Mengenal Kegempaan Sumatera : Geologi Gempa

MENGENAL KEGEMPAAN DI PULAU SUMATERA

Oleh : M. ANWAR SIREGAR

Suatu gempa bumi yang berarti pelepasan energi secara tiba-tiba, energi tersebut diteruskan melalui bumi ke segala arah dalam bentuk gelombang-gelombang seismic, pantulan gelombang energi gempa itu mengguncang permukaan sehingga bangunan-bangunan yang ada diatasnya ikut bergetar, getaran diakibatkan oleh adanya patahan pada satuan blok massa batuan yang menyusun lempeng-lempeng bumi yang saling bertumbukan, bergeser dan memisahkan diri diantara kedua lempeng.

Gelombang-gelombang ini bias berupa gelombang transversal dan gelombang longitudional yang merambat masuk ke dalam bumi dan dapat ditangkap melalui suatu alat yang dinamakan seismograf. Seismograft ini mencatat setiap perubahan yang dipantulkan oleh getaran-getaran yang ada didalam permukaan bumi.

Pulau Sumatera yang mengalami pematahan sepanjang Pulau dari Teluk Semangko di Lampung hingga ke Utara di Banda Aceh ini di susun oleh blok massa batuan yang bergerak secara horizontal atau mendatar. Pergerakan blok massa batuan sepanjang jalur patahan ini telah membentuk lembah-lembah tektonik yang ada disepanjang patahan seperti lembah Aceh. Lembah Alas, Lembah Silindung, Lembah Batang Gadis Angkola, Lembah Sumpur, Lembah Sarulla, dan Lembah Sibuhuan.

Pada patahan Pulau Sumatera terdapat ruas yang terkunci (locked segment) yang terletak di Utara Propinsi Utara dan tarutung (Sumatera Utara) yaitu ruas-ruas yang tidak aktif kegempaannya di sepanjang jalur patahan itu yang memungkinkan terjadinya bagi pengumpulan energi pada blok massa batuan yang ada disebelah kiri-kanan patahan besar Sumatera untuk selanjutnya dilepaskan dalam wujud gempa bumi dengan sekala tertentu. Kondisi terkunci berhubungan dengan kedudukan batuan di blok-blok massa batuan yang terpatahkan yang berada pada posisi terjepit, keadaan menjepit atau mengunci akan mengkonsentrasikan akumulasi gaya pada blok massa batuan. Akumulasi gaya pada blok massa batuaan akan menempatkan batuan pada keadaan terkompresi (terperas) dan sesuai dengan hokum atau teori bingkas kenyal, batuan akan melentur secara elastic yang merambat dalam batuan yang kemudian mengalami peretakan yang dihasilkan berupa getaran gelombang, getaran gelombang ini disebut gempa. Getaran gelombang juga dapat merambat dan tesalurkan melalui jalur patahan yang sudah terbentuk melalui proses pembantukkan permukaan lempeng atau gangguan sedimentasi sehingga terbentuk rongga yang kosong.

Dengan demikian daerah yang berada atau sebagai ruas yang terkunci pada jalur patahan merupakan bagian pusat gempa. Jadi gempa bumi yang terjadi adalah akibat akumulasi tekanan dan desakan karena batuan mengalami ruas yang terkunci yang akanmenyebabkan terkumpulnya/terpusatnya energi. Selanjutnya energi itu bergerak secara perlahan, gerak tersebut akan menegan secara elastic pada bagian-bagian pembatuan yang letaknya dekat patahan. Jika tegangan (stress) menjadi lebih besa dari gaya gesek (daya friksi) patahan maka “titik kritis” akan terlampaui dan terjadilah retakan atau sobekan (rupture) pada titk yang paling lemah ikatannya.

Titik mula adanya rupture itu disebut hiposenter atau fokus. Dari fokus ini retakan merambat secara cepat melalui permukaan bidang patahan yang menyebabkan bagian-bagian pembatuan di kiri-kanan patahan bergeser ke arah yang berlawanan. Setelah adanya pelepasan energi secara tiba-tiba, maka bagian-bagian batuan yang terletak di kiri-kanan patahan akan memantulkan kembali ke titik keseimbangan. Kejadiannya berlangsung beberapa detik. Maka energi yang terkumpul pada batuan dilepaskan sebagai panas (heat) karena adanya gesekan (friksi) dan sebagai gelombang-gelombang seismik

Jenis gempa yang umumnya dirasakan adalah gempa tektonik karena terjadi jika batuan atau formasi batuan terpatahkan dengan tiba-tia akibat bekerjanya gaya-gaya geologi di dalam bumi, jenis gempa lainnya yaitu gempa bumi vulkanik, yang dinamakan demikian karena kejadiannya berbarengan dengan aktivitas gunungapi, keduanya berbeda mekanisme terjadinya. Gempa bumi yang terjadi di Propinsi Bengkulu adalah jenis gempa bumi tektonik dengan Skala Richter 7.3 seperti yang kita lihat di media massa elektronik dan yang ditulis oleh Koran Harian WASPADA.

PERGERAKAN TEKTONIK LEMPENG PULAU SUMATERA

Indonesia termasuk sebagai salah satu wilayah dimuka Bumi ini mempunyai tatanan geologi yang sangat rumit, keadaan ini disebabkan karena leteknya yang terdapat tiga pertemuan lempeng besar (mega plates) yaitu Hindia-Australia di Selatan. Lempeng Pasifik di sebelah Barat dan Lempeng Asia Tenggara di sebelah Utara, ketiga lempeng tersebut akan saling bergeraka satu sama lain, ada yang bersifat menjauh, ataupun mendekati kemudian menjauh lagi, keadaanya selalu bergerak atau yang dinamakan dengan Astenosphere.

Gambar 1 : Peta Tektonik Sumatera ( Sumber : Modifikasi dari Sutriyono, 1998).

Ketiga lempeng tersebut bergeser dari sumbernya di Pematang-pematang Tengah Samudera, dengan arah kecepatan yang berubah-ubah setiap tahun sejak Mesozoik (Mesozoik istilah geologi mengenai sejarah waktu geologi, sekitar 700 juta tahun yang lalu ). Sebagai akibat daripada gerak lempeng tersebut yang rumit, maka sifat daripada wilayah Indonesia (Sumatera) dicirikan oleh perubahan-perubahan yang menerus daripada susunan lempeng, jalur-jalur tumbukan, sesar-sesar “transform” dan busur-busur yang bergeser seperti yang terlihat di Pantai Barat Sumatera, misalnya pulau-pulau Nias dan Pulau Simeulue.

Pulau Sumatera yang terletak pada tepi Selatan dari Lempeng Benua Eurasia, yang berinteraksi  dengan Lempeng Samudera India-Australia yang bergerak kea rah Timurlaut, di Utara pertemuan antara kedua lempeng tersebut diatas dita dai oleh daerah tumbukan antara India dan Asia sepanjang pegunungan Himalaya. Ke arah Selatan gerak antara bagian kerak Samudera dari Lempeng India-Australia dengan kerak Benua dari Lempeng Eurasia ini ditentukan oleh terbentuknya jalur subduksi (penunjaman) sepanjang 6500 kilometer yang membentang mulai dari Laut Andaman di Selatan Burma ke Palung Nikobar dan selanjutnya ke Palung Sunda di sebelah Barat Pulau Sumatera dan Selatan Jawa.

 

 Gambar 2 : Seismity dan pergerakan Lempeng Sumatera [Sumber : Danny Hilman Natawijaya, California Institute of Technology]

PATAHAN SUMATERA

Penyebab timbulnya ketegangan pada sepanjang garis patahan Sumatera yang panjangnya 1650 km ini terdapat daerah sangat lemah dari kerak Pulau Sumatera, sewaktu-waktu tegangan itu dilepaskan dalam bentuk energi yang berwujud gempa karena tekanan dan desakan akibat kondisi kulit bumi yang retak dari satu sisi dengan sisi yang lain dan bergerak horizontal, pergerakan itu umumnya dimulai dari kanan, yaitu pada bagian Utara Bukit Barisa yang merupakan dinding Utara yang terletak di Tarutung dan lembah-lembah yang ada di Aceh. Umumnya mendapatkan desakan kea rah Tenggara, sedangkan bagian Selatan mendapatkan desakan kearah Baratlaut. Timur bergerak juga  kea rah Tenggara dan blok Barat bergerak sebaliknya. Walau pergerakan ini tidak pernah dirasakan sehari-hari, namun pada saat gempa bumi, maka loncatan dari pergerakan ini dapat mencapai lebih dari 1 meter. Sebagai contoh pada saat gempa bumi Tarutung 1982 loncatan mencapai 1,3 meter. Padang Panjang pada tahun 1926 sebesar 60 centimeter dan gempa bumi Tes di Sumatera Selatan tahun 1953 tercatat 50 cm. Dan patahan aktif dengan pergerakan horizontal itu sama seperti Patahan San Andreas di California. Sedangkan gempa bumi yang berlangsung di Sumatera yaitu gempa bumi Bengkuli dengan pergeseran 7-15 cm berupa pelengseran badan jalan.

Selama ketegangan berlangsung, sesekali terdapat gempa kecil yang kadang-kadang mendahului gempa utama yang sangat merusak. Gempa-gempa kecil itu tidak terasa karena kekuatan gempa di bawah 4.0 Skala Richter, hingga kekuatan batuan yang akan terakumulasii hingga menimbulkan ketegangan. Bila ketegangan sudah lepas, timbullah gempa bumi yang sangat keras (main shock) dan merusak bangun-banguan yang dilewatinya. Selanjutnya, sesudah lepas energi, kerak bumi mencari keseimbangan kembali. Namun selama proses ini akan disertai pula dengan pelepasan energi sehingga timbullah gempa susulan (after shock). Gempa susulan ini dapat berlangsung selama beberapa hari tergantung dari besar kecilnya gempa utama.Guncangan gempa susulan biasanya ada mendekati kekuatan 5.9 SR yang cukup kuat dan terasa sehingga dapat menimbulkan efek kerusakan pada bangunan lebih lanjut.

DAERAH KEGEMPAAN DI PULAU SUMATERA

Mencermati beberapa peristiwa gempa yang terjadi di Pulau Sumatera, terutama yang terjadi pada sepanjang Patahan Sumatera berjarak 1650 km maa daerah ini termasuk sebagai daerah kegempaan yang sepanjang tahun selalu melepaskan energi yang berwujud gempa bumi.

Daerah-daerah yang pernah mengalani kegempaan pada jalur patahan ini adalah Tapanuli, 1982, Kerinci 1909 dan 1995, Padang Panjang 1926, Alas, 1916 dan 1921, Aceh 1985 dan 1991, Bengkulu 1991 dan 200, Pahae Jae (Lembah Batang Toru) 1984, Siberut 1996, Tarutung 1987, Tes, 1952 dan Liwa 1933 dan 1993, yang terakhir menurut Van Bemmelen dalam bukunya Tektonogran of South Sumatera 1934 tepat diatas sesaran Sumatera yang rawan gempa.

Sepanjang patahan ini berderet-deret lembah-lembah yang lurus memanjang dan merupakan daerah-daerah yang sangat subur, karena disini tumbuh tanah mengendap. Topografinya datar dan air mudah diperoleh. Karena itu lembah-lembah ini menjadi pemukiman yang ideal. Namun dibalik itu, tersimpan bahaya karena lembah tersebut yang memanjang berangkaian di Bukit Barisan itu merupakan zona lemah paatahan Sumatera, karena pergeseran kerak bumi Sumatera pada kedalaman 30 sampai 60 kilometer yang terjadinya gempa bumi.

Selain di daerah ini juga terdapat endapan belum mengalami pengerasan atau pendinginan, atau dikenal daerah yang lapisannya bersifat seperti ”bubur”, karena daerah ini juga sering mengalami pelongsoran yang luar biasa karena lpisan tanahnya masih lembek sehingga menghasilkan efek likuafaksi dan amplifikasi seismik jika terjadi gempa yang kuat. Juga merupakan daerah vulkanisme yang sangat kuat dimana masih terdapat gunungapi yang masih aktif.

Gempa bumi yang terjadi di Pulau Sumatera selalu disertai gerakan horizontal maka tanah bisa retak, kadang-kadang berukuran cukup panjang seperti di Liwa pada tahun 1993 dan terdapat tanah retak sepanjang kurang lebih 1 km. Sementara topografi (roma muka bumi) yang terjal menimbulka tanah longsor karena goncangan dan retakan. Sedangkan pergerakan horizontal dapat menimbulkan kerusakan pada bangunan dan prasarana lain.

Gempa bumi yang terjadi di Bengkulu, dimana pusat gempa berada pada 60 km di lautan Sumatera, juga mengalami pelengsuran badan jalan seperti kita lihat di beberapa masa media baik elektronik dan harian, semua ini diakibatkan oleh karena lembah struktur yang membentuk Pulau Sumatera. Gempa Bumi Bengkulu ini disebabkan posisi daerah tersebut berada pada ujung Sumtera mengalami desakan didaratan karena terjadi akumulasi energi, serta adanya massa batuan yang mengalami penguncian dan merupakan pusat pertemuan subduksi disekitar pulau Enggano, maka asal pusat gempa yang berada di lautan merambatkan gelombang seismik kedaratan, begitu tiba, tenaga yang datang mengalami desakan dari daratan yang juga mau melepaskan energi karena berada pada jalur tekanan dan desakan pergerakan lempeng India-Australia di Selat Sunda yang mendesak ke Utara dan Bumi Bengkulu mengalami ruas penekanan di dua arah pusat terjadinya gempa yaitu Daratan dan Lautan. Maka timbullah gempa keras dan merusak.Gempa tektonik dengan fokus dangkal ini langsung membuka daerah-daerah yang lemah yang ada disepanjang patahan besar Sumatera. Kebetulan Bengkulu menghadap ke lautan Samudera Indonesia menghadapi hantaman dua arah seismik satu datangnya dari lautan dan tiba didaratan bertemu lagi dengan seismik yang ada didaratan terutama yang berada di segment patahan Bengkulu dan Sumani di Sumatera Barat, akibatya gempa bumi dirasakan sangat kuat dan merusak. Jadi, Bengkulu memang termasuk pusat jalur gempa bumi dunia baik lewat daratan maupun lautan karena disebelah Selatan Pulau Jawa terdapat zona penujaman, yang tidak jauh 100 km dari pusat gempa Bengkulu baru-baru ini.

GEJALA LAPANGAN SEBAGAI AKIBAT GEMPA BUMI

Selama gempa bumi, biasanya terjadi perubahan-perubahan yang ditimbulkan yang terdapat pada lapisan-lapisan  tanah. Pada umumnya pergeseran-pergeseran sesaran-sesaran itu berlaku didalam bumi, berjurusan, mendaftar, vertikal dan menujam.

Beberapa tempat patahan besar Sumatera merupakan zona yang mudah ditembus oleh kegiatan vuklanik (kegunungapian, seperti yang sudah dijelaskan diatas, dimana masih ditemukan gunungapi yang masih aktif, bila terjadi gempa bumi disepanjang patahan itu yang dipicu oleh getaran gunungapi tektonik Patahan Sumatera akan terlihat panas yang dikandng gunungapi yang bersentuhan dengan air dalam tanah pada daerah topografi yang ditempati oleh penduduk sehingga dapat menimbulkan bahaya gabi penduduk yang bersangkutan selain mengalami gempa bumi, juga dapat mengalami bahaya racun  yang dikandung oleh air karena dapat mengalami letupan uap yang terkadang beracun. Contoh gempa yang terjadi pada Patahan Semangko dimana bahan hasil pergerakan horizontal diisi oleh bahan-bahan vulkanik masam dan intermedier adalah antara Liwa dan Kota Agung di Sumatera Selatan yang panjangnya kira-kira 45 kilometer dan lebanya 10 kilometer.

Longsoran-longsoran tanah yang terdiri dari batuan-batuan lepas jga sebagai sebab langsunng dari gempa bumi. Longsoran-longsoran ini dapat menyebabka perubahan-perubahan dalam jalannya sungai-sungai, terjadinya danau karena pembendungan sungai oleh tanah yang longsor, pemotongan aliran sungai. Celah-celah dan belahan-belahan tanah juga sering terjadi selama gampa bumi yang biasanya terisi kembali dengan tanah-tanah yang lepas. Berupa material tanah rombakan dan tanah terban dan vulkanik yang diendap melalui proses sedimentasi.

Semua gejala-gejala yang telah dibayangkan diatas, adalah sebab langsung dan bukan akibat dari statu gempa bumi. Sebab langsung seperti pelengseran, pergerakan tanah, dan lain sebagainya adalah pengejaan dari primer. Sedangkan akibat gempa bumi seperti kebakaran adalah pengerjaan sekunder dari gempa bumi. Seperti juga hancurnya bangunan-bangunan yang ada diatasnya.

Diterbitkan Surat Kabar Harian “WASPADA” Medan, Tanggal 26 Oktober 1999