ALAT UKUR GEMPA

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik. Gempa Bumi biasa disebabkan oleh pergerakan kerak Bumi (lempeng Bumi). Frekuensi suatu wilayah, mengacu pada jenis dan ukuran gempa Bumi yang di alami selama periode waktu. Gempa Bumi diukur dengan menggunakan alat Seismometer. Moment magnitudo adalah skala yang paling umum di mana gempa Bumi terjadi untuk seluruh dunia. Skala Rickter adalah skala yang di laporkan oleh observatorium seismologi nasional yang di ukur pada skala besarnya lokal 5 magnitude. kedua skala yang sama selama rentang angka mereka valid. gempa 3 magnitude atau lebih sebagian besar hampir tidak terlihat dan besar nya 7 lebih berpotensi menyebabkan kerusakan serius di daerah yang luas, tergantung pada kedalaman gempa. Gempa Bumi terbesar bersejarah besarnya telah lebih dari 9, meskipun tidak ada batasan besarnya. Gempa Bumi besar terakhir besarnya 9,0 atau lebih besar adalah 9,0 magnitudo gempa di Jepang pada tahun 2011 (per Maret 2011), dan itu adalah gempa Jepang terbesar sejak pencatatan dimulai. Intensitas getaran diukur pada modifikasi Skala Mercalli.

1.2 Penyebab terjadinya gempa Bumi

Kebanyakan gempa Bumi disebabkan dari pelepasan energi yang dihasilkan oleh tekanan yang disebabkan oleh lempengan yang bergerak. Semakin lama tekanan itu kian membesar dan akhirnya mencapai pada keadaan dimana tekanan tersebut tidak dapat ditahan lagi oleh pinggiran lempengan. Pada saat itulah gempa Bumi akan terjadi.

Gempa Bumi biasanya terjadi di perbatasan lempengan-lempengan tersebut. Gempa Bumi yang paling parah biasanya terjadi di perbatasan lempengan kompresional dan translasional. Gempa Bumi fokus dalam kemungkinan besar terjadi karena materi lapisan litosfer yang terjepit kedalam mengalami transisi fase pada kedalaman lebih dari 600 km.




BAB II
PEMBAHASAN

2.1 Skala Richter dan Skala Mercalli
A. Skala Richter
Skala Richter atau SR, skala ukuran kekuatan gempa yang diusulkan oleh fisikawan Charles Richter, didefinisikan sebagai logaritma dari amplitudo maksimum yang diukur dalam satuan mikrometer (µm) dari rekaman gempa oleh alat pengukur gempa (seismometer) Wood-Anderson, pada jarak 100 km dari pusat gempa.
Sebagai contoh, Misal kita mempunyai rekaman gempa bumi (seismogram) dari seismometer yang terpasang sejauh 100 km dari pusat gempanya. Jika amplitudo maksimumnya sebesar 1 mm, maka kekuatan gempa tersebut adalah log (103) µm sama dengan 3,0 skala Richter.
Skala Richter ini hanya cocok dipakai untuk gempa-gempa dekat dengan magnitudo gempa di bawah 6,0. Di atas magnitudo itu, perhitungan dengan teknik Richter ini menjadi tidak representatif lagi.
Skala
Richter Efek Gempa
< 2.0 Gempa kecil , tidak terasa 2.0-2.9 Tidak terasa, namun terekam oleh alat 3.0-3.9 Seringkali terasa, namun jarang menimbulkan kerusakan 4.0-4.9 Dapat diketahui dari bergetarnya perabot dalam ruangan, suara gaduh bergetar. Kerusakan tidak terlalu signifikan. 5.0-5.9 Dapat menyebabkan kerusakan besar pada bangunan pada area yang kecil. Umumya kerusakan kecil pada bangunan yang didesain dengan baik 6.0-6.9 Dapat merusak area hingga jarak sekitar 160 km 7.0-7.9 Dapat menyebabkan kerusakan serius dalam area lebih luas 8.0-8.9 Dapat menyebabkan kerusakan serius hingga dalam area ratusan mil 9.0-9.9 Menghancurkan area ribuan mil > 10.0 Belum pernah terekam


B. Skala Mercalli
Skala Mercalli adalah satuan untuk mengukur kekuatan gempa bumi yang diciptakan oleh vulkanologis dari Italia bernama Giuseppe Mercalli pada 1902. Skala Mercalli dibagi menjadi 12 bagian berdasarkan informasi dari orang-orang yang selamat dari gempa tersebut dan juga dengan melihat dan membandingkan tingkat kerusakan akibat gempa bumi tersebut. Oleh itu, skala Mercalli sangat subjektif dan kurang tepat dibanding dengan perhitungan magnitudo gempa yang lain. Saat ini penggunaan skala Richter lebih luas digunakan untuk untuk mengukur kekuatan gempa bumi. Tetapi skala Mercalli yang dimodifikasi, pada tahun 1931 oleh ahli seismologi Harry Wood dan Frank Neumann masih sering digunakan terutama apabila tidak terdapat peralatan seismometer yang dapat mengukur kekuatan gempa bumi di tempat kejadian.
Skala Modifikasi Mercalli
1. Tidak terasa
2. Terasa oleh orang yang berada di bangunan tinggi
3. Getaran dirasakan seperti ada kereta yang berat melintas.
4. Getaran dirasakan seperti ada benda berat yang menabrak dinding rumah, benda tergantung bergoyang.
5. Dapat dirasakan di luar rumah, hiasan dinding bergerak, benda kecil di atas rak mampu jatuh.
6. Terasa oleh hampir semua orang, dinding rumah rusak.
7. Dinding pagar yang tidak kuat pecah, orang tidak dapat berjalan/berdiri.
8. Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan.
9. Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan tekuk.
10. Jambatan dan tangga rusak, terjadi tanah longsor.
11. Rel kereta api rusak.
12. Seluruh bangunan hancur dan hancur lebur.

2.2 Sejarah Pengukuran Gempa Bumi

Kenapa Kekuatan gempa diukur dengan skala Richter? Ilmuwan seismologi dari Amerika Serikat ini lahir di Hamilton, Ohio, Amerika Serikat. Dia berhasil menyelesaikan gelar doktornya di Institut Kalifornia pada 1928. yang bernama Charles Richter

Pada 1927, Richter bekerja pada Institut Carnegie, selanjutnya dia diterima di Institut Teknologi Kalifornia tempat dia belajar dulu. Kemudian, dia diangkat menjadi profesor pada bidang seismologi pada 1952.

Richter mengembangkan skala untuk mengukur kekuatan gempa bumi pada tahun 1935 yang dikenal sebagai skala Richter. Skala untuk mengukur kekuatan gempa telah diperkenalkan terlebih dahulu oleh pendahulunya De Rossi pada 1880-an dan Giuseppe Mercalli pada 1902, tetapi keduanya masih menggunakan skala kualitatif berdasarkan tingkat kerusakan bangunan setelah terjadi gempa bumi. Tentu saja ini hanya bisa diterapkan di tempat yang ada bangunannya dan sangat tergantung dari jenis material pembuat bangunannya.

Sementara, Richter bersama rekan-rekannya sesama ilmuwan berhasil menemukan alat ukur kekuatan gempa yang didasarkan kepada tingkat energi yang dilepaskan pusat gempa. Richter membagi tingkat kekuatan gempa itu dari ukuran satu hingga sembilan. Salah satu buku Richter yang cukup terkenal di bidang sesismlogi berjudul, Seismicity of the Earth yang ditulis bersama Gutenberg.

Ilmuwan penemu alat ukur kekuatan gempa adalah Charles Richter. Sebagai bentuk penghargaan atas temuannya, maka satuan untuk kekuatan gempa disebut skala Richter.

2.3 Seismograf

Alat pengukur Gempa. Seismograf adalah yang digunakan untuk mengukur gempa. Alat ini terdiri atas 3 bagian yaitu; jarum, benda stationer (massa Stationer), dan pita. Jika terjadi gempa, massa stasioner dan jarum yang terletak padanya tetap. Yang bergerak adalah benda yang berisi pita roll yang dipancangkan ditanah. Karena ujung jarun menempel pada pita roll, maka ketika terjadi gempa akan tergambar getaran gempa pada pita tersebut. Pita itulah yang disebut sebagai Seismogram.
a. Jenis-jenis Seismograf
Seismograf, alat pengukur gempa ada 2 jenis, yaitu:

1. Seismograf Horizontal
Seismograf Horizontal berfungsi untuk mencatat getaran bumi pada arah mendatar. Pada Seismograf Horizontal, massa stasioner digantung dengan sebuah tali. Dibagian bawah terdapat jarum yang ujungnya menyentuh roll pita, yang selalu berputar searah jarum jam. Tiang penompang roll pita terpancang pada tanah. Pada waktu terjadi gempa, roll pita bergetar, sedang massa stasioner dan jarum jam tetap. Maka terbentuklah goresan pada roll pita tersebut yang disebut Seismogram.

2. Seismograf Vertikal

Seismograf Vertikal berfungsi untuk mencatat getaran gempa vertikal. Massa Stasioner pada Seismograf vertikal ditahan oleh sebuah pegas (P) dan sebuah tangkai berengsel. Ujung massa stasioner yang berjarum disentuhkan pada roll pita yang selalu bergerak searah jarum jam. Jika terjadi getaran gempa, maka roll pita akan bergerak sehingga akan terbentuk seismogram pada roll pita tersebut.

Dengan menggunakan alat pengukur gempa, seismograf vertikal dan seismograf horizontal gempa yang terjadi baik gempa vertikal maupun gempa horizontal akan tercatat dan terdeteksi. Untuk mengetahui keakuratan data gempa yang diperoleh, maka lebih baik jika pada sebuah stasion BMG di pasang 3 alat pengukur gempa atau Seismograf. Yaitu 2 pasang Seismograf Horizontal yang dipasang arah utara-selatan dan arah timur–barat, serta satu seismograf Vertikal. Hal ini dilakukan untuk mengetahui dari arah mana getaran gempa terjadi.







2.4 Alat-alat yang berhubungan dengan Seismograf

1. Seismograph Wiechert
Seismometer Wiechert merupakan cikal bakal awal berdirinya Stasiun pencatat gempa di Indonesia yakni berada di stasiun Geofisika Jakarta. Seismograph Wiechert merupakan seismograph pertama di Indonesia yang dipasang pada tahun 1908 yang dulu berlokasi di jalan Arief Rachman Hakim Jak-Pus, kemudian dipindahkan ke Kemayoran pada tahun 1999 sampai sekarang.
Alat ini merupakan buatan Jerman pada tahun 1908 dan 1928. Seismometer ini ada dua, yaitu komponen vertical (Z) dan horizontal (N-S dan E-W) dengan prinsip pendulum. Beratnya mencapai 1500 kg dengan pemberat berupa gips yang diletakkan di dalam badan seismometer. Media perekamannya adalah kertas jelaga yang dipasang pada drum recorder. Ketika ada getaran, maka pena akan bergerak dan menggoreskan ujungnya pada kertas jelaga tersebut. Sayangnya seismometer Wiechert ini sudah tidak dioperasionalkan lagi dikarenakan sambungan penanya yang rusak.
2 Seimometer SS 1 Ranger
Merupakan portable seismometer dan dapat dipilih model horizontal atau vertical, jadi SS 1 Ranger merupakan seismometer 1 komponen. SS1 Ranger menggunakan prinsip spring mass dan elektromagnetik transducer. Seismometer ini merupakan jenis analog, sehingga penempatannya cukup di tempat yang bedrocknya baik, tidak perlu di tempatkan di bunker, seperti halnya seismometer digital. Cara kerjanya adalah ketika seismometer SS 1 Ranger menerima signal gelombang, maka akan terjadi tegangan yang dialirkan ke kumparan kalibrasi yang membuat bahan bergerak dan menimbulkan gaya magnet, sehingga pegas bergerak dan arusnya diterima oleh kumparan sensor. Kumparan tersebut akan menghasilkan output berupa gambar – gambar signal yang dikirim ke seismograph. Di stasiun Geofisika Jakarta, seismometer SS 1 Ranger ini dihubungkan ke SPS (Short Period Seismograph). Sampai saat ini SS 1 Ranger masih digunakan, di samping menggunakan seismometer broadband. Datanya sebagai sampingan data yang dihasilkan oleh seismometer broadband.
3. Broadband Seismograph
Seismometer broadband memiliki jangkauan / range frekuensi yang lebih luas dari seismometer biasa, yaitu kira – kira 0,01 – 50 Hz. Seismometer jenis ini sangat sensitive terhadap variasi lingkungan, khususnya variasi temperature dan tekanan atmosfer. Oleh sebab itu seismometer ini membutuhkan tempat khusus, tidak seperti seismometer analog. Merupakan seismometer 3 komponen (vertical, horizontal NS – EW).Di stasiun geofisika Jakarta, broadband seismometer ini diletakkan di bunker yang berukuran kira – kira 1m x 1m 1m. Jika biasanya dinding bunker seismometer dilapisi gabus, maka di stasiun geofisika Jakarta, gabus tersebut berbentu kepingan – kepingan yang dihamburkan menutupi seismometer itu sendiri. Data seismometer broadband inilah yang digunakan sebagai data utama di samping data seismometer SS1 Ranger.
Seismometer ini merupakan seismometer digital, jadi sensor yang ia dapatkan akan diteruskan ke amplifier / pengkondisi signal (memisahkan antara noise dan signal), dilanjutkan ke ADC (Analog to Digital Converter) lalu masuk rekorder yang berupa computer, bukan SPS seperti rekorder yang digunakan SS1 Ranger. Dalam computer ini telah disediakan software khusus yang digunakan dalam pengolahan data. Software yang biasanya digunakan adalah MnoST dan NetRec, juga software lainnya.
4. Accelerograph (Strong Motion Seismograph)
Accelerograph adalah alat yang digunakan untuk merekam getaran tanah yang sangat kuat dan untuk mengukur percepatan permukaan tanah. Accelerograph memiliki memori card yang tersimpan di dalamnya, sehingga ia mampu menyimpan data – data pengukuran. Di dalam accelerograph juga terdapat baterai kering yang dapat digunakan sewaktu tidak tersedianya listrik. Baterai kering ini dapat beroperasi sekitar 7 jam. Alat ini kebanyakan digunakan oleh pemborong proyek besar untuk melakukan survey. Jadi, alat ini merupakan alat yang bersifat portable.

Data yang didapat akan disambungkan ke laptop atau computer yang memiliki software khusus untuk megolah data – data tersebut. Data – data percepatan tanah ini lebih banyak manfaatnya dalam bidang teknik pembangunan. Karena dengan malihat data percepatan tanah di suatu tempat, maka kita bisa menghitung dan merencanakan gedung – gedung bertingkat yang tahan gempa. Selain itu, data accelerograph juga bermanfaat bagi pertambangan.
5. Short Period Seismograph
Adalah alat perekam / pencatat gelombang gempa bumi dengan media kertas pias dan merupakan serangkaian alat dari system analog. Di Stasiun Geofisika Jakarta, alat ini disambungkan dengan seismometer SS1 Ranger. Seperti halnya seismometer Wiechert, seismograph ini juga memiliki pena yang sama. Hanya saja pena di seismograph ini dialiri tinta yang siap mencatat di kertas pias yang menempel pada drum recorder yang berputar. Kecepatan putaran drum recorder bisa diapat diatur sesuai keinginan. Di stasiun Geofisika Jakarta, kertas pias harus diganti 24 jam sekali. Selain itu, time marknya juga dapat diatur sesuai dengan waktu daerah masing – masing atau sesuai kebutuhan.


















BAB III
PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Gempa bumi (seisme) merupakan gerakan keras yang terjadi secara tiba-tiba di bawah permukaan bumi, yang merupakan peristiwa alam yang sangat menghancurkan. Gempa bumi dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis yaitu gempa tektonik, gempa vulkanik, dan gempa runtuhan. Gempa dapat disebabkan oleh beberapa faktor, yang mengakibatkan terjadinya bencana alam seperti banjir dan tanah longsor serta bencana tsunami di daerah pantai.

Para ilmuwan mengukur kekuatan gempa dengan dua cara. Pertama, menggunaka alat pengukur yang disebut Skala Richter. Mereka mengukur jumlah energy gempa yang dilepaskan dengan member sekala 0 sampai dengan 9. Gempa berkekuatan Skala Richter berarti 100 juta kali kuatnya dari gempa berskala 1.

Kedua, Skala Mercalli mengukur jumlah kerusakan gempa dan memberi skor dari 1 sampai dengan 12. Skor 1 berarti gempa tidak berbahaya, tetapi skor 12 berarti gempa merusak seluruh bangunan.
















DAFTAR PUSTAKA


http://id.wikipedia.org/wiki/Gempa_bumi
http://www.anehdidunia.com/2012/04/penemu-alat-ukur-gempa-bumi.html
http://terselubung.blogspot.com/2009/10/penemu-alat-ukur-gempa.html
http://tegarmaji.com/2009/09/ukuran-kekuatan-gempa-skala-richter-dan-skala-mercalli/
http://www.apasih.com/2010/12/charles-richter-sang-penemu-alat.html
http://punyaulil.blogspot.com/2011/08/makalah-gempa-bumi_591.html