Mekanisme Sumber Gempa (II)

Polaritas Gelombang Seismik

Seismogram yang terekam bisa digunakan dalam studi geometri sesar atau mekanisme fokus karena tergantung radiasi gelombang gempabumi. Yang paling mudah ditentukan dengan menganalisa gelombang body dengan mengambil impuls awal atau polaritas awal gelombang seismik. Polaritas ini tergantung tipe gelombang dan posisi stasiun terhadap jarak gerakan awal pada sumber gempabumi (hypocentre).

Pada gambar sebelah kiri (a), sumber gaya tunggal S yang bisa dianalogikan dengan sumber palu yang dipukulkan secara horisontal. Apabila arah S menuju Δ1 maka di stasiun ini akan terobservasi gelombang P dengan polaritas kompresi (+) artinya menekan stasiun tersebut, di stasiun Δ4 terakam dilatasi yang artinya menarik stasiun tersebut, lain halnya dengan stasiun Δ2 tidak terekam gelombang P sama sekali.

Sebaliknya gelombang S akan terpolarisasi paralel dengan arah dispalcement statis S dan tegaklurus terhadap arah propagasinya dan terekam di Δ2, tapi tidak di Δ1 dan Δ4. Pada stasiun Δ3 gelombang P dan S akan terekam. Kalau letak sumber S di permukaan, maka sinyal gelombang P akan terekam pada komponen radial dan tidak ada pada komponen vertikal.

Gambar sebelah kanan (b) menceritakan pola polarisasi pada sumber shear dislocation sepanjang bidang sesar F yang berbeda dengan kasus gaya tunggal (Gambar 8.7.a). Di stasiun Δ1 dan Δ5 yang terletak pada arah strike, sinyal gelombang P tak terobservasi. Demikian juga di stasiun Δ3 yang tegak lurus sesar di titik F. Sebaliknya di Δ2 dan Δ4 yang bersudut 45° terhadap F, terekam amplitudo gerak gelombang P namun dengan arah berlawanan.

First motion gelombang P dari titik double couple ini, akan menggiring kita pada untuk mendefinisikan empat kuadran, yaitu dua kuadran kompresi dan dua kuadran dilatasi yang dipisahkan oleh dua bidang yang saling tegak lurus yang disebut bidang-bidang nodal, yaitu bidang sesar dan bidang bantu.

Radiasi gelombang P dari sumber sumber gempabumi mempunyai empat kurva daerah konsentrasi. Kita dapat memperkirakan bidang nodal 1 dan 2 (nodal bidang sesar dan bidang bantu) dengan menggunakan polaritas gelombang P dan atau amplitudonya.

Mekanisme Sumber Gempa (I)

Mekanisme terjadinya suatu gempabumi di dalam perut bumi sering dikaitkan dengan kombinasi gaya atau stress yang bekerja pada suatu batuan. Kombinasi stress, kompresi (tekanan kedalam) dan dilatasi (tarikan keluar), yang menyebabkan terjadinya suatu gempabumi dapat dimodelkan dengan mempelajari polarisasi gelombang gempabumi yang terekam pada komponen vertikal.

Model idealisasi dari mekanisme terjadinya suatu gempabumi dalam seismologi disebut dengan mekanisme fokus (focal mechanism). Melalui data seismogram bisa didapatkan banyak informasi gempabumi sehingga diketahui parameter gempabumi seperti : magnitude, kedalaman, lokasi, waktu asal gempabumi, termasuk juga mekanisme fokus. Dengan menganalisis mekanime fokus, kita bisa menganalisis sistem gaya-gaya tektonik yang bekerja pada suatu daerah (Puspito, 1997).

Sekarang kita tinjau bagaimana proses terjadinya sebuah gempabumi. Seorang ahli seismologi Amerika yang bernama Reid pada tahun 1906 mengadakan penelitian untuk membahas tentang proses pemecahan di sebuah sumber gempabumi pada gempabumi yang terjadi di San Andreas Fault. Pergeseran (displacement) dari Fault San Andres ini kebanyakan horizontal, dimana pada bagian timur (kanan) yang menghadap ke daratan Amerika bergerak ke selatan terhadap yang di sebelah barat (kiri) yang menghadap ke Pasifik.

Pada mulanya di dalam bumi terjadi gerakan yang terus-menerus, maka akan terdapat stress yang lama kelamaan akan terakumulasi dan mampu merubah bentuk geologi dari lapisan batuan. Berikutnya suatu lapisan batuan dikenai gaya stress sehingga terjadi perubahan bentuk geologi. Untuk daerah sebelah  kiri mendapat stress ke atas, sedangkan daerah kanan mendapat stress ke bawah. Proses ini berjalan terus sampai stress yang terjadi (dikandung) di daerah ini cukup besar untuk merubahnya menjadi gesekan antara kedua daerah. Lama kelamaan karena lapisan batuan sudah tidak mampu lagi untuk menahan stress, maka akan terjadi suatu pergerakan atau perpindahan yang tiba-tiba sehingga terjadilah patahan. Peristiwa pergerakan secara tiba-tiba ini disebut gempabumi. Teori ini dikenal dengan nama Teori Reid atau juga Elastic Rebound Theory.

Mekanisme fokus memberikan tambahan informasi mengenai parameter gempa bumi seperti jenis sesar gempabumi. Parameter sesar terdiri dari ukuran sesar yang dinyatakan dalam km (kilometer) yaitu panjang dan lebar. Selain itu terdapat jarak pergeseran, momen seismik, stress drop, serta source process atau prose pecahnya batuan saat terjadi gempa atau rupture process.

Strike adalah jurus sesar diambil dari permukaan sesar yang arahnya ditarik searah jarum jam (utara mata angin). Kisaran derajatnya dari arah 0° – 360°. Dip adalah sudut kemiringan sesar dari blok yang tegak (foot-wall block) diukur dari bidang mendatar horisontal. Ukuran sudut nilainya dari 0° – 90°. Sedangkan rake atau slip adalah arah pergerakan sesar tersebut diukur dari penampang muka sesar dengan arah diukur dari arah strike ke arah mana slip bergerak (berlawanan arah strike dan dip). Ukuran sudutnya dari arah -180° – 180°. Jarak pergeseran slip atau dislocation dinyatakan dalam besaran m (meter).

Dalam keadaan yang sebenarnya permukaan sesar (patahan) atau fault dapat mempunyai keadaan yang berbeda dan demikian pula dengan gerakannya dapat mempunyai arah yang berlainan sepanjang permukaannya. Dapat dibedakan atas tiga bentuk gerakan dasar dari sesar, yaitu : sesar mendatar, turun, dan naik.

Gerakan sejajar jurus sesar, disebut sesar mendatar atau strike slip fault. Stress yang terbesar adalah stress horisontal dan stress vertikal kecil sekali. Sesar relatif ke bawah terhadap blok dasar, disebut sesar turun / sesar normal atau gravity fault. Gerakan relatif ke atas terhadap blok dasar, disebut sesar naik atau thrust fault / reverse fault.