GEMPA BUMI DARI KACAMATA FISIKA: SEBUAH PROSES TERJADINYA GEMPA

Ilustrasi proses gempa. Gambar dihasilkan dengan menggunakan AI

Ini adalah berupa catatan yang saya peroleh dari artikel ilmiah berjudul The Physics of Earthquakes, ditulis oleh peneliti gempa bumi ternama, Hiroo Kanamori dan Emily E. Brodsky pada tahun 2001, dipublikasikan pada Physics Today.

Saya mencoba membantu menjelaskan secara sederhana konsep proses terjadinya gempa berdasarkan aspek fisika. Semoga apa yang saya jelaskan ini mampu dicerna dengan sebaik-baiknya.

Gempa bumi terjadi karena ada proses bergeraknya lempeng-lempeng bumi secara dinamis. Lempeng-lempeng bumi ini terletak di dalam bumi hingga ratusan kilometer kedalamannya. Ketika dua lempeng saling bertemu, salah satu lempeng yang kuat akan terus bergerak dan lempeng lainnya berusaha untuk melawan, tapi sifatnya yang tidak cukup kuat menahan, maka terjadi gesekan dan/atau terkuncinya pergerakan lempeng pada suatu titik seiring berjalannya waktu. Pada akhirnya, gesekan dan pergerakan lempeng yang terkunci tersebut tidak sanggup menahan, lempeng-lempeng tersebut melepaskan energinya berupa getaran gelpmbang yang merambat ke segala arah, salah satunya menuju ke permukaan bumi, tempat dimana kita berpijak dan bangunan serta infrastruktur berdiri.

Secara fisis, pelepasan energi terjadi ketika tegangan geser telah melewati ambang batas tegangan statis, dimana tegangan geser adalah gaya per satuan luas. Adanya tegangan geser, menyebabkan terjadinya pergeseran di dalam lapisan bumi dengan kecepatan pergeseran tertentu. Pergeseran ini berimplikasi kepada seberapa besar energi atau magnitude yang dihasilkan. Selama proses pergeseran ini muncul tegangan gesek sebagai resistensi yang dilakukan pada salah satu lempeng terhadap lempeng lainnya. Proses pergeseran tersebut akan berhenti ketika tegangan geser berkurang hingga di bawah tegangan gesek akhir. Siklus ini akan berulang untuk mengumpulkan energi yang baru kembali.

Oleh karena itu, gempa dengan magnitudo besar membutuhkan waktu (geologi) pelepasan yang lama dibandingkan dengan magnitudo kecil-sedang (M3 - M4 atau M5) yang relatif sering terjadi pada wilayah-wilayah dengan tektonik yang aktif.