Apa Itu Seismologi? Pengertian, Ruang Lingkup, dan Perannya dalam Mitigasi Gempa Bumi

Seismologi adalah salah satu cabang ilmu geofisika atau ilmu kebumian (earth science) yang mempelajari respon bumi akibat rambatan gelombang elastik dari dalam dan permukaan bumi. Manisfestasi yang umum terjadi adalah gempa bumi. Oleh sebab itu, konteks utama pembahasan seismologi adalah gempa bumi (earthquake). Melalui seismologi, kita mempelajari bagaimana gempa bumi bisa terjadi dan fenomena mekanisme gempa bumi terbentuk.

Gempa bumi bisa terjadi karena adanya pergerakan lempeng tektonik (yang kemudian disebut dengan gempa tektonik) atau aktivitas vulkanik (gempa yang dihasilkan dari aktivitas erupsi gunung api, gempa vulkanik). Namun, pada kasus yang spesifik, gempa bumi yang amplitudo kecil bisa terjadi akibat adanya injeksi fluida.

Setiap jenis-jenis gempa ini memiliki karakter gelombang gempa bumi yang berbeda-beda. Gempa bumi tektonik memiliki karakteristik gelombang yang relatif lebih besar (amplitudo) dibandingkan jenis gempa lainnya. Hal ini membuat gempa tektonik lebih bersifat destruktif, seperti kejadian gempa di Aceh pada tahun 2004 lalu yang menimbulkan Tsunami. Selain itu, gempa tektonik juga menjadi sebab terbentuknya patahan-patahan aktif yang terdapat di daratan, sifatnya pun juga destruktif, dapat berimplikasi kepada kerusakan bangunan.

Gelombang gempa bisa dideteksi menggunakan sensor yang disebut seismometer. Tidak hanya gelombang gempa, seismometer sangat sensitif untuk merekam getaran kecil yang terjadi sepanjang waktu, istilah ini desebut dengan microtremor. Seismometer bekerja dengan merekam getaran pada tiga komponen, komponen North-South (horizontal 1), East-West (horizontal 2), dan Vertikal. Seismometer dapat dibedakan pada tiga jenis berdasarkan frekuensi dan peruntukan utamanya, yaitu:

• seismometer broadband: diperuntukan untuk merekam dan mendeteksi gempa global dengan rentang frekuensi mulai 0.01 Hz - 50 Hz. Seismometer ini juga bisa digunakan untuk kajian eksperimen pasif.
• seismometer short-period: diperuntukan untuk merekam dan mendeteksi gempa yang bersifat lokal dengan rentang frekuensi 1 Hz - 100 Hz. Seismometer ini bisa digunakan baik untuk kajian eksperimen pasif maupun aktif.
• seismometer strong motion (accelerometer): diperuntukan untuk merekam gelombang gempa dengan amplitudo yang besar dan merekam pergerakan tanah yang begitu cepat terjadi, serta cocok untuk kajian bahaya seismik (seismic hazard). Rentang frekuensi pada seismometer ini adalah 0 Hz - 100 Hz.

Gelombang gempa bumi yang direkam oleh seismometer bisa digunakan untuk menentukan lokasi gempa bumi. Jika dipasang dalam kurun waktu yang lama, kita bisa mengetahui sebaran gempa bumi, sehingga bisa mempelajari pola sebaran gempa yang terjadi. Selain itu, kita bisa menggunakan nilai amplitudo maksimum perepatan (Peak Ground Acceleration), kecepatan (Peak Ground Velocity) dan perpindahan (Peak Ground Displacement) dari data gelombang gempa untuk mempelajari karakteristik pergerakan tanah.

Selain itu, dengan jumlah seismometer yang banyak dan dipasang pada lokasi yang cukup rapat antar seismometer, kita bisa mendapatkan informasi distribusi gempa yang cukup detail dan bisa digunakan untuk pemodelan bahaya seismik yang lebih komprehensif. Hal yang sangat baik diterapkan untuk mendukung sistem peringatan dini baik gempa maupun tsunami. 

Secara khusus, Indonesia telah menerapkan teknologi sistem peringatan dini tsunami sejak tahun 2008 yang dioperasikan oleh Badan Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG) yang disebut dengan InaTEWS (Indonesia Tsunami Early Warning System). Indonesia juga sedang dalam proses pengembangan sistem peringatan dini gempa bumi yang disebut dengan Indonesia Earthquake Early Warning System (InaEEWS). Pengembangan ini telah dilakukan uji coba (pilot) dengan memberikan hasil yang baik untuk mengestimasi waktu tiba, hiposenter, dan magnitudo gempa bumi. Semua ini adalah upaya melakukan mitigasi bahaya gempa bumi.