Gempagengsi

Suatu pagi yang berseri Pak guru sedang asyik mengajar seismologi

Beliau berwejang hingga saat ini gempabumi belum dapat diprediksi

Karen itu tak mudah menjadi petugas informasi gempa dan tsunami

Harus selalu tanggap terhadap berbagai kemungkinan dan situasi

Dua jam sebelum jam pelajaran berakhir

Pak guru membagikan selembar kertas kalkir

Beliau mengumandangkan sayembara amat bergengsi

Barangsiapa yang bisa menghasilkan tulisan opini

akan diberikan hadiah jalan-jalan ke luar negeri

Seorang bocah dengan tampang murung bertanya

Mengapa kita harus menuangkan opini di atas kalkir?

Pak guru yang penyabar hanya tersenyum dan berkata

Kalkir adalah curahan gagasan kalangan pemikir

Sementara seisi kelas sedang berlomba merangkai opini

Bocah yang tak kunjung pandai itu hanya cengar-cengir

Tatapannya kosong, tak ada sedikitpun terlintas inspirasi

Hingga sepuluh menit menjelang jam pelajaran berakhir

Teman-temannya hampir selesai menggoreskan opini-opini indah

kertas di hadapannya tetap saja bersih tak setitik pun tinta menjamah

Tiba-tiba sebuah guncangan datang menghantam pondasi

Gerabah pecah, jendela berderik dan dinding berbunyi

Sontak seisi kelas berhamburan kesana kemari

Riuh gaduh jeritan terdengar di sana sini

Para guru dan siswa berlarian menuju jalur evakuasi

Masing-masing mereka sibuk menyelamatkan diri

Bocah gemblung itu tetap diam di atas kursi

Tak peduli dengan apa yang sedang terjadi

Ia tak menganggap entah itu hanya imajinasi

Ataukah benar sedang berlangsung gempabumi?

Entah aktivitas subduksi atau Krakatau lagi erupsi?

Kata-kata opini yang tadinya telah disusun rapi

Rontok berjatuhan berserakan di atas lantai

Semakin lama semakin kuat gedung berguncang

Ia tetap tak peduli dan kini malah sibuk mengarang

Hingga kemudian badannya terhempas meja

Terpental-pental menerobos jendela

Tak sadarkan diri terdorong gelombang

Tersungkur jauh ke negeri Jepang

Pondok Betung, 6 Mei 2015

Distribusi ketinggian tsunami gempabumi Jawa Tengah 17 Juli 2006

Distribusi gempabumi-tsunami terkini di perairan Indonesia sebagian besar terjadi di zona subduksi antara lempeng Indo-Australia dengan lempeng Eurasia yang membentang dari pantai barat Sumatera, menerus ke selatan Jawa hingga ke selatan Kupang NTT. Gempabumi-Tsunami yang terjadi pada zona tersebut adalah Sumba (1977), Jawa Timur (1994), Aceh (2004), Nias (2008), dan Pangandaran (2006). Selain itu, dua gempabumi-tsunami juga terjadi pada bagian utara Papua yakni Biak (1996) danAitape (1998) dimana kedua gempa tersebut berpusat pada zona pertemuan antara lempeng Eurasia dengan lempeng Pasifik.

Tsunami yang terjadi di Pangandaran tergolong tsunami yang merusak. Dampak akibat bencana ini adalah rusaknya infrastruktur daerah pesisir dan ratusan korban jiwa. Tercatat pada Hotel Pangandaran yang berlokasi di dekat pesisir, ketinggian tsunami mencapai 5.6 meter dan menyebabkan 137 korban jiwa. Di Desa Parigi yang merupakan lokasi paling dekat dengan pusat gempa, terjadi kerusakan parah. Permukiman penduduk yang sebagian besar dibangun dari bambu rata dihempas tsunami. tercatat ketinggian tsunami di daerah ini mencapai 3.3 meter dan 31 orang meninggal dunia.di demikian pula kerusakan yang terjadi di Desa Suwuk. Meski lokasinya jauh dari pusat gempa tercatat ketinggian tsunami mencapai 6.9 meter dan korban jiwa 9 orang.

Distribusi ketinggian tsunami selengkapnya berdasarkan survey yang dilakukan oleh Tsuji et al., Fachrizal et al., dan Kato et al. adalah sebagai berikut.

Gambar 1. Distribusi ketinggian tsunami Pangandaran.

Tampak pada peta tersebut bahwa ketinggian tsunami terdistribusi tidak merata. Semestinya semakin jauh dari pusat gempa ketinggian semakin rendah. Yang terjadi malah pada pantai yang lokasinya jauh dari pusat gempa seperti pantai Kuwaru ketinggiannya mencapai 7.6 meter. Pada pantai yang lokasinya dekat pusat gempa misalnya pantai Klapa Genep ketinggiannya 6.5 meter. Ketinggian tsunami paling besar terdeteksi di pantai Pangandaran yang memiliki morfologi pantai melekuk yakni tercatat 7.7 meter.

Tingginya gelombang tsunami di daerah pantai selain dipicu oleh besarnya gempa, lokasi gempa, besarnya deformasi vertical dasar laut, dan jarak sumber gempa, juga disebabkan oleh bentuk batimetri, topografi, dan geomorfologi pantai.

Tinggi tsunami di laut yang dalam hanya sekitar 1-2 meter. Ketinggian ini semakin membesar ketika mencapai pantai. Tinggi maksimum akan dicapai pada pantai dengan morfologi landai dan berlekuk seperti teluk, muara sungai, dan tanjung. Jarak jangkauan tsunami ke daratan sangat ditentukan oleh terjal landainya morfologi pantai. Pada pantai yang terjal tsunami tidak akan terlalu jauh mencapai daratan karena tertahan dan dipantulkan kembali oleh tebing pantai. Sedangkan di pantai yang landai tsunami dapat menerjang sampai beberapa kilometer masuk ke daratan.

Apabila tsunami menjalar ke pantai yang menyempit dan dangkal, ia akan mengalami proses yang sangat kompleks meliputi shoaling, refraksi, difraksi, refleksi dan resonansi. Kawasan paling parah terkena tsunami adalah dataran landai dan pantainya berbentuk teluk serta mempunyai tanjung seperti di Pangandaran. Energi yang dihempaskan semakin tinggi ketika tsunami mencapai teluk dan lekukan pantai pada daerah topografi seperti itu hal ini adalah akibat dari berkumpulnya energi dari laut lepas ketika gelombang berada di celah yang lebih sempit. Di samping itu dengan adanya tanjung, energi tsunami juga terkonsentrasi di tanjung sebagai akibat dari proses refraksi-difraksi gelombang tsunami. Dampak dari semua ini adalah daerah pangandaran dan sekitarnya digempur tsunami dari arah barat dan timur.

Untuk menggambarkan kekuatan tsunami yang terjadi, berikut adalah grafik hubungan antara magnitude gempabumi (M) dengan mangnitudo tsunami (m).

Gambar 2. grafik hubungan antara magnitude gempabumi (M) dengan mangnitudo tsunami (m).

Pada grafik tersebut disajikan garis korelasi magnitude tsunami dan magnitude gempabumi berdasarkan formula Koyoma et al., Watanabe, dan Hatori beserta beberapa plot kejadian tsunami di Indonesia dan Filipina. Tampak bahwa kejadian tsunami Pangandaran 2006 dengan magnitude gempabumi M 7.7 semestinya hanya dapat membangkitkan tsunami dengan magnitude sekitar m 1.9 jika mengacu pada formula Watanabe dan Koyama. Namun kenyataannya gempabumi tersebut menghasilkan tsunami dengan magnitude yang jauh lebih besar yakni m 3.0. Sehingga formula yang sesuai untuk menggambarkan korelasi magnitude tsunami dengan magnitude gempabumi pada kasus ini adalah formula Hatori.

Berikut adalah peta hasil survey di beberapa tempat mengenai dirasakan atau tidaknya getaran gempabumi Pangandaran.

Gambar 3. Tempat yang diduga merasakan gempabumi

Tampak bahwa sebagian besar daerah survey tidak merasakan getaran gempabumi. Hanya daerah Pangandaran yang merasakan dan daerah cilacap yang dilaporkan sedikit merasaakan. Pada daerah manganti, Ayah, Suwuk, Keburuhan, Jatimalang, Galur, dan Sandakan sama sekali tidak merasakan. Padahal semestinya gempa dengan kedalaman dangkal dan kekuatan sebesar M  7.7 ini dapat dirasakan di daerah survey tersebut. Jika ditinjau dari posisi pusat gempanya yang interplate, yakni berada tepat di zona subduksi maka terdapat suatu indikasi bahwa energi gempa telah terserap oleh sedimen-sedimen lunak pada zona akresi sebelum akhirnya dipancarkan ke segala arah.

Gempabumi Pangandaran 2006 walaupun kekuatannya tergolong sedang dan hamper tidak dirasakan getarannya namun dapat membangkitkan tsunami yang besar dengan m 3.0. Fuji dan Satake (2006) menggolongkan gempabumi ini sebagai gempabumi-tsunami.

Melalui pemodelan Fuji dan Satake (2006) berdasarkan gempa utama dan sebaran gempa susulan didapatkan distribusi slip membentang dari barat laut ke tenggara sebagai berikut.

Gambar 4. Distribusi slip gempa Pangandaran

Fuji dan Satake (2006) juga memodelkan distribusi ketinggian tsunami dengan asumsi sudut dip 20^o dislokasi maksimum 5 m.

Gambar 5. Model distribusi ketinggian tsunami oleh Fuji dan Satake (2006)

Kemagnetan bumi

Gagasan mengenai bumi sebagai magnet batang raksasa pertama kali dicetuskan oleh William Gilbert pada tahun 1600. Pada gagasan tersebut dijelaskan mengapa jarum magnetik kompas selalu menunjuk ke arah utara. Gilbert menyatakan bahwa medan magnetik bumi memiliki kutub utara dan kutub selatan. Kutub magnet bumi tidak memiliki keterkaitan dengan kutub utara dan selatan geografis. lokasi kutub magnet bumi tidak selalu tetap, ia dapat berpindah-pindah. Saat ini kutub selatan magnet bumi berada pada koordinat 73^oN, 100^oW yakni dekat dengan Pulau Ellef Ringnes di kepulauan Queen Elizabeth dekat perbatasan antara wilayah barat laut Kanada dengan Nunavut. Sedangkan kutub utara magnet bumi terletak pada koordinat 68^oS, 143^oE yakni berada pada lepas pantai pulau Wilkes, Antartika. Karena temperatur mantel bumi dan inti bumi jauh melampaui titik curie sehingga terlalu panas untuk mempertahankan medan magnetik permanen maka medan kemagnetan bumi pasti dibangkitkan secara elektromagnetik. Fluida besi di inti luar bumi adalah instrumen yang menciptakan medan magnet di sekitar bumi dan melindunginya dari sinar kosmis berbahaya dan angin matahari. Dalam tulisan ini akan dijelaskan lebih lanjut mengenai medan magnet bumi, proses pembangkitannya, dan peranan medan magnet bumi dalam menjaga bumi dari angin matahari.

Kutub magnet bumi

Medan magnet bumi adalah garis-garis khayal yang menunjukkan dimana pengaruh gaya magnet bumi dapat dirasakan. Arah garis medan magnet bumi berasal dari kutub utara magnetik menuju ke kutub selatan magnetik. Kutub utara geografis terletak dekat dengan kutub selatan magnet bumi, hal inilah mengapa jarum magnetik kompas selalu menunjuk ke arah utara. arah utara yang ditunjuk oleh jarum kompas menyimpang membentuk deviasi beberapa derajat dari arah utara sebenarnya. hal ini akibat dari sumbu magnet bumi tidak sepenuhnya sejajar dengan sumbu rotasi bumi.  Antara sumbu rotasi bumi dengan sumbu geomagnetik membentuk sudut sebesar 11.5^o. Nilai penyimpangan jarum kompas dapat berbeda-beda di setiap tempat. Sudut deviasi penyimpangan ini disebut dengan deklinasi. Medan magnetik juga tidak sepenuhnya horizontal pada kebanyakan tempat di permukaan bumi. Sudut penyimpangan jarum kompas terhadap arah vetikal disebut inklinasi. Inklinasi terbesar terjadi di kutub magnet bumi dan inklinasi minimum terjadi di ekuator magnet bumi.

Gambar 1. Garis-garis medan magnet bumi.

Tak hanya posisi kutubnya yang dapat berubah, polaritas magnet bumi pun dapat berbalik, yakni kutub utara dapat menjadi kutub selatan dan sebaliknya. pembalikan polaritas magnetik terjadi sedikitnya 170 kali dalam 100 juta tahun. Pembalikan terjadi rata-rata setiap 200 ribu tahun dan berangsur-angsur terjadi lebih dari periode beberapa ratus tahun. pembalikan polaritas magnet bumi ini masih belum diketahui secara pasti penyebabnya, namun diduga pembalikan polaritas berhubungan dengan rotasi bumi dan perubahan aliran besi cair pada inti luar bumi.

 Magnetohidrodinamik dalam pembangkitan medan magnet bumi

Penjelasan secara kualitatif bagaimana medan magnetik bumi dibangkitkan dapat dikembangkan dari teori seismologi bahwa inti luar bumi terdiri atas sebagian besar besi cair. besi cair tersebut berotasi lambat terhadap mantel di sekitarnya. gerakan inilah yang membangkitkan arus listrik kuat.

Sumber energi yang mungkin dalam peristiwa ini adalah peluruhan elemen radioaktif dalam inti, pendinginan inti, pelepasan panas laten terhadap pemadatan inti dalam, dan pelepasan energi gravitasi yang menyertai pemadatan inti dalam. satu atau lebih sumber energi tersebut memicu pergerakan konvektif secara termal dan kimiawi pada besi cair dengan konduktivitas tinggi yang mengakibatkan terjadinya eksitasi-diri dinamo. Arus turbulen atau konveksi fluida tersebut merupakan dinamo. Arus listrik yang bergerak pada dinamo inilah yang membangkitkan medan magnetik bumi sesuai dengan hukum Faraday. sekali terjadi eksitasi maka dinamo tersebut akan berswadaya terus menerus menghidupkan diri.

Gambar 2. Diagram konveksi fluida dalam inti luar bumi. Arah konveksi ditunjukkan oleh panah spiral barna biru dan garis medan magnet ditunjukkan oleh garis panah warna putih.

Magnetosfer dan peranannya melindungi bumi

Medan magnetik bumi yang bekerja pada wilayah di atas permukaan bumi disebut magnetosfer. Magnetosfer berbentuk seperti butir tetesan air dengan ekor panjang  dengan jejak dari bumi akibat tenaga dari angin matahari.

Gambar 3. Kenampakan magnetosfer bumi.

Di dalam magnetosfer terdapat sabuk radiasi Van Allen, yang ditemukan oleh A. Van Allen pada tahun 1958. Sabuk Van Allen adalah wilayah dimana muatan partikel dari matahari dan dari sinar kosmis terperangkap dan disalurkan ke jalur spiral sepanjang garis-garis medan magnetik bumi. Dengan demikian sabuk radiasi melindungi permukaan bumi dari partikel-partikel dengan energi tinggi. namun, akibat medan magnetik pada permukaan matahari yang sangat kuat, yang tampak sebagai bintik matahari, yakni ledakan tiba-tiba yang menghasilkan arus partikel-partikel berenergi tinggi bersamaan dengan angin matahari. Karena selubung garis-garis medan magnet bumi sangat denkat dengan permukaan di daerah kutub, beberapa partikel berenergi itu dapat lolos dan berinteraksi dengan atmosfer bumi menciptakan terjadinya fenomena aurora.

Gambar 4 :

a.    sabuk radiasi Van Allen di sekitar bumi. di sekitar kutub, partikel-partikel bermuatan dari sabuk ini dapat memasuki atmosfer membentuk aurora borealis ("northern lights") dan aurora australis ("southern lights").

b.        kenampakan aurora borealis.

Referensi

Turcotte, Donald L and Gerald Schubert.. Geodinamics. 2nd ed. Cambridge.

Young, Hugh D and Roger A. Freedman. 2012. Sears and Zemansky's university physics with modern physics. 13th ed. California : Pearson Education, Inc

Microsoft ® Encarta ® 2009. © 1993-2008 Microsoft Corporation.

Klasifikasi Awan

Awan adalah kumpulan titik-titik air yang sangat kecil atau kristal es yang tertahan di udara. Sebagian awan dapat ditemui hanya pada tempat yang tinggi, sebagian lain dapat disentuh di tanah. Tanpa adanya awan, tidak akan ada hujan atau salju, guntur atau petir, pelangi atau halo. Dengan mata yang teliti dan terlatih, anda dapat mengidentifikasikan jenis-jenis awan dengan tepat.

Abercromby dan Hildebrandsson pada tahun 1887 mengklasifikasikan awan kedalam sepuluh jenis utama, yaitu Cirrus (Ci), Cirrocumulus (Cc), Cirrostratus (Cs), Altocumulus (Ac), Altostratus (As), Nimbostratus (Ns), Stratocumulus (Sc), Stratus (St), Cumulus (Cu), dan Cumulonimbus (Cb). Kesepuluh jenis tersebut dikelompokkan ke dalam empat kelompok. masing-masing kelompok didasarkan atas ketinggian dasar awan dari permukaan bumi, yaitu awan tinggi, awan rendah, dan awan dengan pertumbuhan vertikal. Gambaran umum masing-masing kelompok awan adalah sebagai berikut.

Awan tinggi

Awan tinggi di lintang sedang dan lintang rendah umumnya berada dari ketinggian 6000 m. Karena udara pada ketinggian tersebut cukup dingin dan kering, awan tinggi terdiri hampir selurunya dari kristal es dan tentunya ukurannya agak tipis. Awan tinggi umumnya tampak berwarna putih, kecuali pada waktu matahari terbit dan terbenam, ketika komponen cahaya matahari tak terhamburkan (merah, jingga, dan kuning) dipantulkan dari sisi bawah awan.

Awan menengah

Awan menengah memiliki dasar awan antara 2000 hingga 7000 meter pada lintang menengah. Awan menengah terdiri atas titik-titik air dan ketika suhu cukup rendah, awan rendah juga tersusun atas sebagian kristal es.

Awan rendah

Awan rendah memiliki dasar awan di bawah 2000 m, hampir seluruhnya terdiri atas titik-titik air, namun ketika udara sangat dingin awan rendah dapat tediri atas partikel es dan salju.

Awan dengan pertumbuhan vertikal

Awan dengan pertumbuhan vertikal terdiri atas awan cumulus dan cumulonimbus. Awan cumulus memiliki berbagai bentuk, namun kebanyakan berbentuk seperti kapas yang mengapung dengan garis yang tajam dan dasar yang datar. Dasar awan tampak berwarna putih hingga abu-abu menyala dan dalam keadaan yang lembab, dasar awan hanya pada ketinggian 1000 m di atas permukaan. Awan cumulonimbus adalah awan hujan badai. Ketika bagian dasarnya hitam dimungkinkan ketinggiannya hanya 600 m diatas permukaan. Bagian puncaknya dapat meluas ke atas hingga lapisan tropopause, diatas 12.000 m.

Tabel berikut menunjukkan klasifikasi sepuluh jenis awan utama ke dalam masing-masing kelompok

Awan tinggi	Awan menengah	Awan rendah	Awan dengan pertumbuhan vertikal
Cirrus (Ci)	Altostratus (As)	Stratus (St)	Cumulus (Cu)
Cirrostratus (Cs)	Altocumulus (Ac)	Stratocumulus (Sc)	Cumulonimbus (Cb)
Cirrocumulus (Cc)		Nimbostratus (Ns)

Tabel berikut adalah perkiraan ketinggian dasar awan di atas permukaan pada berbagai ketinggian

Kelompok awan	Daerah tropis	Daerah lintang sedang	Daerah kutub
Awan tinggi	6.000 – 18.000 m	5.000 – 13.000 m	3.000 – 8.000 m
Awan menengah	6.500 – 8.000 m	2.000 – 7.000 m	2.000 – 4.000 m
Awan rendah	0 – 2.000 m	0 – 2.000 m	0 – 2.000 m

Penjelasan lebih rinci mengenai ciri-ciri masing-masing jenis awan adalah sebagai berikut.

Cirrus terisolasi dalam bentuk yang lembut, berkas-berkas putih atau tampak putih yakni sebagian besar titik-titik putih atau pita-pita sempit. Awan ini memiliki kenampakaan berserabut atau kemilau seperti sutera, atau kedua-duanya.

Tipis, titik-titik putih, potongan-potongan kecil atau berlapis-lapis, tidak teduh terdiri atas dasar awan yang sangat sempit, berbintik-bintik, berjalur (atau serupa) yang baik bersatu maupun terpisah-pisah dan lebih atau kurang teratur. Kebanyakan dasar awan cirrocumulus lebarnya kurang dari satu derajat.

Awan transparan dengan kabut keputih-putihan terdiri atas benang-benang (seperti rambut) atau tampak halus menyelubungi langit sebagian atau seluruhnya. Biasanya menyebabkan fenomena halo.

Titik-titik pulih dan/atau abu-abu, berbentuk potongan-potongan kecil atau berlapis-lapis, umumnya teduh. Dasar awan terdiri atas sebagian besar sisik, bola, atau serupa silinder, kadang tampak sebagian berserat, kabur, atau bersatu. Kebanyakan dasar awan terbagi dalam ruang yang teratur dan memiliki lebar nyata antara satu hingga lima derajat.

Abu-abu atau kebiru-biruan, berbentuk potongan-potongan kecil atau berlapis-lapis lepas, tampak berserat atau monoton menyelubungi langit sebagian atau seluruhnya. Di beberapa bagian awan ini sangat tipis sehingga matahari muncul seperti terlihat melalui kaca redup. Fenomena halo tidak terjadi pada altostratus.

Lapisan awan berwarna abu-abu dan seringkali gelap dan tampak kabur sepanjang lebih atau kurang hujan permanen. Lapisannya sangat tebal sehingga matahari tidak kelihatan. Di bawah lapisan ini sering tampak awan rendah dan terpisah-pisah dapat bergabung dengan nimbostratus.

Abu-abu dan/atau titik-titik keputih-putihan, berbentuk potongan-potongan kecil atau berlapis-lapis yang hampir selalu memunculkan area gelap. Awan ini terdiri atas bongkahan mosaik, awan seperti bola atau silinder dengan struktur tidak berserat dan kadang bersatu. Kebanyakan awan ini terbagi dalam ruang yang teratur dan memiliki lebar lebih dari lima derajat.

Lapisan awan keseluruhan abu-abu dengan dasar cukup datar yang mengakibatkan terjadinya gerimis, prisma-prisma es atau butiran salju. Jika matahari tampak melewati awan, garisnya tampak jelas. Fenomena halo hanya terjadi pada suhu yang sangat rendah. Terkadang stratus tampak sebagai awan berpetak-petak.

Tampak dengan jelas, tebal dan terisolasi yang membentuk “bukit”, “kubah” atau “menara” dengan “kembang kol” di atasnya. Bagian-bagian yang disinari matahari kebanyakan tampak sangat putih. Sisi bawahnya relative gelap dan hampir datar. Selain itu awan cumulus terpisah-pisah.

Awan yang padat dan sangat besar dari pertumbuhan yang sangat vertical berbentuk “gunung” atau “menara”. Bagian atas tampak bentuk yang halus, hanya sebagian kecil berserat atau terlepas. Bagian puncaknya umumnya memiliki kenampakan yang datar. Bagian ini sering berbentuk seperti landasan. Seringkali terdapat awan rendah terpisah-pisah di bawah dasar awan yang sangat gelap. Awan-awan tersebut dapat bergabung dengan Cb. Virga yang terkadang tampak sebagai suatu bentuk hujan dari cumulonimbus.

Penjelasan :

Virga adalah nama hujan yang tidak mencapai tanah akibat evaporasi. Vigra tampak seperti bentuk koma mencoreng bagian bawah awan.

Fenomena halo adalah kemunculaan lingkaran cahaya sekitar matahari secara tiba-tiba. Hal ini disebabkan oleh pembelokan sinar matahari oleh kristal es dalam awan.

Referensi :

Ahrens, C. Donald. Meteorology Today, An Introduction to Weather, Climate, and Environment, Ninth Edition. Cengage Learning. CA. 2009.

Samoa Meteorology Division. http://www1.mnre.gov.ws/meteorology/Education/activities/cloudspotting.htm