbeda.
Ketika seismometer di seluruh dunia mendeteksi gelombang seismik, mereka mencatat kecepatannya, yang memberi tahu ilmuwan banyak hal tentang komposisi, suhu, dan tekanan material yang dilalui gelombang tersebut.
Lokasi dan magnitudo gempa bumi juga dapat memberikan wawasan tentang proses tektonik Bumi yang sedang berlangsung. Pengetahuan tektonik yang meningkat membantu ilmuwan memperbaiki perhitungan mereka terkait probabilitas kejadian seismik di sepanjang sesar tertentu, menurut Woods Hole Oceanographic Institution.
