Peran Geofisika (Fisika Bumi) Dalam Mitigasi dan Monitoring Bencana (III)

Pada tulisan sebelumnya penulis sudah pernah membahas penggunaan metode geofisika berupa metode Seismik untuk memetakan kawasan-kawasan yang memiliki nilai goncangan tanah terkuat dan terendah. Pada tulisan kali ini penulis coba sedikit memaparkan penggunaan metode yang sama untuk keperluan yang lebih dalam seperti untuk mengenal kondisi bawah permukaan zona subduksi yang menjadi sumber gempa bumi utama di Indonesia. Kondisi zona subduksi (kedalaman penunjamaan, sudut penunjaman, arah penunjaman dan lain-lain) bisa dipelajari menggunakan metode pencitraan 3D Seismik Tomografi. Namun sebelum kita bahas lebih lanjut, alangkah baiknya kita mengenal dulu apa itu seismik tomografi.

Seismik Tomografi

Seismik tomografi merupakan sebuah metode geofisika untuk mengetahui kondisi bawah permukaan bumi berdasarkan data waktu  tiba gelombang gempabumi (P dan S) yang terekam oleh peralatan seismik (seismometer) yang tersebar di atas permukaan bumi. Hasil pengolahan dan analisa gelombang tersebut akan memberikan gambaran struktur 3D  interior bumi secara  rinci. Seperti yang pernah penulis jelaskan sebelumnya bahwa metode seismik tomografi ini seperti sistem kerja CT Scan atau USG yang digunakan oleh dokter untuk melihat kondisi organ dalam dan tulang manusia tanpa melakukan operasi. Apabila gambar CT Scan dibuat dalam jumlah banyak dari berbagai arah maka akan didapatkan pencitraan/images dalam bentuk 3 Dimensi. Hal yang sama dilakukan oleh orang-orang Geofisika namun bukan untuk melihat isi dalam tubuh manusia melainkan melihat isi dalam bumi tanpa harus melakukan pengeboran. Sumber getaran yang digunakan bisa dari sumber buatan maupun sumber alami berupa gempabumi yang sering terjadi di seluruh dunia.

Sejalan dengan perkembangan teknologi, peralatan seismometer juga mengalami perkembangan yang luar biasa dari hari kehari. Seismometer modern yang disebar di seluruh dunia saat ini bisa merekam getaran-getaran kecil gempabumi yang terjadi di seluruh penjuru dunia. Setelah sekian gempabumi terjadi, data yang terekam dari ribuan seismometer yang tersebar di seluruh dunia dalam sekiat waktu, selanjutnya diproses untuk mendapatkan resolusi tinggi pencitraan keadaan dalam bumi (images of earth’s interior) menggunakan teknik seismik tomografi. Gambar di bawah ini menunjukkan contoh hasil pencitraan seismik tomografi untuk melihat kondisi penunjaman lempeng tektonik di bawah Amerika.

Terdapat banyak cara untuk melakukan pencitraan seismik tomografi, sama hal dengan dokter yang memilih teknik CT scan atau USG untuk melihat kondisi dalam tubuh manusia. Salah caranya adalah dengan cara melihat waktu tiba gelombang P (primer/pressure wave) pada setiap seismomoter. Berdasarkan jarak sumber gempa bumi dengan peralatan seismometer dan berapa waktu yang diperlukan untuk sebuah gelombang merambat, para geofisikawan bisa memetakan kondisi bawah permukaan. Hal ini dikarenakan cepat atau lambatnya perambatan gelombang sangat ditentukan oleh kondisi batuan di bawah permukaan. Gambar di bawah ini mengambarkan bagaimana penjalaran gelombang gempa bumi yang melewati berbagai batuan di bawah permukaan dan kemudian getarannya di terima oleh seismometer yang dipasang di atas permukaaan bumi. Makin banyak seismometer yang dipasang maka makin besar pula resolusi gambar bawah permukaan yang bisa didapat.

Setelah kita mengetahui prinsip kerja dan hasil pencitraan seismik tomografi, bagaimana kira-kira seismik tomografi ini berguna dalam upaya mitigasi bencana gempa bumi dan bagaimana geometri lempeng tektonik di Indonesia?

Geometri Lempeng Tektonik di Bawah Indonesia

Prof. Dr. Sri Widiyantoro yang sekarang ini menjabat ketua Himpunan Ahli Geofisika Indonesia (HAGI 2012-2014) bersama kawan-kawannya pada tahun 2008 pernah memublikasi tulisan yang berjudul Complex slab subduction beneath northern Sumatra di GEOPHYSICAL RESEARCH LETTERS. Kemudian pada tahun 2009 memublikasi paper yang berjudul Seismicity and Structure of Lithosperic Slab Beneath the Sunda Arc, Indonesia. Dari hasil penelitian beliau di dapat pencitraan seismik tomografi sepanjang zona subduksi di wilayah Indonesia.

Selain kedua tulisan tersebut, banyak sekali publikasi beliau yang lain tentang seismik tomografi, jadi pembaca yang penasaran boleh tanya sama si adik Google , knapa saya panggil adik? karena dia baru lahir pada tanggal 15 September 1997…..hehehehhe.

Pada gambar di samping bisa dilihat hasil melintang seismik tomografi di kawasan pulau Sumatra. Terdapat perbedaan antara masing-masing gambar di atas, misalnya saja antara cross section tomografi C-C’ dengan D-D’. cross section C-C’ di Sumatra bagian utara lebih tunjamannya lebih landai dibandingkan dengan cross section D-D’. Hasil kajian seismik tomografi Prof. Dr. Ir. Sri Widiyantoro seluruh Indonesia juga berkesimpulan bahwa penampang  vertikal  dari  tomogram  mengindikasikan  bahwa  subduksi  di  bawah Sumatera  sangat  landai,  terutama  di mantel  bumi  bagian  paling  atas. Geometri  subduksi  landai  ini  juga  berkorelasi  dengan usia yang  relatif muda dari  litosfer  samudera yang menyusup di bawah Sumatera dibandingkan dengan litosfer  samudera  di  sepanjang Andaman maupun Jawa.

Karena landainya tunjaman lempeng Indo-Australia terhadapa Eurasia di sekitar Sumatra menyebabkan zona gesekan antara keduanya menjadi sangat luas. Makin luasnya area gesekan antara kedua lempeng tersebut menyebabkan zona kuncian (lock) juga makin luas dan bisa memicu gempa-gempa besar. Pada tulisan ini, penulis juga pernah membahas indikasi suatu kawasan masih dalam keadaan lock

Dari hasil tomografi tersebut bisa dilihat bahwa kawasan subduksi di Sumatra bagian atas memiliki potensi gempa bumi lebih besar dibandingkan dengan kawasan subduksi di pulau Jawa. Dengan adanya informasi seismik tomografi dari Geofisikawan ini tentu sangat membantu pemerintah Indonesia dalam membuat kebijakan sebagai upaya mitigasi bencana gempa bumi.

Bersambung ==>>