PENGENALAN SEISMOLOGI
Seismologi berasal dari dua kata dalam bahasa Yunani, yaitu seismos yang berarti getaran atau goncangan dan logos yang berarti risalah atau ilmu pengetahuan. Orang Yunani menyebut gempa bumi dengan kata-kata seismos tes ges yang berarti Bumi bergoncang atau bergetar (Wikipedia).
Pengertian Seismologi itu sendiri sebenarnya adalah studi tentang pembangkit, propagasi, dan perekaman gelombang elastik dalam bumi atau dalam benda angkasa lainnya (Afnimar,2009). Pembangkit yang paling besar dan bersifat merusak adalah gempa bumi. Jadi Seismologi sering diartikan sederhana sebagai ilmu yang mempelajari gempa bumi dan segala aspek yang berurusan dengannya. Seismologi sendiri merupakan cabang dari Solid earth physics (Fisika Bumi Padat) yang merupakan cabang ilmu geofisika.
Catatan-catatan tentang Seismologi :
- # Memerlukan berbagai disiplin ilmu, menghubungkan fisika dengan ilmu geosains lainnya (geologi, geografi, geodesi). Juga didukung dengan ilmu penunjang yang lain seperti matematika dan statistika.
- # Ilmu yang internasional dan masih sangat muda (muncul pada paruh kedua abad 19). Seismologi berkembang dengan munculnya teori elastisitas oleh Cauchy dan Poisson sebagai teori dasarnya pada pertengahan abad 19.
Pembagian Seismologi
1. Seismologi Observasi (Observational Seismology), meliputi :
- Pendeteksian dan perekaman gempa-gempa yang terjadi di permukaan bumi (Microseismology)
- Mengamati efek-efek dari gempa yang terjadi (Macroseismology) 2. Seismologi Teknik (Engineering Seismology), meliputi :
- Estimasi bencana seismik dan resikonya
- Perancangan bangunan-bangunan tahan gempa 3. Seismologi Fisis (Physical Seismology), meliputi : - Studi tentang sifat-sifat interior bumi
- Studi tentang karakteristik fisika dari sumber-sumber gempa 4. Seismologi Eksplorasi (Explorational Seismology), meliputi :
- Penerapan metode-metode seismik dalam pencarian sumber daya alam
Di Indonesia, bidang Seismologi banyak dikerjakan oleh Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) yang memiliki tupoksi dalam pengamatan (observasi) gempa bumi dan tsunami. BMKG juga memiliki bidang Seismologi Teknik yang melakukan kerja sama dengan banyak pihak dalam pemberian data guna mendukung perancangan konstruksi tahan gempa.
Seismologi pada mulanya merupakan ilmu yang mempelajari tentang gempabumi, tetapi karena perkembangan dari pengetahuan dan teknologi, seismologi telah tumbuh menjadi sangat luas dengan bertambahnya beberapa cabang lain. (Dimas Salomo – Taruna BMKG)
Geofisika mirip dengan mempelajari dan menerjemahkan pesan alam yang disampaikan melalui bahasa fisika seperti bahasa getaran, elektromagnetik, resistivitas, gaya berat, magnetik, suhu dan radiometri ke bahasa manusia. Informasi kandungan bawah permukaan bumi diukur dengan menggunakan alat ukur sesuai dengan parameter yang akan diamati. Di dalam setiap pengukuran suatu besaran fisika dan semua pengaruh medium bumi masuk ke dalam alat ukur
untuk dilakukan pemrosesan data secara seksama. “Obyek yang akan dikaji
adalah sinyal”.
-Prof. Dr. Sismanto, M.S, Guru Besar FMIPA UGM- Sejarah Singkat Seismologi ( Bagian 1)
6:10 AM Geofisika, Seismologi No comments
seismologi adalah studi tentang sumber gempa (kebanyakan gempa ) , gelombang yang mereka hasilkan , dan sifat dari media melalui mana perjalanan gelombang . dalam bentuk modern subjek berusia lebih dari 100 tahun , namun upaya untuk memahami gempa bumi kembali ke awal ilmu pengetahuan . jalannya seismologi , lebih dari itu banyak ilmu-ilmu lainnya , telah dipengaruhi oleh objeknya studi dari Lisbon pada tahun 1755 melalui Kobe pada tahun 1995 , gempa bumi merusak telah memicu minat ilmiah dan cukup sering , dukungan sosial untuk studi seismik .
artikel ini menjelaskan sejarah seismologi sampai sekitar tahun 1960, dengan sketsa singkat tema utama sejak saat itu . untuk menutupi sejarah ini di ruang yang tersedia membutuhkan cukup banyak pilihan . setiap pembacaan literatur lama menunjukkan bahwa banyak ide-ide besar yang diusulkan jauh sebelum mereka menjadi berlaku umum : misalnya , yang gemetar adalah gelombang disebarkan dari sumber , bahwa beberapa gempa ( setidaknya ) disebabkan oleh faulting , dan bahwa bumi berisi inti cair. saya punya karena itu kurang pada terjadinya awal dari sebuah ide daripada waktu ketika menjadi sesuatu yang dianggap serius dalam komunitas seismologi .
setiap hari: ada sekitar 50 gempa cukup kuat dirasakan secara lokal, beberapa ini menghasilkan gelombang seismik jauh yang dapat diukur dengan instrumentany
sensitif mana di dunia dan setiap beberapa hari: ada gempa yang cukup kuat untuk struktur kerusakan.
seismologi adalah studi ilmiah dari gelombang seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi.
tujuan ilmiah dan praktis seismoligy:
a. untuk belajar tentang struktur bumi (pengamatan langsung dari bumi yang mendalam tidak mungkin) dan fisika dari gempa bumi
b. untuk membuat lingkungan manusia direkayasa aman seismologi adalah ilmu muda, baru berusia sekitar 150 tahun.
sebelum studi ilmiah dimulai, ide tentang gempa sebagian besar didasarkan pada mitos dan supersition.(baca juga artikel mitos dan seismologi masa lalu)
awal 1800-an
teori perambatan gelombang elastis dalam bahan padat dikembangkan oleh Cauchy poisson stoke rayleigh dan lain-lain . mereka menggambarkan gelombang tubuh primer dan sekunder ( P - dan S - gelombang ) dan gelombang permukaan . ( teori adalah jalan di depan pengamatan ) .
1857
R.Mallet seorang insinyur Irlandia perjalanan ke Italia untuk mempelajari kerusakan yang disebabkan oleh dekat Naples . karyanya umumnya dianggap sebagai upaya serius pertama di seismologi observasional . kontribusi nya :
a . memancarkan gelombang gempa dari fokus utama
b . gempa dapat ditemukan dengan memproyeksikan ada gelombang mundur ke arah sumber
c . observatorium harus dibentuk untuk memantau gempa 1875
F.Cecchi membangun pertama seismograf waktu perekaman di Italia . instrumen kualitas tinggi yang kemudian dikembangkan oleh para ilmuwan Inggris di Jepang . ada instrumen awal yang undamped ( teredam ) dan karena itu tidak akurat setelah kepalan beberapa siklus gemetar .
1897
seismograf pertama di america utara dipasang di menjilat observatorium dekat san jose california . alat ini nantinya akan merekam 1906 san francisco gempa . E.Wiechert mengembangkan seismograf tinju dengan redaman viskos mampu menghasilkan catatan yang berguna untuk seluruh durasi getaran tanah .
awal 1900-an
BBGalitzen mengembangkan seismograf elektromagnetik pertama di mana pendulum bergerak menghasilkan arus listrik dalam kumparan , dan membangun jaringan stasiun seismik di seluruh Rusia.
desain baru akan terbukti jauh lebih akurat dan dapat diandalkan dibandingkan instrumen mekanik sebelumnya, semua seismograf modern elektromagnetik .
1906
HFReid , seorang insinyur Amerika , studi jalur survei di seluruh san andreas kesalahan diukur sebelum dan sesudah 1906 san francisco gempa . ia mengusulkan sebuah " elastis Rebound " teori asal-usul gempa , di mana akumulasi energi elastis dilepaskan secara tiba-tiba oleh slip pada kesalahan .
Pengamatan gempa bumi di Indonesia berawal pada tahun 1898 saat pemerintah Hindia Belanda mengoperasikan seismograf mekanik Ewing. Kemudian pada tahun 1908 dipasang seismograf Wiechert komponen horizontal yang pada tahun 1928 dilengkapi dengan seismograf Wiechert komponen vertikal. Pemasangan kedua jenis seismograf tersebut dilakukan di beberapa kota yaitu Jakarta, Medan, Bengkulu dan Ambon. Dengan instrumen yang ada dilakukan pemantauan gempa bumi meskipun dengan tingkat keakuratan rendah jika dibandingkan saat ini.
Pada tahun 1953 BMG sebagai instansi yang terkait dengan pengamatan gempa bumi memasang seismograf Elektromagnetik Sprengnether di Lembang - Bandung yang disusul dengan pemasangan seismograf bertipe sama di Jakarta, Medan, Tangerang, Denpasar, Ujungpandang, Kupang, Jayapura, Manado dan Ambon sehingga terbentuk jaringan seismograf yang pertama kali di Indonesia. Seismograf 3 komponen ini beroperasi di sepuluh kota tersebut sampai dengan tahun 1980-an.
Pada tahun 1964 di stasiun Lembang dipasang Seismograf Teledyne Geotech yang termasuk dalam jaringan WWSSN (World Wide Standard Seismololgical Network). Seismograf ini memiliki 6 komponen dan mengalami modifikasi pada tahun 1978. Kemudian pada tahun 1974 UNDP-Unesco mengadakan proyek pengembangan seismologi di Indonesia yang antara lain meliputi standarisasi seismograf dan proses pengolahan data gempa bumi serta pengembangan jaringan pemantau. Salah satu bentuknya adalah pemasangan seismograf periode pendek (Short Period Seismograph - Kinemetric) komponen Z di 27 stasiun seluruh Indonesia.
Era sistem pemantauan telemetri di BMG dimulai ketika pada tahun 1989 dioperasikan Seismograf Telemetri Periode Pendek komponen Z dari LDG-Perancis di 28 stasiun pemantau di seluruh Indonesia. Stasiun-stasiun ini dikelompokkan menjadi 5 wilayah yang masing-masing memiliki satu Pusat Gempa bumi Regional (Regional Seismological Center) dengan pemantauan secara real time yang dipusatkan di Jakarta sebagai Pusat Gempa bumi Nasional (National Seismological Center). Seluruh stasiun ini pada tahun 1998 dilengkapi dengan fasilitas GARNET. Jaringan tersebut masih beroperasi hingga saat ini dan merupakan jaringan pemantau seismik utama BMG
Sejak tahun 1989 tersebut dapat dikatakan bahwa BMG memiliki dua tipe stasiun pemantau gempa bumi di Indonesia. Pertama adalah stasiun telemetri yang tidak berawak dan lainnya adalah stasiun geofisika konvensional. Di stasiun geofisika konvensional, data gempa bumi diobservasi dengan bantuan operator kemudian dilanjutkan dengan pengolahan data dan analisis parameter gempa bumi sementara. Data tersebut juga dikirimkan melalui internet, faksimil dan sistem komunikasi data lainnya ke PGR dan PGN untuk dianalisis lebih lanjut. Secara keseluruhan saat ini terdapat 30 stasiun geofisika konvensional dan 28 stasiun seismik telemetri yang tersebar di lima balai wilayah di seluruh Indonesia. Balai wilayah yang juga berfungsi sebagai Pusat Gempa Regional ini terdapat di lima kota yaitu Medan, Ciputat, Denpasar, Makasar dan Jayapura
Pada tahun 1993 dipasang seismograf periode panjang (Long Period Seismograph) 3 komponen di stasiun geofisika konvensional Tretes yang dilengkapi dengan TREMORS. Di tahun ini pula dipasang seismograf periode pendek 3 komponen SPS-3 (Kinemetrics) di 9 stasiun geofisika konvensional di seluruh Indonesia yaitu di Banda Aceh, Padang Panjang, Kepahyang, Kotabumi, Tanjungpandan, Kupang,
Palu, Ambon dan Sorong.
Perkembangan lain dari sistem pemantau seismik BMG adalah dimulainya era broadband sejak tahun 1992 pada saat dioperasikannya seismograf 3 komponen tipe Broadband di stasiun Parapat dan Jayapura. Keduanya hingga saat ini masih beroperasi. Menyusul pada kurun waktu 1997-2001 dengan adanya proyek kerjasama Indonesia dan Jepang yaitu Joint Operation of Japan - Indonesia Seismic Network (JISNET) dipasang seismograf jenis broadband di 23 stasiun di seluruh Indonesia. Proyek kerjasama ini dilanjutkan kembali antara NIED Jepang dan BMG untuk periode 2001-2006 dengan nama Operation & Data Exchange of Japan
- Indonesia Seismic Network (JISNET continued). Pelaksanaan proyek ini meliputi pemasangan seismograf jenis Broadband di 22 stasiun seluruh Indonesia.
Sementara itu, pada tahun 1999 di Kappang (Sulawesi Selatan) dipasang seismograf 3 komponen jenis broadband yang merupakan kerjasama BMG-UCSD/USA. Pada tahun 2002 di stasiun yang sama kembali dipasang seismograf bertipe broadband yang merupakan salah satu dari 6 stasiun seismik CTBTO (Comprehensive Nuclear Test Ban Treaty Organization). Lima stasiun lainnya adalah Parapat, Lembang, Kupang, Sorong dan Jayapura. Seismograf ini direncanakan akan beroperasi sampai dengan tahun 2004.
Pada tahun 2003 dibentuk Sistem Pemantauan Seismik Nasional (National Seismic Monitoring System) dengan penambahan seismograf broadband di 27 stasiun-stasiun seismik seluruh Indonesia. Seismograf ini terintegrasi dengan jaringan yang telah ada dan mempunyai sistem pengolahan data real time berlokasi di Jakarta dengan 3 Pusat Seismik Regional Mini (Mini Regional Seismic Center) yang berlokasi di Padangpanjang, Kepahyang, Palu. Jaringan sistem pemantau yang dikembangkan hingga tahun 2005 ini juga meliputi 15 Digital Strong-motion Accelerograph. Diharapkan dengan adanya penambahan instrumen pengamat dan perluasan jaringan seismik maka pengamatan gempa bumi serta fenomena yang menyertainya dapat lebih berdaya guna dan berhasil guna.
Sejarah Singkat Seismologi ( Bagian 2) 1900-1910
seismogram dari banyak gempa tercatat di banyak jarak menjadi banyak tersedia . R.Oldham mengidentifikasi P - , S - dan gelombang permukaan dalam catatan gempa , dan mendeteksi inti bumi cair dari tidak adanya gelombang tubuh langsung pada jarak tertentu .
A.Mohorovicic mengidentifikasi batas kecepatan antara kerak dan mantel bumi ( Moho ) .
pertama banyak digunakan tabel perjalanan waktu yang diterbitkan oleh Zoppritz . 1914
B.Gutenberg menerbitkan tabel perjalanan waktu yang mencakup tahapan inti (gelombang seismik yang menembus atau mencerminkan dari inti), dan akurat memperkirakan kedalaman inti cairan bumi (2.900 km).
1920
metode survei seismik menggunakan ledakan dan sumber buatan lainnya dikembangkan di Amerika Serikat untuk mengeksplorasi minyak dan sumber daya lainnya dalam kerak dangkal.metode mengurangi kebisingan-jejak-penumpukan dan vibroseis dikembangkan pada tahun 1950
1935
C.Richter mengusulkan skala besar untuk menentukan ukuran gempa bumi di california selatan. skala Richter logaritmik memungkinkan sejumlah besar ukuran gempa akan mudah diukur.didefinisikan untuk wilayah tertentu, rentang jarak tertentu, jenis gelombang tertentu dan periode, dan instrumen tertentu, ide dengan cepat diadaptasi untuk kasus-kasus lainnya.yang lebih kecil merasa gempa bumi berkekuatan sekitar 3, sedangkan gempa bumi besar langka besarnya 8-9.
1936
I.Lehmann menemukan padat inti bumi. 1940
H.Jeffries dan K.Bullen mempublikasikan versi terakhir dari tabel perjalanan-waktu mereka untuk berbagai tahapan seismik. mereka cukup akurat masih berada di hari ini.
1950 & 1960 (perang dingin)
Uji coba nuklir Soviet di awal 1950-an menghasilkan bunga intensif oleh militer AS dalam mendeteksi dan pengukuran ledakan nuklir, dan pendanaan untuk program seismologi pemerintah dan akademis lonjakan selama perang dingin.
jaringan seismograf standar di seluruh dunia (WWWSSN). terdiri dari baik dikalibrasi seismograf pendek dan periode panjang, didirikan pada tahun 1961. dataset ini berkualitas tinggi akan memberikan kontribusi bagi banyak kemajuan dalam siesmology.
1960
bukti (fisrt disajikan pada tahun 1928 oleh L.Wadati) gempa yang mendalam terletak di sepanjang mencelupkan zona kegempaan di mana lempeng kerak merampas ke dalam mantel juga membantu memvalidasi teori tektonik lempeng. seismolog menggunakan catatan dari gempa Chili besar tahun 1960 untuk mempelajari osilasi bebas bumi. studi mode biasa gembira dengan gempa bumi besar menyediakan kendala baru yang kuat pada struktur internal bumi.
1960 - komputer seismologi
aplikasi komputer untuk dataset yang lebih besar dan masalah dimulai pada tahun 1960:
a. lokasi gempa rutin b. persoalan invers c. seismogram teoritis
d. sumber spektrum dan skala, distribusi slip pada kesalahan e. Mode yang normal
f. pencitraan kerak menggunakan sumber artifiacial 1970
pertama seismograf digital global yang diinstal.
digital pertama seismograf portabel yang digunakan untuk studi khusus (sumber scaling, respon situs, dll).
arsip terpusat data seismik d 1996
CTBT didirikan. perlu untuk pemantauan seismik global untuk mengkonfirmasi kepatuhan terhadap perjanjian
BMKG - Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Geofisika Kotabumi
Informasi Gempabumi dan Tsunami
d. sumber spektrum dan skala, distribusi slip pada kesalahan
f. pencitraan kerak menggunakan sumber artifiacial
pertama seismograf digital global yang diinstal.
digital pertama seismograf portabel yang digunakan untuk studi khusus (sumber
arsip terpusat data seismik digital didirikan.
CTBT didirikan. perlu untuk pemantauan seismik global untuk mengkonfirmasi kepatuhan terhadap perjanjian
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Stasiun Geofisika Kotabumi
Informasi Gempabumi dan Tsunami
digital pertama seismograf portabel yang digunakan untuk studi khusus (sumber
CTBT didirikan. perlu untuk pemantauan seismik global untuk mengkonfirmasi
Dapatkan Info Cuaca Meteorologi
Prekiraan Cuaca Nasional
Prekiraan Cuaca Kabupaten Lampung
Klimatologi
Curah Hujan Musim
Gempa Bumi
Gempa Terkini Nasional Gempa Dirasakan Nasional Gempa Terkini Lampung Gempa Dirasakan Lampung
http://www.bmkg.stageoflampung.com/main/index.php?ase=infodetil&id=36Prinsi p Dasar Seismometer
Apabila terjadi suatu gempa bumi yang cukup kuat, maka gelombang–gelombang elastik dipancarkan dari pusat gempabumi kesemua arah.
2010-11-29 15:56:35 Administrator
Gambar : Seismograph
Informasi Lainnya
Konsep dan Implementasi Ina-TEWS
Peringatan Dini Tsunami di BENGKULU, LAMPUNG, NAD, SUMBAR, SUMUT
Lightning "Petir" Gempabumi Tsunami
Aktivitas Gempabumi Tektonik di Yogyakarta Menjelang Erupsi Merapi 2010
Seismocope adalah suatu alat atau bagian alat yang hanya dapat menjukkan bahwa suatu gempabumi telah terjadi tetapi dia tudak mendapatkan catatan apa – apa. Seismograph adalah suatu alat yang memberikan catatan – catatan yang terus menerus dari gerakan tanah, catatan dimana dinamakan seismogram. Seismometer adalah seaismograph yang konstanta fisiknya diketahui dengan baik sehingga gerakan tanah yang sebenarnya dapat dihitung dari seismogram. Tetapi seismogram ini mempunyai arti yang lain dari yang biasa dipakai. Sebuah seismograph elektromagnetic terdiri dari sebuah pencatat elektromagnetic (sensor atau detector) yang biasanya merupakan alat bandul dan merupakan galvanometer dengan sebuah alat pencatatnya (recorder). Dengan alat ini biasanya sensor tersebut dikatakan seismometer dan keseluruhannya dinamakan seismograph. Pada waktu sekarang ini kartakteristik dari seismograph secara keseluruhan diketahui dengan baik sehingga dapat memperhitungkan dengan tepat gerakan tanah yang sebenarnya. Untuk selanjutnya istilah seismometer yang akan kita pakai ini berarti
sensor atau detectornya.
Prinsip bandul :
Apabila terjadi suatu gempa bumi yang cukup kuat, maka gelombang–gelombang elastik dipancarkan dari pusat gempabumi kesemua arah. Apabila suatu seismograph dipasang dipermukaan bumi maka getaran–getaran gempa bumi yang datanga atau melewati seismograph tersebut akan tercatat oleh seismograph tersebut karena segala sesuatu yang berhubungan dengan bumi akan ikut bergetar sedangkan pada seismograph terdapat suatu titik tetap yang tidak ikut bergerak
dengan gerakan dari bumi itu. Titk tetap ini adalah pendulum seismograph atau seismograph bandul diantara titik tetap ini dibuat lebih kurang tidak berpengaruh oleh sekitarnya dengan memakai suatu per yang khusus. Umpamanya dalam seismograph komponen vertikal dari model yang paling sederhana dimana masa statisnya ditahan oleh per spiral yang vertikal yang dihubungkan dengan rangkanya yang ikut bergetar dengan bumi apabila terjadi gempabumi, sedangkan masanya tidak bergerak. Seismograph yang paling baik adalah apabila masa statisnya betul – betul tidak ikut bergerak, tetapi hal ini sangat sulit untuk membuatnya dan biasanya masa statisnya ini juga ikut sedikit – sedikit.
Ada tiga macam dalam seismograph :
1. Damping (penahan)
Untuk mendapatkan catatan yang jelas dari setiap macam gelombang diperlukan supaya segera setelah seismograph habis mencatat 1 gelombang/phase dia harus berhenti sebelum phase yang lain datang. Untuk kepwntingan ini diperlukan adanya damping (penahan). Cara men-damp suatu gerakan catatan gelombang haruslah dibuat kritis supaya hal ini tidak tergantung dari periodenya (unperiodic) hal mana akan menghasilkan catatan gerakan tanah yang terbaik.
2. Periode
Dalam seismograph bandul untuk mendapatkan periode bebas seismograph 10 detik atau lebih diperlukan per sebesar ± 25 m (panjang per bertambah dengan kuadrat periodenya). Hal ini menjadikan seismograph tersebut menjadi tidak praktis.
3. Magnifikasi (pembesaran).
Pada umumnya seismograph translasi menggunakan prinsip yang sama yaitu
prinsip bandul.
Yang berbeda hanya dalam cara pencatatanya dan untuk ini kita dapat
membedakan 2 cara:
1. Seismograph pencatatan langsung.
2. Seismograph elektromagnetic.
Seismograph pencatatan langsung pada umumnya terdapat pada seismograph wienchert dimana gerakannya dipindahkan dari bandul kepada recording dengan cara mekanisasi murni dan diperbesar menurut panjangnya tangan-tangan. Ada tiga macam gerakan yang penting dari gerakan partikel (tanah) yaitu :
1. Translasi atau salinan
2. Rotasi atau putaran
3. Deformasi atau perubahan bentuk
Perekaman Gempa pada Seismometer 3 Komponen
Melihat sumber-sumber gempa bumi, proses penjalaran gelombang gempa bumi sampai dengan perekaman gelombang merupakan sebuah proses yang dipelajari oleh orang-orang Seismologi. Ilmu Seismologi termasuk ilmu yang tergolong muda, perkembangannya baru dimulai sejak tahun 1660 ketika Hooke menemukan suatu hubungan antara Tegangan dengan Regangan yang nantinya berhubungan pada penjalaran gelombang gempa di dalam bumi. Pada kesempatan kali ini saya tidak ingin membahas tentang sejarah seismologi, sumber gempa dan propagasi gelombang gempa namun saya ingin sedikit menjelaskan tentang proses perekaman gelombang menggunakan Seismometer yang memiliki sensor 3 komponen.
Perkembangan alat seismometer pertama sekali dimulai pada tahun 1875 ketika Filippo Cecchi menemukan cara perekaman gelombang gempa bumi menggunakan pendulum tanpa damping terhadap waktu. Perkembangan selanjutnya pada tahun 1898 ketika E. Wiechert mengembangan alat seismometer memakai damping viscous dan bisa merekam seluruh durasi gempa bumi (Afnimar, 2009). Saat ini, perkembangan alat seismometer sungguh luar biasa, semua seismometer sekarang sudah menggunakan alat dan sistem digital (Afnimar, 2009).
Seperti pernah saya jelaskan pada tulisan manfaat gelombang gempa bumi bagi masyarakat dan manfaat gelombang gempa untuk tomografi. Ketika gempa bumi terjadi, akan muncul gelombang gelombang badan (body wave) berupa Gelombang P (primer/pressure) dan Gelombang S (sekunder/shear) horizontal SH serta Vertikal SV. Interferensi Gelombang Badan ini akan menghasilkan gelombang permukaan berupa gelombang Love dan Reyleigh.
Gelombang Badan P menjalar seperti gelombang longitudinal atau gelombang tekan, arah pergerakan partikel tanah/batu akibat gelombang ini searah dengan arah penjalaran gelombang gempannya. Gelombang Badan S menjalar seperti gelombang transversal atau gelombang tali dimana arah pergerakan partikel tanah/batu tegak lurus terhadap arah penjalaran gelombang gempa. Gelombang S ini dibagi dua, Gelombang S Horizontal (SH) yang terletah pada bidang horizontal dan gelombang S vertikal (SV) yang terletak pada bidang vertikal. Gelombang SH dan SV ini bergerak secara bersamaan namun kedua gelombang ini lebih lambat dibandingkan dengan gelombang P.
Gelombang Permukaan Love dihasilkan akibat interferensi gelombang pantul SH, sehingga arah partikel gelombang dalam arah horizontal dan tegak lurus dengan arah penjalaran gelombang (hampir sama dengan gelombang SH). Gelombang permukaan kedua adalah gelombang Reyleigh, gelombang ini terbentuk akibat interferensi gelombang pantul P dan SV, gerak partikelny berupa elips karena kombinasi antara arah gerak partikel gelombang P dan SV.
Seismometer 3 komponen adalah sebuah seismometer yang memiliki 3 buah sensor dan mampu merekam gelombang gelombang gempa yang datang dari berbagai arah. Komponen sensor pada seismometer 3 komponen antara lain:
1. Sensor Komponen Vertikal Atas – Bawah (Up-down, UD); sensor ini merekam gelombang gempa yang arah partikelnya bergerak dalam arah atas bawah.
2. Sensor Komponen Horizontal Utara – Selatan (North-South, NS); sensor ini merekam gelombang gempa yang arah partikelnya bergerak dalam arah Utara – Selatan atau yang mewakili arah ini.
3. Sensor komponen Horizontal Timur – Barat (East – West, EW); sensor ini merekam gelombang gempa yang arah partikelnya bergerak dalam arah Timur – Barat atau yang mewakili arah ini.
Seismograph 3 komponen BMKG Banda Aceh
Selain ke-3 komponen tersebut, dikenal juga komponen radial dan komponen tranversal. Komponen radial adalah komponen horizontal yang searah dengan arah penjalaran gelombang dan komponen tranversal adalah komponen horizontal yang tegak lurus dengan arah penjalaran gelombang. Alat seismometer 3 komponen tersebut di pasang di Stasiun pengamatan gempa seperti Stasiun BMKG Mata Ie, Banda Aceh seperti pada gambar di samping.
Ketika gelombang Gempa bumi P, SH, SV, Love dan Reyleigh menyentuk seismometer 3 komponen, maka tidak semua semua komponen akan mendeteksi gelombang gempa tersebut. Terdeteksi tidaknya gelombang gempa bumi sangat bergantung pada arah (azimut) datangnya gelombang gempa tersebut. Beberapa gambar di bawah ini yang saya ambil dari buku Seismologi yang ditulis oleh Afnimar, Ph.D (dosen ITB) bisa membantu kita untuk memahami proses perekaman gelombang gempa pada seismometer 3 komponen dan pada sensor
komponen mana saja akan terekam gelombang gempa bumi ketika sebuah gempa terjadi di suatu tempat.
Gambar 1. Ilustrasi arah partikel ketika dilewati Gelombang P
a. Tampak dari samping
b. Tampak dari atas (Sumber: Afnimar, 2009)
Pada gambar 1 di atas dapat dilihat bawah gelombang gempa menuju ke stasiun pengamat dari sudut 45º dari utara, sudut datangnya gelombang terhadap stasiun pengamat sering juga disebut sudut back azimut. Gelombang P yang datang dengan gerak partikel “maju-mundur” tersebut akan terekam pada sensor komponen Utara – Selatan, Timur – Barat dan Atas – Bawah. Namun seandainya gelombang tersebut datang dari sudut 90º (arah timur) maka gelombang P tersebut hanya terekam pada sensor komponen Timur – Barat, Atas – Bawah dan tidak terekam pada sensor komponen Utara – Selatan karena arah gerak partikel akibat gelombang P searah dengan arah pergerakan gelombang.
Gambar 2. Ilustrasi arah partikel ketika dilewati Gelombang SV
a. Tampak dari samping
b. Tampak dari atas (Sumber: Afnimar, 2009)
Gelombang SV memiliki pergerakan partikel atas bawah terhadap arah penjalaran seperti ditunjukkan pada gambar 2, akan terekam pada komponen yang sama dengan gelombang P, yaitu terekam pada sensor komponen Utara-Selatan, Timur-Barat dan Atas-Bawah. Apabila sudut datang gelombang gempanya 90º (timur) maka yang terekam juga sama dengan gelombang P.
Gambar 3. Ilustrasi arah partikel ketika dilewati Gelombang SH
a. Tampak dari samping
Penjalaran gelombang SH yang ditunjukkan oleh gambar 3, yang arah pergerakan partikelnya kiri-kanan arah penjalaran gelombang akan terekam pada sensor komponen Utara-Selatan dan Timur-Barat serta tidak terekam pada sensor komponen Atas-Bawah. Namun apabila arah gelombangnya datang dari arah 90º (timur) maka gelombang SH cuma terekam pada sensor komponen Utara-Selatan.
Gambar 4. Ilustrasi arah partikel ketika dilewati Gelombang Love
a. Tampak dari samping
b. Tampak dari atas (Sumber: Afnimar, 2009)
Gelombang permukaan Love yang menjalar di atas permukaan memiliki arah gerak partikel sama dengan gelombang SH yaitu kiri-kanan arah penjalaran gelombang. Gelombang love seperti gambar 4 akan terekam pada sensor komponen Utara-Selatan dan Timur-Barat serta tidak terekam pada sensor komponen Atas-Bawah. Seandainya gelompang love datang dari arah timur, maka gelombang love ini cuma terekam pada sensor komponen Utara-Selatan.
Gambar 1. Ilustrasi arah partikel ketika dilewati Gelombang Reyleigh
a. Tampak dari samping
b. Tampak dari atas (Sumber: Afnimar, 2009)
Gelombang permukaan Reyleigh yang merupakan pengabungan antara gelombang P dengan gelombang SV sehingga arah pergerakan partikelnya maju-mundur dan atas-bawah serta bergerak elip. Gelombang ini akan terekam pada sensor komponen Utara-Selatan, Timur-Barat dan Atas-Bawah. Namun apabila gelombang Reyleigh ini datang dari arah 90º (timur) akan terekam pada sensor komponen Timur-Barat dan Atas-Bawah.
Contoh hasil perekaman menggunakan sensor seismometer 3 komponen dapat dilihat pada gambar di bawah ini. Gambar tersebut saya ambil dari www.iris.edu namun saya tidak mendapatkan informasi dari arah mana datangnya gelombang gempa.
Contoh hasil rekaman menggunakan sensor seismometer 3 kompnen (www.iris.edu)
Semoga artikel tentang perekaman gempa bumi di seismometer 3 komponen ini bermanfaat untuk mahasiswa/i dan masyarakat umum yang ingin memahami bagaimana sebuah gelombang gempa di rekam oleh alat seismometer.
