Pertanyaan seputar Gemuruh/Dentuman dan Gelombang Gempa

Ilustrasi yang menggambarkan titik pusat gempa (focus/Hypocenter) dan Epicenter (titik dipermukaan yang merupakan proyeksi vertikal dari titik pusat gempa) yang diakibatkan oleh sesar yang menghasilkan gelombang seismik (Seismic waves) (sumber gambar: Plummer et al., 2015)

Setelah melakukan kegiatan lapangan Ekspedisi Poso (15-22 Mei 2019) dan melakukan edukasi kebencanaan geologi di beberapa desa di sepanjang sesar Poso Barat, terdapat beberapa pertanyaan menarik yang ingin saya bagikan di sini. Yang pertama pertanyaan mengenai suara gemuruh atau dentuman dari dalam tanah:

Q: Mengapa saat terjadi gempa di Meko (nama salah satu desa di bagian barat Danau Poso) disertai dengan suara gemuruh/dentuman dari dalam tanah?
A: Fenomena gemuruh/dentuman sebelum gempa, saat gempa maupun setelah gempa ini juga dikenal dengan nama “Earthquake Booms”. Suara gemuruh/dentuman tersebut merambat bersama gelombang gempa yang bersumber dari sesar/patahan yang terjadi. Analoginya saat kita mematahkan ranting kayu atau penggaris, saat patah akan terdengar suara/bunyi patahan (tapi klo ini suaranya merambat lewat udara).
Q: Lalu apa hubungannya dengan “Earthquake Swarm” atau Gempa Swarm?
A: Nah Gempa Swarm/ Earthquake Swarm itu adalah suatu istilah dimana suatu daerah mengalami beberapa kali gempa dalam waktu yang singkat. Nah bedanya apa dengan gempa susulan? kalo Gempa swarm ini susah dibedakan mana gempa susulan dan gempa utamanya karena waktu kejadian yang berdekatan dengan besar gempa yang hampir sama. Jadi hubungan antara earthquake swarm (gempa swarm) dengan suara dentuman dapat dibayangkan jika kita menabuh drum berkali kali, pasti suaranya juga akan lebih jelas kedengaran kan?
Selanjutnya yang kedua pertanyaan yang berkaitan dengan gelombang gempa

Q: Pak, gempa Meko (24/03/2019, 5,4 SR) ini berbeda dengan Gempa Palu (28/08/2018, 7,4 SR), saat gempa Palu itu tanah dan rumah-rumah di desa Meko bergoyang kanan kiri sedangakan ketika gempa Meko tanah dan rumah-rumah itu digoyang naik turun seperti gelombang. Kenapa seperti itu ya?
A: Seperti yang kita ketahui bahwa sesar yang aktif bergerak menyimpan energi yang sewaktu-waktu dilepaskan menghasilkan gempa. Nah, energi tersebut merambat ke berbagai arah (termasuk ke permukaan tanah) dalam bentuk gelombang seismik. Jenis-jenis perambatan gelombang ini bermacam-macam antara lain berupa gelombang permukaan (surface waves) dan bodi (body waves).

Ilustrasi Surface waves yang merambat di permukaan bumi (biru) dan body waves yang merambat di dalam bumi (merah) (eqseis.geosc.psu.edu)

A: Body waves merupakan gelombang yang merambat dari fokus/hiposenter gempa ke segala arah sedangkan surface waves merambat hanya di permukaan bumi dari episenter (perhatikan gambar ilustrasi pertama di atas).
A: Diantara dua gelombang di atas, yang paling merusak adalah surface waves atau gelombang permukaan. Berdasarkan ciri pergerakannya, gelombang permukaan dapat dibagi lagi menjadi Love Wave (pergerakan yang menyamping kanan dan kiri) dan Rayleigh Wave (pergerakan yang naik turun seperti gelombang). Dari ciri tersebut maka dapat disimpulkan bahwa di Desa Meko telah terjadi apa yang disebut dengan love dan rayleigh waves.

Ilustrasi gambar gelombang love wave (bergerak menyamping kanan-kiri) dan rayleigh wave (bergerak naik turun seperti gelombang) dengan ciri pergerakan yang berbeda. Rayleigh wave memiliki sifat yang lebih destruktif atau merusak gedung dibandingkan dengan love wave (sumber gambar: Plummer et al., 2015)

Mengapa banyak Gempa di Sulawesi?

“We now come to the Island of Celebes, in many respects the most remarkable and interesting in the whole region, or perhaps on the globe, since no other island seems to present so many curious problems for solution.”
Wallace, 1876

Sulawesi dikenal oleh para peneliti asing terdahulu sebagai Celebes. Sulawesi sejak dulu selalu menjadi daya tarik karena kekayaan sumber daya alam, flora, fauna dan tentu saja geologinya. Dalam bukunya (the Malay Archipelago, 1869) Afred Russel Wallace percaya bahwa persebaran fauna di Sulawesi dikontrol pula oleh geologi yang kompleks.

Sulawesi terbentuk dari amalgamasi beberapa pecahan blok kontinen yang berasal dari benua Australia. Salah satu konsekuensinya adalah gempa yang hingga saat ini terus terjadi di Sulawesi. Gempa tersebut terjadi karena adanya tabrakan serta pergeseran satu sama lain dari blok-blok yang membentuk Sulawesi.

Lingkaran kuning menunjukkan titik gempa dengan seismisitas M>5 dari data IRIS (1970-2018) dan lingkaran merah menunjukkan episenter dari pergerakan sesar Palu-Koro dengan M>4 (Valkaniotis et al., 2018).

Q: Mengapa bisa terjadi banyak gempa di Sulawesi?
A: Karena Sulawesi terletak diantara lempeng tektonik Eurasia (Sundaland), Indo-Australia dan Pasifik. Pulau Sulawesi terbentuk dari tabrakan beberapa lempeng tektonik kecil (microplates/terranes) yang berasal dari Australia. Batas lempeng yang bertabrakan tersebut hingga saat ini masih aktif bergerak sebagai sesar dan menghasilkan gempa.

Sulawesi merupakan produk amalgamasi dari blok kontinen Argo (Jawa Timur – Sulawesi Barat), Inner Banda (Sabah – NW Sulawesi) dan Sula Spur (Sulawesi Timur) yang semuanya berasal dari pecahan benua Australia (Gondwana)

Q: Apa hubungan tektonik lempeng dan gempa?
A: lempeng tektonik adalah bagian terluar dari bumi yang terdiri atas mantel bagian atas dan kerak (crust) yang aktif berjalan (dinamis). Jika membayangkan bumi sebagai telur maka lempeng adalah kulit telur, namun kulit telur yang retak-retak dibagian atas putih telur yang terus berputar/berotasi. Saat kulit telur tersebut saling berpapasan atau bertabrakan satu sama lain maka akan menghasilkan gempa.

Ilustrasu sederhana yang menggambarkan kejadian gempa pada batas lempeng yang saling bergerak menjauh, berpapasan dan bertabrakan. Sirkulasi pada bagian mantel terbentuk akibat adanya mantel panas yang naik dan kerak samudera dingin yang tenggelam.

Q: Daerah Sulawesi mana saja yang sangat rawan dengan gempa?
A: Dilihat dari peta lokasi gempa sejak 1970 dengan M>5 di atas dapat terlihat bahwa gempa banyak terdapat di Sulawesi Tengah khususnya sepanjang sesar Palu-Koro, lengan Sulawesi bagian timur dan utara Sulawesi yang berasosiasi dengan subduksi di daerah tersebut.

Sesar geser Palu-Koro berhubungan dengan subduksi Sulawesi Utara. Gambar di atas juga menunjukkan bagian lempeng yang mengalami subduksi (slab); Sangihe slab (hijau), Celebes/Sulawesi Slab (biru) dan Sula Slab (merah muda). Ketiga subduksi tersebut yang bertanggungjawab terhadap banyaknya gempa yang terjadi di daerah tersebut.

Jalur pertemuan dari berbagai blok kontinen yang berbeda umumnya menjadi suatu jalur sesar yang disebut dengan suture. Jika kita lihat peta geologi Sulawesi saat ini, banyak sekali sesar-sesar yang memotong Sulawesi, sebagian besar sesar tersebut masih aktif menghasilkan gempa. Oleh karena itu, masyrakat yang tinggal di Pulau Sulawesi harus selalu waspada dengan gempa dan bencana alam lain yang disebabkan oleh gempa yang dapat terjadi kapan saja.

Tanya Jawab seputar Gempa M6,9 Banggai-Sulawesi semalam

Q: Penyebab gempa barusan karena Sesar Sula Sorong ya?
A: Jika dilihat dari lokasi gempa (bintang pada gambar di atas) tidak berada dari sesar Sorong yg letaknya cukup jauh di selatan sepertinya tidak disebabkan oleh sesar sorong

Lokasi gempa ditandai dengan bintang, perhatikan sesar sorong yang letaknya cukup jauh di selatan (peta dasar dari CSEM EMSC)

Q: Jadi sesar apa yang menyebabkan gempa?
A: Berdasarkan hasil analisis focal mechanisms/moment tensor pada gambar di atas (bola hitam putih yang kayak bola voli) lebih menunjukkan sesar mendatar atau geser (strike-slip fault, sumber dari GFZ, IPGP, dan BMKG) dan satu analisis yang menunjukkan sesar oblique reverse atau geser-naik (pergerakan vertikal dan horizontal, sumber dari CPPT)

Q: Bagaimana focal mechanisms/moment tensor bola voli itu bisa didapatkan?
A: Seismologist melakukan metode komputasi berdasarkan gelombang pertama P yang tercatat di seismogram pada stasiun pengamatan gempa. Hasil analisis berupa bola yang menunjukkan bidang sesar yang berhubungan gempa yang terjadi. Kuadran putih pada bola dengan huruf (T: Tensional) menunjukkan arah stress kompresi minimum dan kuadran hitam dengan huruf (P: Pressure) menunjukkan arah kompresi maksimum.

Bola voli (beach ball) focal mechanisms yang menunjukkan bidang sesar yang merupakan hasil proyeksi ke suatu bidang datar dari bagian bawah bola

Q: Kalo seperti itu bisa ada dua bidang sesar dong?
A: Yup
Q: Terus kalo kasusnya sesar geser yang mengakibatkan gempa ini gimana kita tau sesarnya yang arah NE-SW atau NW-SE?
A: Untuk ini dibutuhkan pengetahuan geologist terhadap geologi regional daerah sekitar untuk menginterpretasi sesar tersebut. Untuk gempa ini setidaknya bisa ada 2 interpretasi dengan arah jurus sesar yang berbeda