Antara Potensi dan Prediksi Tsunami, Memahami Bilangan 57 Meter yang Menghebohkan

57 meter. Itulah bilangan yang menghebohkan (sebagian) Indonesia sejak awal April 2018 TU ini. Lebih lengkapnya tentang potensi tsunami dahsyat, hingga setinggi 57 meter bagi suatu lokasi di pesisir selatan Pandeglang, pada ujung barat pulau Jawa. Pulau terpadat penduduknya di Indonesia dan bahkan juga di dunia. Heboh akan bilangan ini melengkapi kehebohan lain akan bilangan lain sebulan sebelumnya, yakni Maret 2018 TU (Tarikh Umum). Saat itu bilangan 8,7 yang bikin heboh. Lebih tepatnya tentang potensi gempa bumi tektonik yang bersumber dari zona subduksi dan berkualifikasi gempa akbar (megathrust) berkekuatan maksimum 8,7 skala Magnitudo, juga bagi ujung barat Pulau Jawa. Dua bilangan yang menghebohkan itu hadir ke panggung sejarah Indonesia kontemporer melalui dua kegiatan ilmiah berbeda mengambil lokasi yang sama, yakni kompleks BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) Kemayoran (Jakarta).

Gambar 1. Saat-saat tsunami besar Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 menerjang kolam PLTU Bunton (Kabupaten Cilacap) dalam rekaman kamera sirkuit tertutup (CCTV). Riset pendahuluan termutakhir memperlihatkan zona subduksi Jawa, yang melepaskan tsunami besar ini, juga berpotensi memproduksi tsunami dahsyat. Sumber: PLTU Bunton, 2006 dalam Lavigne dkk, 2007.

Segera bilangan 57 meter menjadi bola liar yang menggelinding kemana-mana memantik beragam reaksi. Sebagian menganggapnya terlalu berlebihan dan malah menakut-nakuti orang. Sejumlah masyarakat Kabupaten Pandeglang, yang daerahnya disebut spesifik dalam potensi itu, mengaku tak bisa tidur dan merasa cemas. Nelayan berhenti melaut dan bahkan ada yang mulai mengungsi. Sebagian lainnya mencoba melakukan penyangkalan dengan menyebutnya sebagai kabar-bohong atau hoaks.

Wakil rakyat di Senayan turut cawe-cawe dengan memanggil BPPT (Badan Pusat Pengkajian dan Penerapan Teknologi) untuk menjelaskan masalah itu. Karena bilangan 57 meter datang dari peneliti tsunami kawakan yang bernaung di bawah BPPT. Belakangan Direktorat Reserse Kriminal Khusus Polda Banten juga turut serta dengan rencana hendak memanggil sang peneliti BPPT tersebut dan juga BMKG sebagai penyelenggara acara. Alasannya, selain bilangan 57 meter itu telah menakut-nakuti masyarakat Pandeglang dan berpotensi menghambat laju investasi di tempat tersebut, juga sebagai bagian integral dari penyelidikan kabar-bohong atau hoaks tentang tsunami yang berkecamuk kemudian. Di kemudian hari rencana ini dibatalkan menyusul kecaman dari berbagai penjuru di bawah tajuk ancaman kriminalisasi terhadap kerja ilmiah yang dipaparkan di forum ilmiah.

Ada apa sesungguhnya? Dan bagaimana menyikapinya?

Dasawarsa Gempa Sumatra

Saat berbicara dalam seminar yang diselenggarakan Pusat Penelitian dan Pengembangan BMKG, pak Widjo Kongko barangkali tak pernah menduga materinya bakal memantik reaksi berantai kehebohan. Pada seminar yang digelar dalam rangka memperingati Hari Meteorologi ke-68 pada Selasa 3 April 2018 TU, ia memaparkan riset pendahuluan yang dikerjakannya di bawah tajuk Potensi Tsunami di Jawa Barat. Pada dasarnya ia menindaklanjuti publikasi Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia Tahun 2017 hasil kerja Pusgen (Pusat Studi Gempa bumi Nasional) Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat. Peta ini merupakan pemutakhiran dari peta sejenis yang dilansir tujuh tahun sebelumnya.

Berikut video tentang seminar tersebut :

Seluruh kegiatan tersebut berakar pada apa yang dialami Indonesia khususnya dalam dasawarsa pertama abad ke-21 TU. Inilah dasawarsa yang dalam ungkapan geolog legendaris pak Danny Hilman Natawidjaja, yang juga salah satu pembicara pada seminar tersebut, disebut sebagai teror gempa Sumatra. Dasawarsa gempa Sumatra adalah rentang masa tatkala gempa besar (kekuatan antara 7 hingga 8,5 skala Magntudo) hingga gempa akbar (kekuatan lebih dari 8,5 skala Magnitudo) dengan sumber di dasar laut mengguncang bumi Swarnadwipa secara berturut-turut dengan sumber sebelah-menyebelah layaknya mercon renteng. Dan semuanya melepaskan tsunami mulai dari tsunami besar hingga tsunami dahsyat.

Gambar 2. Gambaran sederhana sumber-sumber gempa besar dan akbar pada zona subduksi Sumatra. Gempa-gempa yang tercatat sejak tahun 2000 TU hingga 2010 TU merupakan bagian dari dasawarsa gempa Sumatra. Sumber: Muhammad dkk, 2016 dengan penambahan seperlunya.

Teror itu dimulai dari Gempa Enggano 4 Juni 2000 (7,9 skala Magnitudo) di ujung selatan Sumatra. Selanjutnya berpindah ke utara, dimulai dari Gempa Simeulue 2 November 2002 (7,3 skala Magnitudo) yang mengguncang daratan Pulau Simeulue. Puncaknya adalah Gempa Sumatra Andaman 26 Desember 2004 (9,3 skala Magnitudo) atau dikenal juga sebagai Gempa Aceh 2004 dengan tsunami dahsyatnya. Inilah gempa paling mematikan sekaligus bencana alam termahal sepanjang sejarah Indonesia modern. Gempa-gempa berikutnya beringsut kembali ke selatan, ditandai oleh Gempa Simeulue-Nias 28 Maret 2005 (8,6 skala Magnitudo). Gempa ini merontokkan pulau Nias dan sekitarnya. Sebagian kepulauan Mentawai pun menyusul berguncang dalam Gempa Bengkulu 12 September 2007 (8,4 skala Magnitudo). Dan yang terakhir adalah Gempa Mentawai 25 Oktober 2010 (7,8 skala Magnitudo) yang memorak-porandakan kepulauan Mentawai bagian selatan.

Selain merenggut korban jiwa yang sangat banyak, tak kurang dari 167.000 orang, dan kerugian materi luar biasa besarnya, tak kurang dari 45 trilyun rupiah, dasawarsa teror gempa Sumatra juga menggoyahkan pandangan umum tentang gempa besar dan akbar. Sebelum 2004 TU, para cendekiawan kebumian umumnya menerima pandangan bahwa peluang terjadinya gempa besar dan akbar yang memproduksi tsunami besar hingga raksasa akan lebih tinggi pada zona subduksi lebih muda. Sebab zona subduksi yang lebih tua akan lebih padat (memiliki massa jenis lebih besar) dan sudut penunjamannya lebih curam sehingga dianggap lebih stabil. Pandangan klasik ini nampaknya terbukti pada abad ke-20 TU, saat seluruh gempa akbar masa itu terjadi di bagian tepian Samudera Pasifik dengan zona subduksi berusia muda.

Gambar 3. Penampang sederhana zona subduksi Sumatra bagian utara khususnya segmen Aceh yang bersambungan dengan segmen Nicobar dan segmen Andaman. Umur subduksi segmen Aceh masih cukup muda (yakni 55 juta tahun) namun sebaliknya segmen Andaman sudah cukup tua (yakni 90 juta tahun). Ketiga segmen inilah yang secara bersama-sama menjadi sumber Gempa akbar Sumatra-Andaman 26 Desember 2004. Sumber: Sudibyo, 2014 berbasis peta Google Earth.

Namun Gempa Aceh 2004 mempertontonkan anomali yang menggoyahkan pandangan itu. Sisi selatan sumber gempanya, yakni di segmen Simeulue, memang relatif muda dengan umur subduksi 55 juta tahun. Akan tetapi sisi utaranya, yakni segmen Andaman, jauh lebih tua dengan umur subduksi 90 juta tahun. Dan pandangan klasik tersebut akhirnya itu berantakan seiring peristiwa Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 (9,0 skala Magnitudo) di Jepang. Gempa akbar yang juga melepaskan tsunami dahsyat ini terjadi pada zona subduksi Jepang Timur yang berusia sangat tua, yakni 130 juta tahun. Kini pandangan baru mengemuka, dimana setiap zona subduksi dimanapun tanpa terkecuali harus dianggap memiliki peluang memproduksi gempa besar dan akbar beserta tsunaminya.

Subduksi Tua yang Tetap Berbahaya

Pandangan baru itu berimbas bagi Pulau Jawa. Subduksi di sini juga sama tuanya dengan Jepang Timur, yakni sekitar 130 juta tahun. Kecepatan subduksi lempeng Australia terhadap mikrolempeng Eurasia pada zona subduksi Jawa (yakni 70 mm/tahun) juga tidak banyak berbeda dengan subduksi lempeng Pasifik terhadap mikrolempeng Okhotsk di zona subduksi Jepang Timur (yakni 80 hingga 90 mm/tahun). Keduanya tergolong lambat, khususnya dibandingkan perilaku lempeng Pasifik umumnya.

Perbandingan dengan subduksi Jepang Timur menyajikan kesan bahwa subduksi Jawa pun bisa berperilaku demikian. Dengan kata lain subduksi Jawa memiliki kemampuan untuk memproduksi gempa akbar beserta tsunami dahsyatnya. Bukan hanya berkemampuan memproduksi tsunami besar, seperti yang diperlihatkannya dalam Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 (7,7 skala Magnitudo) dan Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994 (7,8 skala Magnitudo).

Perbedaan di antara keduanya adalah riwayat gempa akbar subduksi Jepang Timur lebih diketahui. Selama 3.000 tahun terakhir subduksi tersebut telah mengalami empat peristiwa gempa akbar dengan periode ulang antara 800 hingga 1.100 tahun sekali. Gempa akbar terakhir sebelum peristiwa Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 adalah Gempa Sanriku 9 Juli 869 (sekitar 9 skala Magnitudo). Semuanya memproduksi tsunami dahsyat. Akan tetapi tidak demikian halnya dengan subduksi Jawa. Pencatatan bencana gempa bumi (dan juga tsunami) baru dimulai sekitar 300 tahun silam. Tempo yang cukup singkat untuk menyelisik riwayat gempa akbar beserta tsunami dahsyatnya yang bisa berbilang ribuan tahun.

Gambar 4. Diagram sederhana yang memperlihatkan bagaimana membengkak dan mengempisnya segmen subduksi pada gempa besar atau akbar, dalam hal ini Gempa Sumatra-Andaman 26 Desember 2004. Atas: zona kuncian terbentuk sehingga mikrolempeng Burma mulai terseret mengikuti gerakan lempeng India. Tengah: zona kuncian terus terdesak sehingga mikrolempeng Burma kian terseret dan membengkak. Dan bawah: zona kuncian patah membuat mikrolempeng Burma melenting sekaligus mengempis. Sumber: Sudibyo, 2014.

Ada berbagai cara untuk menyingkap riwayat gempa bumi sebuah zona subduksi di tengah tiadanya catatan tertulis. Disini harus digarisbawahi terlebih dahulu bahwa sumber gempa akbar di zona subduksi serupa dengan sumber gempa tektonik umumnya. Yakni sebagai area bergeometri empat persegi panjang yang akan melenting (slip) hingga jarak tertentu. Sebelum gempa terjadi, maka sumber gempa akbar akan terseret oleh gerak lempeng tektonik yang mendesaknya (fully coupling maupun partially coupling). Gerakan ini membuatnya membengkak. Sebaliknya pasca gempa, sumber gempa akbar akan bergerak berlawanan arah dengan lempeng tektonik pendesak (non coupling) sehingga membuatnya mengempis.

Tatkala gempa meletup, maka terjadi pula pengangkatan dasar laut sebagai komponen vertikal dari lentingan. Pengangkatan ini mendorong kolom air laut dalam luasan sangat besar tepat di atas sumber gempa akbar sehingga bergolak dan menyebar secara horisontal ke segala arah sebagai tsunami dahsyat. Berbeda dengan gelombang laut biasa, tsunami mengaduk-aduk air laut hingga ke dasar. Membuat sedimen dan aneka karang di dasar laut dicabik-cabik dan turut terangkut bersama air hingga akhirnya terhempas dan terendapkan di daratan.

Di sebelah barat pulau Sumatra teruntai pulau-pulau kecil berbaris sebagai busur luar Sumatra, mulai dari pulau Simeulue di utara hingga pulau Enggano di selatan. Jajaran pulau-pulau ini menyajikan kesempatan unik guna memahami zona subduksi Sumatra, mulai dari segmentasi (pembagian) hingga membengkak-mengempisnya setiap segmen. Pesisir pulau-pulau kecil itu ditumbuhi beragam karang. Dan karang tertentu membentuk pola mikroatol (atol/cincin kecil), yang menumbuhkan lembaran demi lembaran baru setiap tahunnya menyerupai lingkaran tahun pada tumbuhan berkayu. Tatkala paras air laut turun maka bagian mikroatol yang terekspos di atas paras air laut dan mati sehingga lembaran baru karang berikutnya akan tumbuh menyamping. Sebaliknya saat paras air laut naik maka lembaran baru karang berikutnya akan tumbuh di atas mikroatol lama.

Gambar 5. Lapisan-lapisan endapan tsunami di pulau Phra Thong (Thailand) dan karang mikroatol yang terangkat di pesisir pulau Simeulue (Indonesia). Kedua fenomena alam ini merupakan kunci untuk mengetahui riwayat gempa besar/akbar dan tsunami besar/dahsyatnya hingga beratus dan bahkan beribu tahun ke belakang. Sumber: Yulianto dkk, 2010 & Natawidjaja, 2007.

Manakala sebuah segmen zona subduksi membengkak, pulau-pulau kecil diatasnya perlahan-lahan terbenam (submergence), membuat lembaran baru karang mikroatol tumbuh ke atas. Sementara saat segmen yang sama mengempis, pulau-pulau yang sama mendadak terangkat (uplift) sehingga lembaran baru karang mikroatol tumbuh menyamping. Dengan menandai lembaran-lembaran dimana mikroatol tumbuh ke atas atau tumbuh menyamping dan menghitung jumlah total lembaran karangnya (sekaligus menentukan umur absolutnya melalui penarikhan radioaktif), maka bagaimana riwayat gempa akbar di segmen zona subduksi tersebut hingga ratusan atau bahkan ribuan tahun ke belakang dapat diketahui.

Lewat cara inilah, yang dikombinasikan dengan penanaman sejumlah radas (instrumen) geodesi tektonik berbasis satelit (GPS) berketelitian sangat tinggi seperti misalnya dalam jejaring SuGAr (Sumatran GPS Array), maka segmen-segmen subduksi Sumatra dan riwayat kegempaannya masing-masing telah banyak diketahui. Dari utara ke selatan, subduksi Sumatra terbagi atas segmen Aceh (sumber gempa akbar 2004), Simeulue-Nias (sumber gempa akbar 2005), segmen Batu (sumber gempa besar 1935), segmen Siberut (sumber gempa akbar 1833), segmen Pagai (sumber gempa akbar 1833, gempa besar 2007 dan gempa besar 2010) dan segmen Enggano (sumber gempa besar 2000). Kecuali segmen Siberut dan sebagian segmen Pagai, seluruh segmen itu telah mengempis.

Jawa, Tenang Sebelum Badai?

Sebaliknya subduksi Jawa tidaklah demikian, busur luar Jawa tidak membentuk rantai pulau-pulau kecil. Sehingga mikroatol tidak dijumpai di sini. Maka selain menanami radas GPS, strategi menyingkap riwayat gempa akbar pada subduksi Jawa bergantung pada pelacakan endapan-endapan tsunami khususnya di pesisir selatan Jawa. Endapan tsunami ini mengandung ciri khas tertentu, umumnya berupa mikrobiota seperti molusca, diatom dan foraminifera. Semuanya bisa diukur umur absolutnya, juga lewat penarikhan radioaktif. Perburuan ini, khususnya untuk endapan produk tsunami besar dan tsunami dahsyat, menjadi fokus sejumlah lembaga riset di Indonesia.

Gambar 6. Dua contoh endapan tsunami masa silam (paleotsunami) pada dua tempat yang berbeda. Masing-masing endapan di tepi sungai Cikembulan, Pangandaran (Kabupaten Ciamis) produk tsunami dahsyat empat abad silam (kiri) dan endapan tsunami di pesisir Teluk Penyu (Kabupaten Cilacap) sekitar 1 kilometer dari garis pantai, jejak tsunami besar tahun 1883 TU (kanan). Sumber: Yulianto dkk, 2010 & Daryono, 2015.

Sejauh ini sepanjang garis pantai di antara Lebak (propinsi Banten) hingga Trenggalek (propinsi Jawa Timur) telah ditemukan sejumlah endapan tsunami yang terkubur cukup dalam. Endapan-endapan tersebut baik di Lebak, Pangandaran (Jawa Barat), Widarapayung (propinsi Jawa Tengah), Kulonprogo dan Gunungkidul (propinsi DIY) hingga Trenggalek memperlihatkan ada kandidat tsunami dahsyat pada sekitar 400 tahun silam. Juga terdeteksi kandidat tsunami dahsyat lainnya masing-masing pada sekitar 1.000 tahun dan 1.800 tahun silam. Jejak-jejak ini jelas menunjukkan bahwa subduksi Jawa mirip dengan Jepang Timur sekaligus mengukuhkan pandangan baru. Subduksi Jawa tidaklah sekalem yang selama ini diduga.

Sementara dari radas GPS diketahui bahwa subduksi Jawa bisa dibagi ke dalam sedikitnya tiga segmen. Masing-masing segmen Selat Sunda, segmen Jawa Barat dan segmen Jawa Tengah-Timur. Ada catatan sejarah tertulis tentang sejumlah gempa besar yang bersumber dari segmen-segmen subduksi tersebut. Misalnya Gempa 1780 (8,5 skala Magnitudo) dari segmen Selat Sunda. Lalu Gempa 1903 (8,1 skala Magnitudo) dan Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 dari segmen Jawa Barat. Juga Gempa 1916 (7,2 skala Magnitudo) dan Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994dari segmen Jawa Tengah-Timur. Gempa-gempa tersebut menghasilkan tsunami kecil hingga besar dengan dampak merusaknya bersifat lokal. Sebaliknya meskipun sejumlah endapan tsunami dahsyat sudah ditemukan, bagaimana riwayat gempa akbar dan perulangannya di subduksi Jawa masih terus diteliti.

Khusus pada segmen subduksi Selat Sunda, survei GPS selama tiga tahun penuh (2008 hingga 2010 TU) oleh Rahma Hanifa dkk (2014) dengan memanfaatkan 14 stasiun GPS yang tersebar di daratan Jawa Barat dan Banten menghasilkan temuan mencengangkan. Kecuali di area sumber Gempa Pangandaran 17 Juli 2006, segmen subduksi Selat Sunda terdeteksi dalam kondisi membengkak. Disimpulkan tiadanya peristiwa gempa akbar pada segmen ini sepanjang 300 tahun terakhir membuat sisi barat segmen (yakni di antara lepas pantai Ujung Kulo hingga Pelabuhan Ratu) kini berkemampuan membangkitkan gempa akbar berkekuatan minimal 8,7 skala Magnitudo. Sementara sisi timurnya, yakni di antara lepas pantai Pelabuhan Ratu hingga Pangandaran juga memiliki kemampuan memproduksi gempa besar dengan kekuatan minimal 8,3 skala Magnitudo. Jelas sudah bahwa kalemnya subduksi Jawa dalam gempa-gempa besar dan akbar adalah ibarat masa tenang sebelum badai menerjang.

Gambar 7. Distribusi keterseretan segmen Selat Sunda pada zona subduksi Jawa seiring interaksinya dengan lempeng Australia berdasarkan penelitian Hanifa dkk (2014). Merah menunjukkan derajat keterseretan tertinggi (fully coupling) sementara biru adalah sebaliknya. Warna merah-kuning adalah kandidat sumber gempa besar atau gempa akbar masa depan. Dari distribusi ini diketahui sisi barat dan timur segmen Selat Sunda masing-masing berpotensi menjadi sumber gempa berkekuatan 8,7 dan 8,3 skala Magnitudo. Sumber: Hanifa dkk, 2014 dalam Pusgen, 2017.

Dengan basis survei GPS serupa tim Pusgen mengungkap karakteristik setiap segmen subduksi Jawa. Segmen Selat Sunda memiliki kecepatan (sliprate) 40 mm/tahun sehingga secara keseluruhan memiliki kemampuan membangkitkan gempa akbar berkekuatan hingga 8,8 skala Magnitudo. Sementara segmen Jawa Barat memiliki sliprate 40 mm/tahun, maka berkemampuan memproduksi gempa akbar berkekuatan maksimum 8,8 skala Magnitudo. Dan segmen Jawa Tengah-Timur memiliki sliprate juga 40 mm/tahun, sehingga berkemampuan memproduksi gempa akbar berkekuatan hingga 8,9 skala Magnitudo. Inilah yang kemudian termaktub dalam Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia 2017.

Segmentasi inilah yang lantas dikembangkan lebih lanjut guna membentuk beragam skenario gempa akbar dan produksi tsunaminya. Pak Widjo Kongko menggunakan enam skenario sumber gempa berbeda dari tiga segmen subduksi berbeda yang saling bersebelahan. Skenario pertama berbasis segmen Enggano yang memiilki panjang 250 kilometer dan lebar 130 kilometer sebagai sumber gempa yang mampu menghasilkan gempa besar berkekuatan maksimum 8,4 skala Magnitudo. Skenario kedua mengasumsikan segmen Selat Sunda dengan panjang 390 kilometer dan lebar 130 kilometer sebagai sumber gempa yang mampumemproduksi gempa akbar berkekuatan maksimum 8,7 skala Magnitudo. Dan skenario ketiga beranggapan segmen Jawa Barat yang panjangnya 390 kilometer dan lebarnya 130 kilometer sebagai sumber gempa yang mampu menghasilkan gempa akbar berkekuatan maksimum 8,7 skala Magnitudo.

Skenario keempat hingga keenam merupakan gabungan atas segmen-segmen tersebut. Misalnya skenario keempat, membayangkan segmen Enggano dan segmen Selat Sunda bersama-sama sebagai sumber gempa, dengan panjang total 640 kilometer, lebar 130 kilometer dan mampu memproduksi gempa akbar berkekuatan maksimum 8,8 skala Magnitudo. Skenario kelima berasumsi segmen Selat Sunda dan segmen Jawa Barat bersama-sama sebagai sumber gempa, dengan panjang total 780 kilometer, lebar 130 kilometer dan mampu menghasilkan gempa akbar berkekuatan maksimum 8,9 skala Magnitudo. Dan skenario keenam beranggapan seluruh segmen secara bersama-sama sebagai sumber gempa, dengan panjang total 1.040 kilometer, lebar 130 kilometer dan mampu menghasilkan gempa akbar berkekuatan maksimum 9,0 skala Magnitudo.

Gambar 8. Segmen-segmen subduksi yang digunakan dalam riset pendahuluan potensi tsunami dahsyat Jawa Barat dan Banten beserta keenam skenario sumber gempanya dengan karakternya masing-masing. Bersumber dari video seminar BMKG menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU. Sumber: BMKG, 2018.

Skenario keenam mengingatkan pada peristiwa Gempa Aceh 2004. Gempa akbar fenomenal itu berasal dari tiga segmen sekaligus, satu fenomena yang jarang terjadi. Yakni segmen Nicobar di utara, segmen Andaman di tengah dan segmen Aceh di selatan. Sehingga sumber Gempa Aceh 2004 secara keseluruhan memiliki panjang 1.600 kilometer dengan lebar 200 kilometer. Dengan basis sumber tersebut, beragam simulasi tsunami yang dikerjakan oleh sejumlah cendekiawan dari berbagai lembaga menyajikan hasil yang cocok dengan kenyataan lapangan. Termasuk bagaimana tsunami dahsyat produk Gempa Aceh 2004 itu bisa memorak-porandakan pesisir India, Sri Lanka dan bahkan berdampak hingga pesisir timur benua Afrika. Juga mampu menjawab tinggi tsunami terbesar dalam kejadian tersebut yang mencapai 50 meter di Lhoknga (sebelah barat kota Banda Aceh).

Berikut adalah peta sumber gempa bagi skenario kedua (hanya segmen Selat Sunda) pada Google Maps berdasarkan publikasi Pusgen :

Dan berikut peta serupa namun bagi sumber gempa untuk skenario keenam (gabungan segmen Enggano, segmen Selat Sunda dan segmen Jawa Barat) :

Potensi vs Prediksi

Keenam skenario itu menjadi bahan masukan simulasi/perhitungan tsunami dengan memanfaatkan perangkat lunak TUNAMI-N3 yang dikembangkan University of Tohoku (Jepang). Selain skenario sumber gempa, TUNAMI-N3 juga membutuhkan masukan lain berupa kontur kedalaman dasar laut. Untuk itu digunakan basis data GEBCO (General Bathymetric Chart of the Oceans) yang memiliki resolusi 30 detik busur (900 meter) dan basisdata Angkatan Laut dengan resolusi 3 detik busur (90 meter). Simulasi dipusatkan di pulau Jawa bagian barat (mencakup Jawa Barat, Banten dan DKI Jakarta) mencakup 11 kabupaten dan 2 kota yang semuanya berbatasan dengan laut. Tinggi tsunami di pantai dihitung untuk setiap interval jarak 500 meter sepanjang pesisir. Rentang waktu simulasi adalah sejak skenario gempa akbar terjadi hingga 9 jam kemudian.

Gambar 9. Hasil simulasi gelombang awal (sesaat setelah gempa) dari masing-masing enam skenario sumber gempa untuk riset pendahuluan potensi tsunami dahsyat Jawa Barat dan Banten. Diadaptasi dari video seminar BMKG menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU. Sumber: BMKG, 2018.

Simulasi tsunami dengan langkah-langkah seperti itu merupakan standar bagi cendekiawan tsunami dimanapun berada. Jadi dasar ilmiahnya cukup kuat. Dengan demikian hasil simulasi ini juga bukanlah kabar-bohong atau hoaks.

Dari hasil simulasi TUNAMI-N3 untuk pulau Jawa bagian barat ini diperoleh dua keluaran. Pertama adalah tinggi tsunami, sebagai tinggi dari keenam hasil skenario sumber gempa di suatu pesisir. Dan yang kedua yaitu waktu tiba minimal tsunami dari sumber tsunami ke pesisir tersebut. Di sinilah diperoleh bilangan 57 meter untuk tinggi tsunami bagi satu titik pesisir Kabupaten Pandeglang, tepatnya lokasi pantai Cibitung. Selengkapnya tentang tinggi tsunami dan waktu tiba minimal tsunami untuk 13 titik di Jawa Barat dan Banten dapat dilihat dalam tabel berikut :

Harus digarisbawahi sungguh-sungguh bahwa hasil simulasi itu masih berada dalam ranah potensi tsunami. Bukan prediksi tsunami. Yang dimaksud dengan potensi tsunami adalah daya atau kemampuan yang tersimpan pada sebuah kandidat sumber gempa dasar laut untuk memproduksi tsunami tanpa menyinggung aspek waktu. Jadi tidak mengupas, misalnya, kapan peristiwa itu akan terjadi. Sebaliknya prediksi tsunami adalah ramalan atau prakiraan kapan sebuah tsunami akan terjadi di masa depan. Atau singkatnya, prediksi tsunami adalah potensi tsunami yang telah ditambah dengan prakiraan waktunya.

Ilmu pengetahuan kebumian hingga saat ini memang belum bisa memprakirakan kapan persisnya sebuah gempa bumi tektonik akan terjadi, terutama dengan tingkat ketelitian setinggi prakiraan cuaca. Sehingga apabila ada yang menyebutkan akan terjadi peristiwa gempa tektonik pada hari dan tanggal tertentu, atau bahkan pada lebih teliti lagi pada jam tertentu, maka hal itu adalah kabar-bohong dan bukanlah prediksi yang mempunyai latar belakang ilmiah kebumian.

Gambar 10. Distribusi tinggi tsunami di sepanjang pesisir Jawa Barat dan Banten (dengan tambahan DKI Jakarta) hasil simulasi untuk seluruh skenario sumber gempa, sebagai produk riset pendahuluan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten. Diadaptasi dari video seminar BMKG menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU. Sumber: BMKG, 2018.

Namun ilmu pengetahuan yang sama pada saat ini telah bisa menyimpulkan apakah suatu daerah berpotensi mengalami gempa bumi tektonik dan berpotensi terlanda tsunami. Terutama karena tsunami hanya bisa dihasilkan oleh gempa besar/akbar (dengan mengecualikan potensi longsor dasar laut yang juga menjadi penyebab tsunami) dan kandidat sumber gempa semacam ini selalu berada di zona subduksi. Dan ilmu pengetahuan yang sama telah mampu menguak bahwa gempa-gempa besar dan akbar selalu berulang pada sebuah segmen subduksi yang sama, dengan periode perulangan yang khas. Di Indonesia perilaku tersebut dapat dilihat misalnya pada segmen Simeulue-Nias dengan Gempa Nias 16 Februari 1861 (8,6 skala Magnitudo) dan 154 tahun kemudian berulang lagi dengan Gempa Simeulue-Nias 28 Maret 2005.

Bisakah ilmu pengetahuan yang sama memprediksi tsunami? Dalam kata-kata pak Danny Hilman: bisa, sepanjang riwayat kegempaan pada suatu segmen zona subduksi bisa diketahui hingga ribuan tahun ke belakang. Dan hasil prediksinya adalah sebuah peluang (probabilitas) pada suatu rentang waktu. Bukan waktu spesifik seperti halnya hasil prakiraan cuaca saat ini. Disamping itu prediksi tsunami juga tetap memiliki peluang terlampaui, dimana dalam kejadian tsunami sesungguhnya bisa lebih besar ketimbang prediksi.

Gambar 11. Distribusi waktu tiba tsunami di sepanjang pesisir Jawa Barat dan Banten (dengan tambahan DKI Jakarta) hasil simulasi untuk seluruh skenario sumber gempa, sebagai produk riset pendahuluan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten. Diadaptasi dari video seminar BMKG menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU. Sumber: BMKG, 2018.

Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 mempertontonkan bagaimana prediksi tsunami terlampaui dalam realitasnya. Sudah lama Jepang mengetahui segmen subduksi Jepang Timur adalah zona subduksi yang siap mengalami gempa besar. Prediksinya hingga 30 tahun ke depan, sejak 2007 TU, segmen subduksi Jepang Timur berpeluang hingga 99 % menjadi sumber gempa besar berkekuatan 8,1 hingga 8,3 skala Magnitudo. Sejak 2001 TU juga sudah dipahami periode perulangan gempa akbar di sini (yakni maksimum 1.100 tahun sejak peristiwa Gempa Sanriku 9 Juli 869) sudah terlampaui,. Langkah-langkah untuk mengantisipasinya juga sudah digelar, baik dalam bentuk mirigasi fisik maupun non fisik. Yang paling spektakuler adalah pembangunan tanggul laut setinggi 7,2 meter sepanjang 400 kilometer garis pantai, lengkap dengan pintu-pintu air yang dapat ditutup bila dibutuhkan.

Begitu Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 meletup, kekuatannya ternyata melampaui prediksi. Demikian halnya tsunaminya. Di kota Miyako, prefektur Iwate, tsunami dahsyat menggempur pantai dengan tinggi gelombang maksimum 39 meter. Ini jauh melampaui tinggi tanggul laut. Sehingga tsunami dengan mudah tumpah ruah dari mercu tanggul dan menerjang hingga berkilo-kilometer jauhnya ke daratan. Walaupun begitu, meski realitasnya tsunami melampaui prediksinya, langkah-langkah mitigasi fisik dan non fisik yang Jepang lakukan berhasil mereduksi jumlah korban. Tsunami produk Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011 merenggut korban jiwa sekitar 18.500 orang. Itu empatbelas kali lipat lebih kecil dibanding korban jiwa akibat tsunami produk Gempa Sumatra-Andaman 26 Desember 2004, yang menerjang negara-negara yang sama sekali tak siap.

Gambar 12. Saat-saat airbah tsunami beserta reruntuhan yang diangkutnya mulai tumpah dari mercu tanggul laut pada menit awal terjangan di kota kecil Miyako, prefektur Iwate (Jepang) dalam kejadian Gempa Tohoku-Oki 11 Maret 2011. Dirancang setinggi 7,2 sesuai prediksi tsunami besar gempa berkekuatan maksimum 8,3 skala Magnitudo, dalam realitasnya kekuatan gempanya jauh lebih besar sehingga tsunami dahsyat yang menerjang Miyako berketinggian 39 meter. Sumber: Jiji Press/AFP/Getty Images, 2011.

Hambatan Politis

Indonesia belum mempunyai contoh prediksi tsunami seteliti Jepang. Dengan beragam keterbatasan yang ada, sejauh ini kemampuan kita di Indonesia masih sebatas pada eksplorasi potensi tsunami.

Contoh penyelidikan potensi tsunami terbaik ada di subduksi Sumatra. Penyelidikan riwayat kegempaan berbasis analisis mikroatol yang dikombinasikan dengan survei GPS memperlihatkan gabungan segmen Siberut dan Pagai dalam kondisi membengkak dan sudah berada di ujung periode perulangannya. Penyelidikan menyimpulkan periode perulangan gempa akbar di segmen ini antara 200 hingga 250 tahun. Di masa silam gabungan dua segmen tersebut (panjang total 600 kilometer) menghasilkan Gempa Mentawai 10 Februari 1797 (8,7 skala Magnitudo). Gabungan segmen yang sama juga memproduksi Gempa Mentawai 25 November 1833 (8,9 skala Magnitudo). Keduanya sama-sama memproduksi tsunami dahsyat yang cukup merusak.

Dan gempa terakhir dari gabungan dua segmen tersebut terjadi hampir 200 tahun silam, sehingga ada cukup alasan untuk mengatakan gabungan segmen ini akan menghasilkan gempa akbar dalam waktu antara saat ini hingga beberapa puluh tahun ke depan. Potensi inilah yang kemudian ditindaklanjuti dengan upaya-upaya mitigasi terutama mitigasi non-fisik yang melibatkan banyak komponen masyarakat. Terdapat Komunitas Siaga Tsunami (Kogami) di sini, yang aktif menyebarluaskan informasi terkait potensi tsunami di pesisir Sumatra Barat sekaligus sosialisasi jalur-jalur evakuasi, titik-titik evakuasi, prosedur evakuasi dan pembinaan terhadap sekolah-sekolah. Latihan bersama evakuasi tsunami (tsunami drill) pertama di Indonesia pun digelar di sini, tepatnya di Padang (Sumatra Barat) pada 26 Desember 2005 TU.

Penyelidikan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten belumlah sejauh pencapaian di Sumatra Barat itu. Penyelidikan untuk Jawa Barat dan Banten barulah awal. Meskipun langkah-langkahnya berterima secara ilmiah, akan tetapi pilihan skenario sumber gempanya masih diperdebatkan. Pak Irwan Meilano, cendekiawan kebumian yang juga menjadi pembicara lainnya dalam seminar yang sama, berpandangan skenario keenam, yakni skenario yang berpotensi memproduksi gempa akbar berkekuatan hingga 9,0 skala Magnitudo, kecil kemungkinannya terjadi pada subduksi Jawa. Baginya lebih mungkin skenario yang melibatkan dua segmen bersamaan, dengan konsekuensi kekuatan gempa akbarnya sedikit lebih rendah (yakni 8,7 hingga 8,8 skala Magnitudo).

Jelas, sebagai penelitian awal, penyelidikan potensi tsunami Jawa Barat dan Banten ini perlu ditindaklanjuti dengan penelitian-penelitian berikutnya. Misalnya dilengkapi dengan riwayat kegempaan besar maupun akbar di kawasan ini, yang sedang giat-giatnya dilakukan dengan perburuan endapan-endapan tsunami. Dari riwayat tersebut juga perlu dilanjutkan penelitian guna mengetahui periode perulangan gempa akbar di kawasan ini. Serta seberapa besar kekuatan maksimum gempa akbar yang terekam dalam endapan-endapan tsunami tersebut. Dari penelitian-penelitian lanjutan itu barulah bisa diketahui seberapa valid skenario sumber-sumber gempa akbar yang digunakan untuk mendeskripsikan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten.

Gambar 13. Jejak tsunami dahsyat masa silam di tanah Jawa? Kiri: sisa-sisa karang bercabang ditutupi endapan pasir tebal di rawa Sukamanah, Malingping (Kabupaten Lebak). Hanya tsunami dahsyat, sekitar 400 tahun silam, yang bisa membawa karang hingga sejauh 1 kilometer dari garis pantai ini. Kanan: lapisan endapan tsunami dari masa sekitar 1.800 tahun silam (tanda panah) pada pesisir Sindutan, Temon (Kabupaten Kulonprogo). Sumber: Yulianto dkk, 2017.

Jika hal-hal tersebut sudah dilakukan, barulah langkah-langkah mitigasi bisa lebih konkrit. Misalnya seperti memperbaharui peta resiko tsunami untuk kabupaten/kota di Jawa Barat dan Banten yang berbatasan dengan laut (baik Samudera Indonesia maupun Selat Sunda dan Laut Jawa bagian barat), menyiapkan skenario penyelamatan, menyiapkan titik-titik evakuasi beserta peta evakuasinya, memasang rambu-rambu petunjuk arah evakuasi, melakukan tsunami drill secara rutin, memasukkan pertimbangan potensi tsunami ke dalam penyusunan tata ruang kabupaten/kota setempat, memasukkan pendidikan kebencanaan dalam muatan lokal kurikulum sekolah dan sebagainya.

Jadi langkahnya masih panjang. Dan tidak elok jika penelitian awal potensi tsunami Jawa Barat dan Banten malah dibelokkan ke ranah lain seperti ranah politis maupun penyelidikan kriminal. Cendekiawan tsunami adalah hal yang jarang di Indonesia, sementara negeri ini bejibun dengan kawasan rawan tsunami dan hingga saat ini banyak yang belum diteliti lebih lanjut. Bila politisasi dan kriminalisasi dilakukan, selain berpotensi mematikan kebebasan akademis dan meredupkan gairah meneliti potensi bencana, juga akan membuat Indonesia mengikuti jejak konyol a la Italia. Pada 2009 TU Italia memenjarakan tujuh ahli gempanya pasca peristiwa Gempa L’Aquila 6 April 2009 (6,3 skala Magnitudo). Gempa L’Aquila menewaskan 309 orang, semuanya akibat tertimbun bangunan yang runtuh seiring buruknya mutu bangunan di kota L’Aquila.

Meski tak sekonyol Italia, Indonesia juga pernah merasakan dampaknya saat riset potensi gempa dan tsunami menubruk dinding politis. Manakala mulai menyelusuri zona subduksi Sumatra di akhir dasawarsa 1990-an TU, riset pendahuluan pak Danny dan rekan-rekannya menemukan besarnya potensi gempa akbar dan tsunami dahsyatnya untuk kawasan tengah. Temuan ini membuat mereka beranggapan kawasan ujung utara mungkin juga berpotensi serupa, terutama karena subduksi di sini dikenal kalem. Namun mereka tak bisa menguji kebenaran anggapan itu dengan penelitian langsung di lapangan. Sebab pada waktu yang sama ujung utara pulau Sumatra sedang bergolak. Merebaknya perlawanan GAM (Gerakan Aceh Merdeka) menjadikan kawasan itu ditetapkan sebagai DOM (Daerah Operasi Militer) pada periode 1990-1998 TU yang berlanjut dengan pemberlakuan status darurat militer mulai pertengahan 2003 TU.

Gambar 14. Dua lapis endapan tsunami masa silam (paleotsunami) yang berhasil dikuak dari pantai Lamreh, kota Banda Aceh. Lapisan paleotsunami 1450 lebih tebal dan hanya bisa diendapkan oleh peristiwa tsunami dahsyat yang sama besarnya atau bahkan lebih besar dari tsunami dahsyat produk Gempa Aceh 2004. Sementara lapisan paleostsunami 1390 lebih tipis, merupakan hasil pengendapan peristiwa tsunami besar. Sumber: Natawidjaja, 2015.

Meski sasaran para peneliti adalah pulau-pulau kecil di lepas pantai barat seperti pulau Simeulue dan sekitarnya, bukannya daratan utama Aceh, mereka tetap tidak diperkenankan masuk. Akibatnya semua menjadi ‘buta informasi’ akan gambaran potensi gempa akbar dan tsunami dahsyat di Aceh. Hingga saat meletupnya Gempa Sumatra Andaman 26 Desember 2004 yang fenomenal itu. Ironisnya hambatan serupa masih dialami dalam hari-hari pascagempa, saat para cendekia ingin mengetahui apa yang terjadi pada segmen Aceh.

Untungnya larangan masuk itu dijawab dengan solusi cerdas. Menggunakan helikopter sewaan, para cendekiawan itu berhasil mendeduksi bahwa pulau-pulau kecil di sebelah barat daratan Aceh memang terdongkrak naik. Mereka mendapati garis pantai setiap pulau bertambah ke arah laut, menyingkap daratan baru yang lebih segar penuh karang, hingga mudah diidentifikasi dari langit. Langkah serupa diulangi dengan melibatkan pencitraan satelit sehingga ruang lingkup amatan menjadi lebih luas. Maka gambaran lebih besar pun diperoleh. Setiap pulau kecil dalam rentang sepanjang 1.600 kilometer dari pulau Simeulue di selatan hingga pulau Preparis di utara terbukti terangkat. Jelas sudah Gempa Aceh 2004 itu melibatkan tiga segmen sekaligus: Aceh, Nicobar dan Andaman.

Memang ada pertanyaan, jika potensi gempa akbar dan tsunami di Aceh sudah diketahui beberapa tahun sebelumnya (katakanlah sejak lima tahun sebelumnya), akankah informasi itu akan mengubah permainan? Ya. Mitigasi fisik memang tak mungkin dilakukan. Namun mitigasi non fisik, dalam wujud sosialisasi potensi tsunami, sosialisasi daerah rawan, sosialisasi peta evakuasi beserta jalur-jalur evakuasi dan titik-titik evakuasi, dapat dilaksanakan hingga tahap tertentu. Sehingga publik terpapar informasi dan tidak buta sama sekali akan potensi tsunami. Dan kala bencana benar-benar datang menerjang, publik (setidaknya sebagian diantaranya) tahu apa yang harus dilakukan.

Gambar 15. Perbandingan data mikroatol di pesisir utara pulau Simeulue dengan irisan kronologi sejarah Aceh. Mikroatol mengalami kenaikan (uplift) saat segmen Aceh mengempis dalam tempo singkat pasca gempa akbar. Sebaliknya mengalami penurunan (submergence) saat segmen yang sama perlahan-lahan membengkak dalam tempo 600 tahun hingga terjadinya gempa akbar. Nampak jejak gempa akbar terakhir (1450 TU) bertepatan dengan memudarnya pengaruh kerajaan Samudera Pasai. Sumber: Natawidjaja, 2015.

Kita berharap hambatan politis sejenis dalam bentuk lain, seperti klaim menakut-nakuti publik atau menghambat investasi, tidak lagi dimunculkan dalam penyelidikan potensi tsunami dahsyat di Jawa Barat dan Banten. Betul, di satu sisi prediksi semacam itu bisa membuat bulu kuduk berdiri. Gambaran visual seperti yang terjadi di pesisir Aceh pada 2004 TU silam dan (mungkin) bisa terjadi pula di pesisir-pesisir Jawa Barat dan Banten tentu bisa membuat cemas dan menggelisahkan sebagian kita. Itu manusiawi. Namun mitigasi bencana geologi tak hanya berhenti di titik itu. Kita bisa bertindak lebih lanjut dengan memahami sampai sejauh mana tsunami dahsyat itu bisa menerjang ke daratan, apakah ratusan meter atau beberapa kilometer. Area yang berpotensi terendam tsunami itu menjadi daerah rawan tsunami.

Contoh peta kawasan rawan tsunami dapat dilihat berikut ini, dalam hal ini untuk Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah) :

Dari daerah rawan ini kita bisa membentuk jalur-jalur evakuasi yang dilengkapi dengan titik-titik evakuasi. Sehingga kemana hendak melakukan evakuasi bila bencana terjadi dapat diketahui. Langkah semacam ini telah sukses diterapkan dalam mitigasi bencana geologi yang lain, yakni letusan gunung berapi. Dalam beberapa kejadian letusan gunung berapi mutakhir di Indonesia seperti Letusan Gunung Sinabung, Letusan Gunung Kelud, Letusan Gunung Sangeang Api hingga Letusan Gunung Agung, jumlah korban bisa ditekan seminimal mungkin. Kisah sukses mitigasi bencana letusan gunung berapi itu bisa juga diterapkan dalam mitigasi bencana tsunami dengan tiga hal mutlak yang harus terus dilakukan: sosialisasi, sosialisasi dan sosialisasi.

Pada akhirnya, kita juga harus melihat kembali ke dalam relung masa silam kala mencoba mengeksplorasi potensi tsunami dahsyat di suatu daerah. Dan contoh terbaik di Indonesia lagi-lagi Aceh. Jejak endapan tsunami di pesisir Aceh dan berbagai tempat memperlihatkan tsunami dahsyat sebelum 2004 TU di Aceh terjadi pada sekitar tahun 960 TU dan 1450 TU. Sehingga periode perulangannya adalah sekitar 600 tahun. Pada enam abad silam, Kerajaan Samudera Pasai tumbuh dan berkembang di ujung utara pulau Sumatra sekaligus menabalkan dirinya sebagai kerajaan Islam pertama di tanah Nusantara. Namun beragam faktor, termasuk terjangan tsunami dahsyat pada tahun 1450 TU, melemahkan kerajaan tersebut yang berujung pada keruntuhan menyakitkan begitu memasuki abad ke-16 TU. Kita berharap Indonesia khususnya Jawa Barat dan Banten tak perlu mengulangi nestapa itu.

Referensi:

BMKG. 2018. Video seminar menyambut hari Meteorologi ke-68, 3 April 2018 TU.

Muhammad dkk. 2016. Tsunami Hazard Analysis of Future Megathrust Sumatra Earthquakes in Padang, Indonesia Using Stochastic Tsunami Simulation. Front. Built Environ., 23 December 2016.

Kementerian Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat. 2017. Peta Sumber dan Bahaya Gempa Indonesia Tahun 2017. Pusat studi gempa bumi nasional, Pusat penelitian dan pengembangan perumahan dan pemukiman, Badan Penelitian dan Pengembangan Kementerian Pekerjaan Umum Perumahan Rakyat RI.

Yulianto dkk. 2017. Paleotsunami, Studi Interdisiplin Tsunami Raksasa Selatan Jawa. worksjop Dukungan Infrastruktur yang Handal Proyek Stratgeis Nasional di Propinsi DIY, Kementerian Koordinasi Maritim, 29-30 Agustus 2017 TU.

Natawidjaja. 2015. Siklus Mega-Tsunami di Wilayah Aceh-Andaman dalam Konteks Sejarah. jurnal Riset Geologi dan Pertambangan, vol. 25 no. 1, Juni 2015, hal. 49-62.

Gempa Tasikmalaya 15 Desember 2017 dan Narasi Gempa Intralempeng Merentang Masa

Gempa (nyaris) besar itu meletup tatkala hari Jumat 15 Desember 2017 TU (Tarikh Umum) hampir menutup. Getaran utamanya terjadi pada pukul 23:48 WIB pada suatu titik di pesisir Cipatujah, Kabupaten Tasikmalaya (Jawa Barat). Rilis awal BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) menempatkan magnitudonya 7,3 yang kemudian diperbaiki lewat rilis pembaharuan menjadi magnitudo 6,9. Pembaharuan magnitudo sebuah gempa adalah hal wajar, biasa dilakukan oleh institusi-institusi geofisika dimanapun. Gempa dengan magnitudo 7 atau lebih tergolong gempa besar, sehingga Gempa Tasikmalaya 15 Desember 2017 (begitu mudahnya kita namakan) tergolong gempa (nyaris) besar. Dibandingkan Gempa Yogyakarta 27 Mei 2006 (magnitudo 6,4) maka gempa ini 6 kali lebih energetik.

Gambar 1. Peta intensitas getaran akibat Gempa Tasikmalaya 15 Desember 2017. Angka II, III dan seterusnya menunjukkan intensitas getaran (masing-masing 2 MMI, 3 MMI dan seterusnya). Tanda bintang menunjukkan episentrum gempa sekaligus lokasi intensitas maksimum (6 MMI). Sumber: USGS/PAGER, 2017.

Sumber gempa terletak pada kedalaman sekitar 100 kilometer. Sehingga wajar ia menggetarkan lebih dari separuh pulau Jawa, mengejutkan penduduk setempat yang sebagian besar sudah terlelap. Dalam catatan sistem otomatis PAGER (Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response) dari USGS (BMKG-nya Amerika Serikat), getaran gempa ini membangunkan setidaknya 63 juta jiwa dari tidur lelapnya dengan getaran keras mulai dari intensitas 4 MMI (Modified Mercalli Intensity). Getaran 4 MMI adalah getaran yang setara dengan getaran yang kita rasakan saat berada di pinggir jalan dan sebuah truk tronton yang melintas mendadak menubruk bangunan di seberang. Jumlah 63 juta jiwa itu setara dengan lebih dari seperempat penduduk Indonesia. Di antara jumlah itu sekitar 580 ribu diantaranya merasakan getaran terkeras, yakni 6 MMI, yang bisa berdampak pada kerusakan ringan dan jatuhnya benda-benda yang digantung.

Nir-tsunami

Meski secara umum getaran maksimum akibat gempa ini adalah 6 MMI, namun rupanya gempa ini tetap berdampak jatuhnya korban dan kerusakan. Rilis BNPB (Badan Nasional Penanggulangan Bencana) menyebutkan hingga dua hari pasca gempa tercatat 1.905 rumah rusak ringan dan 579 rumah rusak sedang. Terdapat pula 451 rumah yang rusak berat, meliputi ambruk sebagian maupun keseluruhan. Selain kerusakan bangunan juga terdapat korban manusia, meliputi 4 orang tewas, 11 orang luka berat dan 25 orang luka ringan. Salah satu korban tewas bahkan tinggal di kota Pekalongan yang berjarak 150 kilometer lebih dari episentrum. Kerusakan-kerusakan ini bisa berarti dua hal: terjadi penguatan getaran (amplifikasi) akibat kondisi tanah lokal, atau bangunan-bangunan tersebut memang bermutu buruk sehingga getaran sedikit saja sudah merusaknya.

Gambar 2. Prakiraan sumber Gempa Tasikmalaya 15 Desember 2017 berdasarkan analisis back-projection pada frekuensi antara 0,05 Hertz hingga 0,25 Hertz dari stasiun-stasiun seismometer di seluruh penjuru dalam jaringan IRIS. Nampak sumber gempa cenderung mngarah ke timurlaut. Sumber: IRIS, 2017.

Karena dalam rilis awalnya magnitudo gempa ini adalah 7,3 maka sistem peringatan dini tsunami BMKG di bawah payung InaTEWS (Indonesia Tsunami Early Warning System) pun teraktifkan. Melalui pemodelan matematis semi-otomatis yang berbasis masukan parameter gempa (magnitudo, koordinat episentrum, kedalaman sumber, jenis pematahan sumber gempa), maka sistem InaTEWS menerbitkan peringatan dini bagi sebagian pesisir selatan pulau Jawa, mulai dari Kab. Sukabumi di ujung barat hingga Kab. Bantul di ujung timur.

Dari garis pantai sepanjang itu sebagian besar diantaranya berstatus Waspada (zona kuning) karena memiliki perkiraan tinggi tsunami maksimal 0,5 meter. Status waspada ini meliputi pesisir Kab . Kulonprogo, Kab. Purworejo, Kab. Kebumen, Kab. Cilacap, Kota. Cilacap dan Kab. Garut. Sementara sebagian kecil diantaranya berstatus Siaga (zona jingga) dengan perkiraan tinggi tsunami antara 0,5 hingga 3 meter. Status siaga ini meliputi pesisir Kab. Ciamis dan Kab. Tasikmalaya.

Gambar 3. Atas: rekaman paras air laut pada stasiun pasang surut di pulau Christmas (Australia) pada hari terjadinya Gempa Tasikmalaya 15 Desember 2017 (magnitudo 6,9). Bawah: rekaman serupa di stasiun pasang surut pada pelabuhan Padang (Sumatra Barat) pada hari terjadi Gempa Padang 30 September 2009 (magnitudo 7,6). Garis hitam vertikal menunjukkan waktu kejadian gempa bumi di lokasi masing-masing. Perhatikan dinamika paras air laut di Cilacap tidak mengandung usikan khas tsunami (kecil) sebagaimana di Padang. Sumber: IOC, 2017.

Saat sistem InaTEWS menyatakan status Waspada untuk suatu daerah, penduduk yang tinggal di kawasan pesisir daerah itu sesungguhnya tak perlu mengungsi. Cukup menjauhi garis pantai dan tepi sungai. Evakuasi baru dilaksanakan bilamana sistem InaTEWS menyatakan status Siaga, terutama untuk penduduk yang bertempat tinggal di dalam zona merah dalam peta bahaya tsunami sebuah kabupaten/kota. Akan tetapi dalam kejadian Gempa Tasikmalaya 25 Desember 2017, penduduk yang ada di pesisir berstatus Waspada pun mengungsi. Misalnya seperti di Cilacap. Hal ini terjadi karena dua hal. Pertama, sosialiasi kewaspadaan tsunami mungkin belum intensif terutama ke para pengambil keputusan. Sehingga informasi tentang tingkatan-tingkatan status InaTEWS dan implikasi setiap tingkat status bagi proses evakuasi penduduk setempat belum diterima dengan baik. Dan yang kedua, perasaan traumatik mungkin lebih mengemuka dalam benak publik setempat, mengingat kosakata tsunami senantiasa terhubung dengan kejadian bencana Gempa akbar Sumatra Andaman 26 Desember 2004 (magnitudo 9,3) yang melumat Aceh serta bencana Gempa Pangandaran 17 Juli 2006.

Hingga dua jam pascagempa tidak terdeteksi usikan khas tsunami pada paras air laut di stasiun-stasiun pasang surut pesisir selatan pulau Jawa. Sehingga disimpulkan Gempa Tasikmalaya 15 Desember 2017 tidak memproduksi tsunami. Karena itu peringatan dini tsunami pun dicabut sesuai prosedur. Ketiadaan tsunami dalam gempa ini tidak mengejutkan mengingat sumbernya yang cukup dalam. Meski demikian peringatan dini tsunami tetap dibutuhkan dalam kejadian seperti ini, karena berdasarkan pengalaman, tsunami di pesisir selatan pulau Jawa tak hanya murni bersumber dari kejadian gempanya sendiri (dalam bentuk deformasi dasar laut setempat). Namun juga bisa disebabkan oleh dampak ikutan dalam bentuk longsoran besar dasar laut sekitar sumber gempa (yang amat sulit diprediksi).

Gambar 4. Bagaimana tsunami menerjang kolam PLTU Bunton (Cilacap) seperti terekam kamera sirkuit tertutup (CCTV) menyusul peristiwa Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 (magnitudo 7,7). Gempa ini bertipe gempa-senyap sehingga memproduksi tsunami yang kelewat besar dibanding seharusnya. Sistem peringatan dini tsunami salah satunya untuk mengantisipasi kejadian semacam ini. Sumber: PLTU Bunton, 2006 dalam Lavigne dkk, 2007.

Ilmu kegempaan mengenal apa yang disebut gempa-senyap (slow earthquake atau tsunami earthquake), yakni gempa dengan getaran yang tak terasa ringan namun kemudian disusul terjangan tsunami cukup merusak. Atau dalam istilah formalnya gempa yang memproduksi tsunami dengan magnitudo tsunami jauh lebih besar ketimbang magnitudo gempanya sendiri. Dan pesisir selatan pulau Jawa telah mengalami kejadian gempa-senyap semacam ini hingga dua kali. Masing-masing dalam kejadian Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994 dan gempa Pangandaran 17 Juli 2006. Sementara pada saat ini belum ada satu institusi geofisika pun yang bisa memodelkan sifat-sifat tsunami yang diproduksi sebuah kejadian gempa-senyap. Sehingga membangkitkan kewaspadaan terhadap tsunami (melalui kabar peringatan dini tsunami) dalam kejadian gempa besar yang episentrumnya di dasar laut adalah dipandang lebih baik.

Intralempeng

Gempa Tasikmalaya 15 Desember 2017 bersumber dari pematahan anjak miring (oblique thrust) pada kedalaman sekitar 100 kilometer. Sumber gempanya, berdasarkan analisis back-projection oleh IRIS (Incorporated Research Institutions for Seismology) adalah segmen batuan sepanjang sekitar 50 kilometer dengan lebar sekitar 25 kilometer yang melenting sejauh (rata-rata) 0,8 meter. Tebal kerak bumi yang menjadi landasan pulau Jawa adalah 30 kilometer. Sehingga hampir pasti sumber gempa tersebut bukanlah di zona subduksi. Melainkan hanya dari bagian lempeng Australia saja yang telah menelusup di bawah pulau Jawa. Gempa yang semacam ini disebut gempa intralempeng (intraslab earthquake).

Gambar 5. Penampang pulau Jawa yang disederhanakan dengan lempeng Australia mendesak dari selatan (panah kuning). Nampak posisi suatu sumber gempa intralempeng (tanda bintang) dalam lempeng Australia yang melekuk ke lapisan mantel. Gelombang gempa intralempeng ini merambat lewat medium padat (panah merah) dan medium plastis (panah putih). Sumber: Sudibyo, 2016.

Kita telah mengenal gempa yang bersumber dari zona subduksi yang kadang disebut pula gempa antarlempeng, meski kosakata ini tidak begitu populer. Pada zona subduksi, dua lempeng tektonik yang berinteraksi saling bersentuhan, menghasilkan bidang kontak yang pada dasarnya adalah sebuah zona sesar anjak nan panjang dan besar (megathrust). Di pulau Jawa, zona subduksi dibentuk oleh interaksi mikrolempeng Sunda (bagian dari lempeng Eurasia) dan lempeng Australia. Banyak gempa legendaris lahir dari zona ini, yang kerap memproduksi tsunami manakala magnitudonya cukup besar. Termasuk Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994 (magnitudo 7,8) dan Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 (magnitudo 7,7). Selain itu kita juga mengenal gempa di daratan, yang tidak bersumber dari zona subduksi dan mempunyai sumber sangat dangkal. Misalnya Gempa Yogyakarta 27 Mei 2006 di pulau Jawa, maupun Gempa Pidie Jaya 7 Desember 2016 (magnitudo 6,5) di pulau Sumatra.

Dalam kedua jenis gempa tersebut sejumlah ciri khasnya telah kita ketahui. Misalnya deformasi kerak buminya, yang di era modern diukur melalui radas GPS (Global Positioning Systems) berketelitian tinggi. Dengan demikian bagaimana pergerakan titik-titik paras bumi di zona subduksi maupun di sekitar suatu sesar aktif dapat diketahui. Termasuk apakah zona subduksi/sesar aktif tersebut sedang menumpuk energi yang siap dilepaskan dalam peristiwa gempa mendatang. Sejarah kegempaannya pada suatu rentang waktu tertentu (misalnya selama 1.000 tahun) juga dapat diketahui, misalnya berdasarkan jejak-jejak yang tertinggal dalam tanah sekitar sesar tersebut maupun pada pola pertumbuhan khas mikroatol di pantai/pulau-pulau kecl zona subduksi. Meski prediksi kejadian gempa bumi berketilian tinffi masih jauh dari harapan ilmu pengetahuan masa kini, namun berbekal informasi-informasi tersebut maka bagaimana potensi kejadian gempa bumi berikut dengan magnitudo maksimum tertentu pada suatu daerah bisa dideduksi.

Gambar 6. Diagram sederhana mekanisme pembentukan gempa pada zona subduksi, khususnya gempa besar/akbar. Bagian lempeng yang terdesak sebelum gempa dan lantas melenting begitu gempa terjadi bisa diukur melalui radas GPS maupun karang mikroatol, ‘kemewahan’ yang tak dimiliki gempa intralempeng. Sumber: Sudibyo, 2014.

‘Kemewahan seismik’ semacam itu tidak dimiliki gempa intralempeng. Misalnya, bagaimana mau mengetahui deformasi kerak jika sumber gempanya saja sedalam 100 kilometer? Juga bagaimana bisa mengetahui sejarah kegempaannya jika si intra ini tak meninggalkan jejak khas di paras Bumi? Celakanya, di sisi lain si intra juga kerap mendatangkan korban manusia dan kerugian materi yang cukup besar. Terutama tatkala ia merupakan gempa besar.

Dalam sejarah masakini, gempa intralempeng yang paling banyak merenggut korban di Indonesia adalah Gempa Padang 30 September 2009 (magnitudo 7,6). Bersumber dari kedalaman 76 kilometer, getaran kerasnya merenggut nyawa lebih dari 1.100 orang. Sementara hampir 3.000 orang dibuat luka-luka dengan ratusan ribu rumah dirusakkannya. Bagi pulau Jawa, nestapa serupa dalam skala dan angka yang lebih kecil terjadi saat meletup Gempa Tasikmalaya 2 September 2009 (magnitudo 7). Episentrumnya berdekatan dengan Gempa Tasikmalaya 15 Desember 2017, namun sumbernya lebih dangkal (yakni kedalaman 50 kilometer). Sehingga getaran kerasnya menewaskan 79 orang dengan ratusan orang lainnya luka-luka serta merusak belasan ribu rumah. Beruntung bahwa sejumlah gempa intralempeng lainnya di pulau Jawa, misalnya Gempa Laut Jawa 7 Agustus 2007 (magnitudo 7,5 kedalaman sumber 290 kilometer) dan Gempa Kebumen 25 Januari 2014 (magnitudo 6,2 kedalaman 79 kilometer) tidak berdampak berarti.

Gambar 7. Peta prakiraan intensitas getaran Gempa Jakarta 5 Januari 1699 (magnitudo 8) yang merupakan gempa intralempeng (sumber kedalaman 120 kilometer). Lingkaran-lingkaran menunjukkan intensitas getaran di satu tempat, yang diderivasikan dari dampak kerusakan. Nampak pesisir utara Banten, DKI Jakarta dan Jawa Barat menderita getaran terparah (intensitas 7 hingga 9 MMI). Jika gempa serupa terjadi di masakini, korban jiwa bisa mencapai 100.000 orang dengan 76 juta jiwa mengungsi. Sumber: Geoscience Australia, 2015.

Apa yang menggelisahkan dari kisah-kisah gempa intralempeng adalah kejadian seperti ini bukan hanya di masa kini saja. Di masa silam, ada sejumlah indikasi bahwa si intra telah berulang-ulang terjadi di pulau Jawa. Dan memproduksi dampak cukup merusak untuk ukuran zamannya. Misalnya saja Gempa Jakarta 5 Januari 1699. Analisis Geoscience Australia memperlihatkan gempa besar ini mungkin merupakan gempa intralempeng dengan magnitudo 8 yang bersumber dari kedalaman 120 kilometer. Sumber gempanya sendiri membentang mulai dari bawah Bogor hingga Anyer (sepanjang 140 kilometer). Gempa ini menghasilkan getaran sangat keras di sekujur pantai utara Banten, Jakarta dan Jawa Barat dengan prakiraan intensitas getaran 7 hingga 9 MMI. Padahal getaran berintensitas 8 MMI saja sudah cukup kuat untuk menyebabkan kehancuran menyeluruh bangunan-bangunan masakini di sebuah pusat pemukiman di Indonesia.

Demikian halnya Gempa Yogyakarta 10 Juni 1867. Analisis yang sama menunjukkan gempa besar ini mungkin merupakan gempa intralempeng dengan magnitudo 7,7 yang bersumber dari kedalaman 105 kilometer. Sumber gempanya membentang mulai dari bawah Cilacap hingga Kediri (sepanjang 350 kilometer). Gempa ini menghasilkan getaran sangat keras di sekujur pantai selatan Jawa Tengah, DIY dan sebagian Jawa Timur. Prakiraan intensitas getaran di sepanjang daerah itu antara 7 hingga 9 MMI. Korban jiwa yang jatuh di Yogyakarta saja mencapai 500 orang lebih.

Gambar 8. Peta prakiraan intensitas getaran Gempa Yogyakarta 10 Juni 1867 (magnitudo 7,7) yang merupakan gempa intralempeng (sumber kedalaman 105 kilometer). Lingkatan-lingkaran menunjukkan intensitas getaran di satu tempat, yang diderivasikan dari dampak kerusakan. Nampak pesisir selatan Jawa Tengah, DIY dan sebagian Jawa Timur menderita getaran terparah (intensitas 7 hingga 9 MMI). Jika gempa serupa terjadi di masakini, korban jiwa bisa mencapai 60.000 orang dengan 125 juta jiwa mengungsi. Sumber: Geoscience Australia, 2015.

Apa yang akan terjadi bilamana gempa serupa meletup pada masa kini di lokasi yang sama? Analisis lanjutan berbasis perangkat lunak InaSAFE yang dikembangkan BNPB memperlihatkan, jika Gempa Jakarta 5 Januari 1699 terjadi dengan parameter persis sama, potensi korban jiwa yang dapat direnggutnya mencapai 100.000 orang. Sementara tak kurang dari 76 juta jiwa lainnya berpotensi menjadi pengungsi akibat rusak hingga hancurnya rumah-rumah penduduk. Di sisi lain bila gempa serupa Gempa Yogyakarta 10 Juni 1867 yang terjadi, potensi korban jiwanya bisa mencapai 60.000 orang. Sedangkan potensi jumlah pengungsi akibat rusaknya rumah-rumah penduduk jauh lebih besar, yakni bisa mencapai 125 juta jiwa.

Jelas sudah, gempa intralempeng bisa mendatangkan kerusakan dan kerugian yang cukup besar. Dan bila gempa besar dari zona subduksi hanya akan berdampak pada sisi selatan pulau Jawa saja, baik dalam hal getaran maupun tsunaminya, getaran akibat gempa besar dari gempa intralempeng akan berdampak baik di sisi selatan maupun sisi utara pulau Jawa. Sehingga seluruh pulau ini menjadi sama rentannya.

Referensi :

BMKG. 2017. Magnitudo 6.9 SR, 11 km Baratdaya Kab. Tasikmalaya-Jabar 15-Dec-2017 Jam 23:47:58 WIB, diakses 16 Desember 2017 TU.

USGS. 2017. M 6.5 – 0km ESE of Cipatujah, Indonesia, PAGER, diakses 16 Desember 2017 TU.

IRIS. 2017. Back Projections for Mww 6.5 Java, Indonesia, diakses 17 Desember 2017 TU.

Nguyen et.al. 2015. Indonesia’s Historical Earthquakes, Modelled Examples for Improving the National Hazard Map. Record 2015/23. Geoscience Australia, Canberra.

Gempa di Swarnadwipa bagian Utara, Bumi Tanah Rencong yang Tercabik (Tektonik)

Getaran itu datang tanpa persiapan, tanpa ada peringatan. Selagi azan Shubuh bersahut-sahutan berkumandang di bumi tanah rencong bagian timur pada Rabu pagi 7 Desember 2016 Tarikh Umum (TU), sebuah getaran sangat keras mengguncang Kabupaten Pidie Jaya dan sekitarnya pada pukul 05:04 WIB. Getaran keras tersebut, yang berlangsung selama sekitar 20 detik, adalah getaran terkeras yang pernah dirasakan daratan ujung utara pulau Sumatra itu dalam tiga tahun terakhir. Tepatnya sejak peristiwa Gempa Aceh Tengah 2013 silam. Stasiun-stasiun pengukur gempa di sebagian besar penjuru Bumi pun dengan riuh mencatat getaran dari swarnadwipa tersebut.

Gambar 1. Lokasi episentrum Gempa Pidie Jaya 2016 menurut rilis awal BMKG serta USGS dan GFZ dalam peta struktur pulau Sumatra bagian utara. Sumber: Barber & Crow, 2005 dengan penambahan oleh Sudibyo, 2016.

Gambar 1. Lokasi episentrum Gempa Pidie Jaya 2016 menurut rilis awal BMKG serta USGS dan GFZ dalam peta struktur pulau Sumatra bagian utara. Sumber: Barber & Crow, 2005 dengan penambahan oleh Sudibyo, 2016.

Berselang beberapa hari kemudian kita mencermati dengan pilu dampak Gempa Pidie Jaya 2016 ini, demikian ia bisa dinamakan. Berdasarkan data yang dihimpun Badan Penanggulangan Bencana Daerah (BPBD) Pidie Jaya, tercatat 101 orang tewas. Sementara korban luka-luka tercatat sebanyak 724 orang. Kerugian material tak kepalang banyaknya. Tercatat 105 buah bangunan tempat tinggal atau pertokoan yang ambruk, disamping ada 10.534 buah rumah yang rusak. Tercatat pula sebanyak 55 buah masjid ikut roboh, demikian halnya 1 unit sekolah dan 1 bangunan RSUD Pidie Jaya. Sebanyak 11.142 orang dipaksa mengungsi. Selain itu tak kurang dari 14.000 meter jalan raya dibikin rusak, disamping 50 buah jembatan juga dibikin retak-retak.

Angka-angka tersebut hanyalah sementara, tetap terbuka kemungkinan untuk meningkat lagi. Dengan angka sementara ini pun, Gempa Pidie Jaya 2016 telah menabalkan dirinya sebagai gempa paling mematikan di propinsi Aceh dalam 12 tahun terakhir, tepatnya semenjak malapetaka gempa akbar Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 yang memilukan.

Parameter

Pusat Gempa Bumi dan Tsunami Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) pada awalnya menempatkan Gempa Pidie Jaya 2016 sebagai gempa kuat dengan magnitudo 6,4 dengan kedalaman sumber sangat dangkal, yakni hanya 10 kilometer. Posisi episentrumnya adalah 121 kilometer di sebelah tenggara kota Banda Aceh. Sementara lembaga sejenis di mancanegara, yakni United States Geological Survey (USGS) National Earthquake Information Center melansir gempa ini juga memiliki magnitudo 6,4  dengan sumber sedalam 17 kilometer dengan episentrum 92 kilometer sebelah tenggara Banda Aceh. Pada dasarnya setiap gempa bumi tektonik dengan kedalaman sumber kurang dari 30 kilometer merupakan gempa dangkal.

Belakangan baik USGS maupun BMKG merevisi besaran magnitudo dan kedalaman sumbernya. Dalam versi BMKG, Gempa Pidie Jaya 2016 memiliki magnitudo 6,5 dengan sumber sedalam 15 kilometer. Posisi episentrumnya juga direvisi menjadi 105 kilometer sebelah tenggara kota Banda Aceh. Sementara dalam versi USGS, magnitudo gempanya juga direvisi menjadi 6,5 dengan kedalaman sumber menjadi tinggal 8 kilometer. Sangat dangkal. Sebaliknya posisi episentrum versi USGS relatif tak berubah banyak.

Gambar 2. Distribusi episentrum gempa-gempa susulan dalam Gempa Pidie Jaya 2016 yang direkam stasiun pengamat gempa Indonesian Tsunami Early Warning Systems BMKG. Dalam 48 jam pasca gempa utama, telah terjadi 69 kali gempa susulan dengan kecenderungan jumlah gempa kian menurun dari hari ke hari. Sumber: BMKG/Daryono, 2016.

Gambar 2. Distribusi episentrum gempa-gempa susulan dalam Gempa Pidie Jaya 2016 yang direkam stasiun pengamat gempa Indonesian Tsunami Early Warning Systems BMKG. Dalam 48 jam pasca gempa utama, telah terjadi 69 kali gempa susulan dengan kecenderungan jumlah gempa kian menurun dari hari ke hari. Sumber: BMKG/Daryono, 2016.

Revisi parameter gempa adalah hal yang biasa dilakukan badan-badan seismologi dimanapun. Informasi awal sebuah gempa pada umumnya merupakan informasi sementara, yang didasarkan pada data terbatas dari stasiun seismometer (pengukur gempa) yang terbatas pula. Informasi awal ini ditujukan sebagai bagian dari peringatan dini, terutama jika sumber gempanya di laut sehingga memiliki potensi tsunami, serta untuk mengestimasi dampak kerusakan yang terkait dengan intensitas getarannya. Seiring waktu, dengan kian banyaknya data yang terkumpul dari stasiun-stasiun seismometer yang semula belum tercakup membuat parameter gempa bisa dipertajam lagi sehingga mengalami revisi.

Contoh revisi parameter gempa masa silam misalnya pada peristiwa Gempa Yogyakarta 2006. Rilis awal BMKG menempatkan episentrum Gempa Yogyakarta 2006 di dasar Samudera Indonesia (Indian Ocean), sementara rilis awal USGS memosisikannya di pantai Parangtritis. Kedua lokasi tersebut merupakan bagian dari sesar Opak nan legendaris. Namun setelah sejumlah seismometer tambahan dipasang pascagempa di kawasan Yogyakarta-Bantul-Gunungkidul guna memonitor gempa-gempa susulan dan parameternya, diketahui bahwa episentrum Gempa Yogyakarta 2006 berada di daratan. Yakni di sisi barat Kabupaten Gunung Kidul. Survei pergeseran tanah melalui sistem pemosisian global (GPS/global positioning system) dan teknik interferometri radar berbasis satelit (InSAR/interferometry synthetic apperture radar) di kemudian hari memastikan bahwa episentrum Gempa Yogyakarta 2006 memang ada di daratan, tepatnya di sesar Oya yang paralel namun berada 10 kilometer di sisi timur sesar Opak. Berkaca pada pengalaman tersebut, maka revisi parameter Gempa Pidie Jaya 2016 sejatinya bukanlah hal yang aneh.

Gambar 3. Sumber Gempa Yogyakarta 2006 di lembah sungai Oya, ekspresi paras bumi dari sesar Oya yang sebelumnya tak dikenal. Lokasi ini didasarkan atas analisis distribusi gempa-gempa susulan, pengukuran deformasi permukaan berbasis GPS dan analisis interferometri radar.  Sebelumnya rilis awal lembaga-lembaga seperti BMKG dan USGS menempatkan sumber gempa ini di sesar Opak, 10 km sebelah barat sesar Oya. Sumber: Tsuji dkk, 2009 digambar ulang oleh Sudibyo, 2015.

Gambar 3. Sumber Gempa Yogyakarta 2006 di lembah sungai Oya, ekspresi paras bumi dari sesar Oya yang sebelumnya tak dikenal. Lokasi ini didasarkan atas analisis distribusi gempa-gempa susulan, pengukuran deformasi permukaan berbasis GPS dan analisis interferometri radar. Sebelumnya rilis awal lembaga-lembaga seperti BMKG dan USGS menempatkan sumber gempa ini di sesar Opak, 10 km sebelah barat sesar Oya. Sumber: Tsuji dkk, 2009 digambar ulang oleh Sudibyo, 2015.

Gempa Pidie Jaya disebabkan oleh patahnya segmen batuan sepanjang sekitar 30 kilometer dengan lebar sekitar 15 kilometer secara mendadak. Begitu patah, ia melenting (bergeser mendadak) sejauh rata-rata 80 sentimeter. Pelentingan tersebut memiliki arah menuju ke salah satu dari dua kemungkinan: barat daya (strike menuju azimuth 243 derajat) atau tenggara (strike menuju azimuth 147 derajat). Lentingan yang melibatkan segmen batuan yang cukup luas itu menyebabkan terlepasnya energi. Yang merambat sebagai gelombang gempa bumi saja diprakirakan mencapai 85 kiloton TNT, atau 4 kali lipat lebih hebat ketimbang letusan bom nuklir Hiroshima.

Mirip Gempa Yogyakarta 2006 ?

Kombinasi sumber gempa yang sangat dangkal dan besarnya pelepasan energi membuat Gempa Pidie Jaya 2016 ini menghasilkan getaran yang sangat merusak. Getaran terkeras memiliki intensitas 8 MMI (modified mercalli intensity), tingkat getaran yang sanggup merubuhkan banyak bangunan di suatu pemukiman di Indonesia. Getaran 8 MMI terutama dirasakan di paras Bumi yang tepat berada di atas sumber gempa dan area sekitarnya. Segenap Kabupaten Pidie, Kabupaten Pidie Jaya dan kota Sigli diguncang oleh getaran berintensitas  7 MMI, yang tergolong getaran sangat keras. Getaran 7 MMI adalah jenis getaran yang sanggup meruntuhkan bangunan khususnya yang bermutu rendah. Kota Banda Aceh diguncang oleh getaran dengan intensitas 5 MMI. Ini adalah jenis getaran yang cukup kuat untuk dirasakan oleh semua orang dan sanggup membuat orang-orang yang  sedang tidur menjadi terbangun, namun belum cukup kuat untuk merusak bangunan. Sementara sisa propinsi Aceh lainnya digoyang oleh getaran berintensitas 4 MMI, yang tergolong getaran ringan.

Gambar 4. Salah satu desa yang terkena dampak Gempa Pidie Jaya 2016, yakni desa Paru Keude kec. Bandar Baru kab. Pidie Jaya. Distribusi kerusakan bangunan telah dipetakan dengan pesawat udara nir awak (PUNA/drone) hasil kerjasama BIG, BNPB dan sejumlah lembaga. Sumber: BIG/Hasanudin Z Abidin, 2016

Gambar 4. Salah satu desa yang terkena dampak Gempa Pidie Jaya 2016, yakni desa Paru Keude kec. Bandar Baru kab. Pidie Jaya. Distribusi kerusakan bangunan telah dipetakan dengan pesawat udara nir awak (PUNA/drone) hasil kerjasama BIG, BNPB dan sejumlah lembaga. Sumber: BIG/Hasanudin Z Abidin, 2016

USGS melalui PAGER (Prompt Assessment of Global Earthquake for Response) memprakirakan sekitar 4,78 juta jiwa tinggal di daerah yang merasakan dampak getaran dari Gempa Pidie Jaya 2016 ini mulai dari getaran berintensitas 4 MMI ke atas. Diantara jumlah tersebut, 371 ribu jiwa diantaranya tinggal di daerah yang merasakan getaran sangat keras dengan intensitas 7 MMI. Dan pemuncaknya, 179 ribu jiwa merasakan getaran berintensitas 8 MMI yang menghancurkan. Kota-kota seperti Sigli dan Meureudu dihajar dengan getaran 7 MMI, sementara kota-kota seperti Bireun, Lhokseumawe dan Banda Aceh merasakan getaran setingkat lebih rendah yakni 6 MMI. Dengan karakteristik semacam ini maka  peluang ambruknya bangunan-bangunan yang menelan korban jiwa dan kerugian material pun terbuka lebar. USGS memprakirakan terdapat peluang 44 % jatuhnya korban jiwa hingga 10 orang dan peluang 38 % untuk jorban jiwa hingga 100 orang. Sementara untuk kerugian material, peluangnya adalah 52 % untuk kerugian hingga Rp 130 milyar.

Gambar 5. Peta intensitas guncangan dan distribusi populasi penduduk setempat (berdasar USGS Landscan 2005) serta daftar kota-kota tertentu yang mengalami getaran (pada intensitas tertent) akibat Gempa Pidie Jaya 2016. Disajikan oleh USGS PAGER. Sumber: USGS, 2016.

Gambar 5. Peta intensitas guncangan dan distribusi populasi penduduk setempat (berdasar USGS Landscan 2005) serta daftar kota-kota tertentu yang mengalami getaran (pada intensitas tertent) akibat Gempa Pidie Jaya 2016. Disajikan oleh USGS PAGER. Sumber: USGS, 2016.

Dalam beberapa hal Gempa Pidie Jaya 2016 mirip dengan peristiwa Gempa Yogyakarta 2006 silam. Diantaranya dalam hal magnitudonya, dimana Gempa Pidie Jaya 2016 memiliki magnitudo momen 6,5 atau hanya sedikit di atas Gempa Yogyakarta 2006 yang bermagnitudo momen 6,4. Juga dalam hal kedalaman sumbernya, dimana kedua gempa sama-sama merupakan gempa dangkal. Kedua gempa juga memiliki sumber yang berdekatan dengan sebuah kota.

Kemiripan lainnya mungkin dalam hal moletrack. Pada gempa bumi tektonik dengan sumber dangkal atau sangat dangkal, pelentingan yang terjadi salam sumber gempanya umumnya akan muncul di paras Bumi tepat di atas sumber gempa sebagai retakan-retakan berpola yang disebut moletrack. Moletrack menjadi indikasi dari surface rupture sebuah gempa bumi tektonik dangkal, sebagai cerminan dari sumber gempa yang ada dibawahnya. Bagaimana dengan Gempa Pidie Jaya 2016 in?  Simulasi yang dikerjakan Aditya Gusman, salah satu peneliti gempa bumi di Indonesia, menunjukkan Gempa Pidie Jaya 2016 mungkin menyebabkan pergeseran permukaan tanah sebesar maksimum 5 sentimeter secara vertikal dan juga 5 sentimeter secara horizontal. Ini pergeseran yang kecil, sehingga mungkin tidak menghasilkan moletrack. Meski untuk memastikan ada tidaknya surface rupture  Gempa Pidie Jaya 2016 masih diselidiki lewat survei lapangan.

Gambar 6. Contoh moletrack yang menandai surface rupture sebuah sumber gempa tektonik dangkal, dalam hal ini adalah kejadian Gempa ganda Sumatra 6 Maret 2007 yang magnitudonya hampir sama dengan Gempa Pidie Jaya 2016. Moletrack ini terletak di lintasan sesar besar Sumatra pada segmen Sumani yang berada di Kasiak (Sumatra Barat). Dari moletrack ini diketahui bahwa lokasi di latar depan (ditandai dengan panah ke kiri) telah mengalami pergeseran mendatar 30 cm bersamaan dengan penurunan (subsidens) 20 cm. Sumber: Daryono dkk, 2012.

Gambar 6. Contoh moletrack yang menandai surface rupture sebuah sumber gempa tektonik dangkal, dalam hal ini adalah kejadian Gempa ganda Sumatra 6 Maret 2007 yang magnitudonya hampir sama dengan Gempa Pidie Jaya 2016. Moletrack ini terletak di lintasan sesar besar Sumatra pada segmen Sumani yang berada di Kasiak (Sumatra Barat). Dari moletrack ini diketahui bahwa lokasi di latar depan (ditandai dengan panah ke kiri) telah mengalami pergeseran mendatar 30 cm bersamaan dengan penurunan (subsidens) 20 cm. Sumber: Daryono dkk, 2012.

Pertanyaan awamnya, bagaimana gempa ini bisa terjadi? Dan pelajaran apa yang bisa diambil Indonesia darinya?

Teriris

Bukalah aplikasi ataupun program komputer geografis yang populer dari apapun gawai (gadget) anda, seperti Google Maps maupun Google Earth. Bukalah peta pulau Sumatra dan perbesar di bagian ujung utara swarnadwipa ini. Pilih moda peta berupa satellite, kemudian lanjutkan dengan medan. Akan dapat kita lihat betapa kompleksnya tatanan tektonik di sini. Andaikata bumi tanah rencong dapat berkata-kata dan bermain media sosial, ia akan memasang status  “rumit.”

Gambar 7. Estimasi deformasi pada paras bumi di lokasi dan sekitar sumber Gempa Pidie Jaya 2016 secara mendatar/horizontal (kiri) maupun vertikal (kanan). Nampak jika model sumber gempanya berorientasi tenggara-barat laut, maka di kota Sigli dan sekitarnya terjadi pergeseran mendatar hingga 5 cm dan pada saat yang sama juga mengalami pengangkatan sebesar 5 cm pula. Disimulasikan oleh Aditya Gusman. Sumber: Gusman, 2016.

Gambar 7. Estimasi deformasi pada paras bumi di lokasi dan sekitar sumber Gempa Pidie Jaya 2016 secara mendatar/horizontal (kiri) maupun vertikal (kanan). Nampak jika model sumber gempanya berorientasi tenggara-barat laut, maka di kota Sigli dan sekitarnya terjadi pergeseran mendatar hingga 5 cm dan pada saat yang sama juga mengalami pengangkatan sebesar 5 cm pula. Disimulasikan oleh Aditya Gusman. Sumber: Gusman, 2016.

Ujung utara Swarnadwipa dibentuk oleh aktivitas tiga lempeng tektonik yang berbeda. Di sebelah barat ada lempeng India yang merupakan lempeng laut (oseanik) sehingga berat jenisnya lebih tinggi. Lempeng India mengalasi sebagian dasar Samudera Indonesia (Indian Ocean) dan dulu sempat dikira sebagai satu kesatuan dengan lempeng Australia (yang mengalasi sebagian dasar Samudera Indonesia dan membentuk benua Australia). Belakangan disadari bahwa lempeng India dan lempeng Australia adalah dua lempeng yang berbeda dan saling terpisah, yang salah satunya tecermin dari peristiwa gempa ganda Samudera Indonesia 11 April 2012 (magnitudo 8,6 dan 8,2). Sementara di sisi timur bertengger lempeng Sunda, bagian dari lempeng Eurasia. Lempeng Sunda adalah lempeng yang mengalasi kepulauan Indonesia bagian barat.

Terjepit di tengah-tengah lempeng India dan lempeng Sunda di ujung swarnadwipa adalah lempeng Burma, yang mendapat popularitasnya karena bencana gempa akbar Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 (magnitudo 9,3) silam. Lempeng Burma  merupakan lempeng mikro karena ukurannya yang kecil, hanya mencakup segenap Kepulauan Andaman, Kepulauan Nicobar, sebagian Laut Andaman dan bagian barat propinsi Aceh. Lempeng mikro Burma semula adalah bagian dari lempeng Eurasia. Namun subduksi lempeng India terhadap lempeng Eurasia di tempat yang sekarang menjadi busur kepulauan Andaman dan Nicobar menyebabkan terbitnya salah satu gejala khas tektonik lempeng, yakni pembentukan cekungan busur belakang (back-arc). Subduksi membuat kerak bumi di bagian belakang busur kepulauan Andaman dan Nicobar, yakni di sisi timurnya, menipis sehingga membentuk cekungan yang tergenangi air laut.

Gambar 8. Peta struktur ujung utara pulau Sumatra yang kompleks, sebagai hasil interaksi nan rumit antara lempeng India, lempeng Sunda dan lempeng mikro Burma. Interaksi ini menyebabkan terbentuknya sejumlah sesar aktif di daratan, yang bakal menjai sumber gempa potensial mendatang. Sumber: Natawidjaja, 2006.

Gambar 8. Peta struktur ujung utara pulau Sumatra yang kompleks, sebagai hasil interaksi nan rumit antara lempeng India, lempeng Sunda dan lempeng mikro Burma. Interaksi ini menyebabkan terbentuknya sejumlah sesar aktif di daratan, yang bakal menjai sumber gempa potensial mendatang. Sumber: Natawidjaja, 2006.

Lama-kelamaan di tengah cekungan ini terbentuk sesar-sesar turun sebagai retakan panjang, tempat meluapnya cairan panas sangat kental dari lapisan selubung yang membentuk lempeng baru di kedua sisinya. Inilah pusat pemekaran lantai samudera.  Sehingga Laut Andaman pada hakikatnya adalah bayi samudera baru yang masih sangat muda, serupa dengan misalnya Laut Merah di Timur Tengah. Jika proses pemekaran ini berlanjut terus, maka dalam berjuta-juta tahun mendatang Laut Andaman akan bertransformasi menjadi samudera yang baru. Terbentuknya retakan dasar laut Andaman sekaligus memproduksi lempeng mikro Burma, yang mulai terpisah dari lempeng Eurasia sekitar 3 hingga 4 juta tahun silam.

Eksistensi ketiga lempeng tektonik tersebut membuat bumi tanah rencong tercabik-cabik, ibarat kue yang telah dibelah-belah pisau tektonik. Banyak sesar aktif berkembang di sini. Sesar utama adalah sistem sesar besar Sumatra, yang dahulu disebut sesar Semangko. Sesar besar Sumatra adalah sesar aktif sepanjang 1.900 kilometer yang membentang mulai dari kawasan Selat Sunda di selatan hingga Laut Andaman di utara, ‘membelah’ pulau Sumatra menjadi dua bagian yang asimetris. Di daratan Aceh sesar besar ini bercabang dua mulai dari satu lokasi di dekat kota Takengon. Satu cabang adalah segmen Aceh (panjang 230 kilometer) yang melintas tepat di sebelah barat kota Banda Aceh. Sementara cabang kedua adalah segmen Seulimeum (panjang 120 kilometer), yang melintas di sisi timur kota Sabang dan bertanggung jawab pada terjadinya Gempa Aceh 1964 (magnitudo 7,0). Kedua cabang ini sama-sama menerus ke barat laut untuk kemudian bergabung dengan zona retakan dasar Laut Andaman.

Di luar dua cabang utama itu, dari dekat kota Takengon pula berkembang sesar lain yang berbelok ke arah utara sebagai lengkungan mirip sabit. Di sekitar kota Takengon ia dikenal sebagai sesar Takengon yang bersifat sesar naik (thrust). Sementara bagian utaranya dinamakan sesar Samalanga-Sipopok yang pergerakannya bersifat mendatar (strike slip). Lebih jauh ke selatan di sekitar kota Kutacane berkembang pula sesar yang menerus ke arah kota Lhokseumawe. Di bagian selatan sesar ini dikenal sebagai sesar Lokop-Kutacane. Dan di bagian utara dinamakan sesar Lhokseumawe.  Baik sesar Samalanga-Sipopok maupun sesar Lhokseumawe sama-sama menerus ke dasar Laut Andaman dan bergabung dengan sejumlah sesar aktif disana.  Selain sesar-sesar yang tergolong panjang tersebut, bumi tanah rencong juga masih memiliki sejumlah sesar lainnya yang relatif pendek.

Gambar 9. Citra pendahuluan interferometri radar (inSAR) Gempa Pidie Jaya 2016 dari satelit Sentinel-1A dan Sentinel-1B lewat radas ARIA automatic interferogram. Meski resolusi citranya jelek karena koherensinya sangat rendah (sehingga pola-pola interferensinya tidak terlalu jelas), namun terkesan bahwa deformasi terbesar akibat gempa ini berada di sekitar lintasan sesar Samalanga-Sipopok di dekat kota Meureudu. Sumber: Fielding, 2016.

Gambar 9. Citra pendahuluan interferometri radar (inSAR) Gempa Pidie Jaya 2016 dari satelit Sentinel-1A dan Sentinel-1B lewat radas ARIA automatic interferogram. Meski resolusi citranya jelek karena koherensinya sangat rendah (sehingga pola-pola interferensinya tidak terlalu jelas), namun terkesan bahwa deformasi terbesar akibat gempa ini berada di sekitar lintasan sesar Samalanga-Sipopok di dekat kota Meureudu. Sumber: Fielding, 2016.

Dengan bumi yang tercabik-cabik tektonik demikian rupa, maka dapat dikatakan bahwa segenap penjuru daratan tanah rencong merupakan kawasan rawan gempa. Baik pesisir barat maupun pesisir timur.  Inilah yang membedakan Aceh dengan bagian pulau Sumatra lainnya dimana kawasan rawan gempa terlokalisir hanya di pesisir barat dan di sepanjang Pegunungan Bukit Barisan tempat lintasan sesar besar Sumatra.

Pelajaran

Sumber Gempa Pidie Jaya 2016 berada di dekat lintasan sesar Samalanga-Sipopok, sehingga sejumlah pihak menduga bahwa sesar itulah yang bertanggung jawab atas peristiwa gempa tersebut. Meskipun revisi parameter gempa baik oleh BMKG maupun USGS tidak lagi menempatkan episentrumnya persis di atas lintasan sesar Samalanga-Sipopok. Analisis interferometri radar berbasis citra radar dari satelit Sentinel-1A dan Sentinel-1B yang dikerjakan Eric Fielding, cendekiawan kebumian dari California Institute of Technology (Amerika Serikat) mengindikasikan bahwa lokasi sumber gempa memang berhubungan dengan sesar Samalanga-Sipopok. Namun ini pun masih sementara. Butuh survei lapangan untuk memastikan hal tersebut. Misalnya dengan mengukur pergerakan titik-titik tertentu melalui sistem pemosisian global (GPS).

Gambar 10. Lokasi stasiun-stasiun pemantau GPS dalam jejaring AGNeSS (Aceh GPS Network for Sumatran fault System). Profile A dan profile B menunjukkan dua baris kelurusan yang sengaja ditentukan dalam pemasangan stasiun pantau tersebut. Lewat pergerakan yang direkam jejaring ini diketahui masih ada potensi gempa besar di daratan propinsi Aceh bagian selatan. Sumber: Ito dkk, 2012.

Gambar 10. Lokasi stasiun-stasiun pemantau GPS dalam jejaring AGNeSS (Aceh GPS Network for Sumatran fault System). Profile A dan profile B menunjukkan dua baris kelurusan yang sengaja ditentukan dalam pemasangan stasiun pantau tersebut. Lewat pergerakan yang direkam jejaring ini diketahui masih ada potensi gempa besar di daratan propinsi Aceh bagian selatan. Sumber: Ito dkk, 2012.

Pasca 2004 TU, muncul pertanyaan besar di kalangan cendekiawan kebumian tentang apakah tekanan sangat besar yang ditimbulkan peristiwa gempa akbar Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 terhantar ke daratan dan memberikan beban tambahan tekanan kepada sesar-sesar aktif di ujung utara pulau Sumatra ataukah tidak. Untuk menjawabnya maka telah digelar jejaring AGNeSS (Aceh GPS Network for Sumatran fault System) sejak 2005 TU. Jejaring ini ‘menanam’ 7 stasiun pengamatan GPS kontinu dan 20 stasiun pengamatan episodik. ‘Penanaman’ stasiun-stasiun pemantauan yang rapat membuat pergerakan yang disebabkan oleh Gempa Pidie Jaya 2016 bisa diukur dan dianalisis, meski butuh waktu.

Ada dua pelajaran yang bisa diambil dari peristiwa memilukan ini. Yang pertama, bagi tanah rencong Gempa Pidie Jaya 2016 bukanlah peristiwa terakhir. Potensi gempa tektonik di daratan Aceh masih tetap terbuka. Jejaring AGNeSS menunjukkan bahwa sesar besar Sumatra di bagian selatan propinsi Aceh menunjukkan tanda-tanda potensi untuk memproduksi gempa besar (magnitudo ~7) di masa depan. Belum sesar-sesar yang lain. Sementara bagi Indonesia, gempa ini kembali menjadi pengingat bahwa banyak kawasan yang rawan gempa di negeri ini. Sekurangnya 60 % kota di Indonesia didirikan di atas sesar, sehingga kemungkinan terjadinya peristiwa gempa bumi yang menyerang kota masih tetap terbuka. Kewaspadaan dan kesiapsiagaan tetap perlu dipertahankan.

Referensi :

Barber & Crow. 2005. Sumatra, Geology Resources and Tectonic Evolution, in Chapter 4: Pre-Tertiary Stratigraphy. Geological Society, London, Memoirs, 31 pp 24-53.

USGS. 2016. M6.5 – 19 km SE of Sigli, Indonesia. USGS National Earthquake Information Center

Ito dkk. 2012. Isolating Along-strike Variations in the Depth Extent of Shallow Creep and Fault Locking on the Northern Great Sumatran Fault. Journal of the Geophysical Research, vol. 117 B06409.

Daryono, 2016, komunikasi pribadi.

Aditya Gusman, 2016, komunikasi pribadi.

Eric Fielding, 2016, komunikasi pribadi.

Gempa Dalam di Laut Jawa

Sebuah getaran kuat meletup dari dasar Laut Jawa pada kedalaman 650 km di Rabu pagi 19 Oktober 2016 Tarikh Umum (TU) pukul 07:25 WIB. Magnitudo gempa adalah 6,3 dalam catatan Pusat Gempa Nasional BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika). Sementara dalam rekaman USGS NEIC (United States Geological Survey National Earthquake Information Center), magnitudonya sedikit lebih besar yakni 6,6. Episentrumnya terletak sejuah 156 km ke utara-barat laut dari kota Indramayu (versi USGS) atau 120 km sebelah timur laut kota Subang (versi BMKG). Ditinjau dari sisi magnitudonya, gempa ini sekuat Gempa Yogya 2006 silam namun bertolak belakang karena sumbernya yang sangat dalam, bukan lagi di kerak bumi.

Gambar 1. Episentrum Gempa Laut Jawa 2016 (tanda bintang) di dalam pita episentrum gempa-gempa dalam di Laut Jawa (lingkaran-lingkaran gelap). Sumber: USGS, 2016.

Gambar 1. Episentrum Gempa Laut Jawa 2016 (tanda bintang) di dalam pita episentrum gempa-gempa dalam di Laut Jawa (lingkaran-lingkaran gelap). Sumber: USGS, 2016.

Getaran akibat gempa ini dirasakan dalam luasan yang luar biasa. Sekujur pesisir utara pulau Jawa merasakannya, dengan intensitas getaran berkisar 2 hingga 3 MMI. Sementara kawasan pantai selatan merasakan getaran yang lebih sedikit lebih kuat. Getaran juga dirasakan di pulau Bali. Bahkan stasiun pencatat gempa di Padang pun merasakannya dengan intensitas   2 hingga 3 MMI pula. Saat dipetakan, getaran akibat Gempa Laut Jawa 2016 (demikian bisa kita namakan) melingkupi pulau-pulau Jawa, Sumatra (sebagian), Kalimantan (sebagian) dan pulau-pulau kecil di Laut Jawa. Intensitas getarannya memang tak ada yang melampau 4 MMI (modified mercalli intensity). Intesitas 4 MMI dapat disetarakan dengan getaran yang kita rasakan kala ada kita sedang berada di jembatan/jalan layang dan ada kendaraan bertonase berat melintas cepat. Memang mengagetkan, namun bukan jenis getaran yang merusak. Apalagi meruntuhkan bangunan. Ketakjuban kita terhadap gempa ini lebih karena getarannya yang dirasakan di area yang sangat luas sementara magnitudonya “hanya” 6,3. Secara akumulatif USGS menaksir getaran gempa ini (dalam intensitas 2 hingga 3 MMI) dirasakan oleh 112 juta orang atau hampir separuh penduduk Indonesia.

Dilihat dari kedalaman sumbernya dan mekanisme pematahannya (focal mechanism), dapat dikatakan bahwa Gempa Laut Jawa 2016 ini merupakan gempa intralempeng. Sederhananya gempa yang terjadi di dalam sebuah lempeng, bukan akibat interaksi antar 2 lempeng. Lebih spesifik lagi, Gempa Laut Jawa 2016 diproduksi oleh patahnya segmen batuan dalam lempeng Australia yang sedang menukik/menyelusup ke dalam lapisan selubung (mantel) Bumi setelah bersubduksi dengan lempeng Sunda (Eurasia) yang membentuk pulau Jawa. Segmen yang terpatahkan itu mungkin seluas 20 x 10 kilometer persegi dan melenting sejauh sekitar semeter. Namun karena jauh di dalam Bumi, bahkan sudah lebih dalam ketimbang dasar kerak Bumi di pulau Jawa (yang tebalnya hanya 30 sampai 40 km), maka getaran yang terasakan di paras Bumi pun jauh lebih lemah. Tetapi sumber yang sangat dalam pula menyebabkan getarannya melingkupi area yang sangat luas, yang mustahil terjadi apabila sumber gempanya sangat dangkal.

Gambar 2. Peta intensitas getaran Gempa Laut Jawa 2016. Nampak sekujur pulau Jawa merasakan getaran 3 hingga 4 MMI. Sumber : BMKG, 2016.

Gambar 2. Peta intensitas getaran Gempa Laut Jawa 2016. Nampak sekujur pulau Jawa merasakan getaran 3 hingga 4 MMI. Sumber : BMKG, 2016.

Episentrum Gempa Laut Jawa 2016 terletak pada sebentuk pita berarah barat-barat laut menuju timur-tenggara yang dibentuk oleh episentrum gempa-gempa dalam di waktu lalu. Gempa-gempa tersebut umumnya memiliki magnitudo antara 6 hingga 7. Jadi gempa di kawasan ini bukanlah hal yang aneh, meskipun posisi Laut Jawa cukup jauh dari zona subduksi Jawa. Demikian halnya kawasan di sisi selatannya (yang lebih dekat ke garis pantai utara pulau Jawa). Salah satu gempa yang cukup menonjol adalah Gempa Laut Jawa 9 Agustus 2007 dinihari (magnitudo 7,5 hiposentrum 290 km) yang meletup di lepas pantai utara Indramayu sejauh 75 km sebelah utara kota Indramayu. Gempa kuat tersebut juga menggetarkan sekujur pulau Jawa, Sumatra (sebagian), Bali dan bahkan terasa hingga Semenanjung Malaya. Intensitas getaran di pulau Jawa setingkat lebih besar ketimbang saat Gempa Laut Jawa 2016 ini.

Gambar 3. Penampang pulau Jawa jika dibelah secara vertikal dari utara ke selatan. Nampak Lempeng Australia dengan arah geraknya (panah kuning). Nampak posisi sumber Gempa Laut Jawa 2016 (tanda bintang) dengan bagian gelombang gempanya yang merambat melalui medium padat (panah merah) dan medium plastis/setengah cair (panah putih). Digambar tanpa skala. Sumber: Sudibyo, 2016

Gambar 3. Penampang pulau Jawa jika dibelah secara vertikal dari utara ke selatan. Nampak Lempeng Australia dengan arah geraknya (panah kuning). Nampak posisi sumber Gempa Laut Jawa 2016 (tanda bintang) dengan bagian gelombang gempanya yang merambat melalui medium padat (panah merah) dan medium plastis/setengah cair (panah putih). Digambar tanpa skala. Sumber: Sudibyo, 2016

Bahkan getaran tersebut sempat menyebabkan puluhan rumah di Kabupaten Cianjur rusak, fakta yang sempat membuat para ahli kebumian mengernyitkan dahi di awal mula. Sebab Kabupaten Cianjur berjarak ratusan kilometer dari episentrum gempa. Kerusakan tersebut akhirnya dapat dipahami dengan melihat sebagian besar gelombang gempa dihantarkan lewat medium padat (yakni lempeng Australia) ketimbang medium setengah cair (yakni selubung Bumi). Saat tiba di zona subduksi, yakni bidang pertemuannya dengan lempeng Sunda, getaran gempa tersebut pun dihantarkan ke daratan pulau Jawa bagian selatan.

Gerhana Bulan Penumbral 16-17 September 2016 dan Sang Candra yang (Bisa) Memicu Gempa

Jumat  16 September  2016  Tarikh Umum (TU) hampir tengah malam, bertepatan dengan 15 Zulhijjah 1437 H. Jika langit cerah, Bulan akan berkedudukan tinggi di langit dengan wajah bundar penuh seperti layaknya Bulan purnama. Arahkan pandangan padanya. Sejak pukul 23:56 WIB hingga hampir empat jam kemudian, ada sesuatu yang akan terjadi. Sekilas pandang Bulan akan tetap terlihat bulat bundar penuh. Namun jika anda bermata jeli dan langit mendukung (tidak berawan, apalagi mendung), akan terlihat satu bagian wajah Bulan yang lebih gelap ketimbang bagian lainnya.  Bagian yang sedikit gelap tersebut akan muncul terutama di sekitar pukul 01:55 WIB. Inilah jejak dari peristiwa langit yang kurang familiar bagi kita: Gerhana Bulan Penumbral atau disebut juga Gerhana Bulan samar. Inilah gerhana yang paling bontot di musim gerhana tahun 2016 TU ini.

Dalam Gerhana Bulan Penumbral, kita memang takkan menyaksikan cakram Bulan yang menghilang sepenuhnya dan digantikan oleh benda sangat redup berwarna kemerah-merahan seperti dalam Gerhana Bulan Total. Kita juga takkan menyaksikan Bulan yang setengah meredup layaknya Gerhana Bulan Sebagian. Namun jangan salah, konfigurasi benda langit yang menghasilkan Gerhana Bulan Penumbral adalah identik dengan yang memproduksi baik Gerhana Bulan Total maupun Gerhana Bulan Sebagian. Mereka terjadi tatkala Matahari, Bulan dan Bumi tepat berada dalam satu garis lurus dalam konfigurasi syzygy. Di tengah-tengah konfigurasi tersebut adalah Bumi, sementara Bulan menempati salah satu dari dua titik nodal (titik potong orbit Bulan dengan bidang orbit Bumi mengelilingi Matahari). Akibatnya pancaran sinar Matahari yang seharusnya tiba di paras Bulan terhalangi oleh Bumi. Sehingga membuat Bulan tak memperoleh sinar Matahari mencukupi. Atau bahkan tak mendapatkannya sama sekali untuk periode waktu tertentu.

Gambar 1. Bulan dalam puncak Gerhana Bulan Penumbral (kiri) dan purnama biasa (kanan), diabadikan dengan teleskop yang terangkai kamera. Secara kasat mata, penggelapa sebagian wajah Bulan dalam Gerhana Bulan Penumbral sangat sulit untuk diamati. Sumber: Sudibyo, 2014.

Gambar 1. Bulan dalam puncak Gerhana Bulan Penumbral (kiri) dan purnama biasa (kanan), diabadikan dengan teleskop yang terangkai kamera. Secara kasat mata, penggelapan sebagian wajah Bulan dalam Gerhana Bulan Penumbral sangat sulit untuk diamati. Sumber: Sudibyo, 2014.

Akibatnya Bulan yang sejatinya sedang berada dalam fase Bulan purnama pun menjadi temaram atau bahkan sangat redup kemerah-merahan dalam beberapa jam kemudian. Sedikit berbeda dengan Gerhana Matahari, Gerhana Bulan memiliki wilayah gerhana cukup luas meliputi lebih dari separuh bola Bumi yang sedang berada dalam suasana malam. Karena garis tengah Matahari jauh lebih besar ketimbang Bumi, maka Bumi tak sepenuhnya menghalangi pancaran sinar Matahari yang menuju ke Bulan. Sehingga bakal masih ada bagian sinar Matahari yang lolos meski intensitasnya berkurang. Ini membuat wilayah gerhana Bulan pun terbagi ke dalam zona penumbra (bayangan tambahan) dan zona umbra (bayangan utama).

Konfigurasi

Bagaimana gerhana samar yang unik ini bisa terjadi? Pada dasarnya ada tiga jenis Gerhana Bulan. Yang pertama adalah Gerhana Bulan Total (GBT), terjadi kala bayangan utama Bumi sepenuhnya menutupi cakram Bulan tanpa terkecuali. Sehingga Bulan akan nyaris menghilang sepenuhnya saat puncak gerhana tiba, menampakkan diri sebagai benda langit sangat redup berwarna kemerah-merahan. Yang kedua adalah Gerhana Bulan Sebagian (GBS), terjadi kala bayangan utama Bumi tak sepenuhnya menutupi cakram Bulan. Akibatnya Bulan hanya akan lebih redup dan terlihat “robek” di salah satu sisinya dengan persentase tertentu kala puncak gerhana. Dan yang terakhir adalah Gerhana Bulan Penumbral (GBP) atau gerhana Bulan samar, yang bisa terjadi kala hanya bayangan tambahan Bumi yang menutupi cakram Bulan, baik menutupi sepenuhnya maupun separo. Tak ada bayangan utama Bumi yang turut menutupi. Dalam gerhana samar ini, Bulan masih tetap mendapatkan sinar Matahari meski intensitasnya sedikit lebih rendah dibanding seharusnya.

Gambar 2. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 16-17 September 2016 dalam lingkup global. Perhatikan Indonesia dibelah oleh garis P4 di sisi timur, yakni garis dimana akhir gerhana bertepatan dengan terbenamnya Bulan (terbitnya Matahari). Dengan demikian seluruh Indonesia berkesempatan menyaksikan Gerhana Bulan yang samar ini, sepanjang langit cerah. Sumber: NASA, 2016.

Gambar 2. Peta wilayah Gerhana Bulan Penumbral 16-17 September 2016 dalam lingkup global. Perhatikan Indonesia dibelah oleh garis P4 di sisi timur, yakni garis dimana akhir gerhana bertepatan dengan terbenamnya Bulan (terbitnya Matahari). Dengan demikian seluruh Indonesia berkesempatan menyaksikan Gerhana Bulan yang samar ini, sepanjang langit cerah. Sumber: NASA, 2016.

Gerhana Bulan 16-17 September 2016 merupakan gerhana Bulan samar, yang terjadi sebagai konsekuensi dari peristiwa Gerhana Matahari 1 September 2016. Pada dasarnya tidak setiap saat Bulan purnama terjadi diiringi  dengan peristiwa Gerhana Bulan. Sebaliknya suatu peristiwa Gerhana Bulan pasti terjadi bertepatan dengan saat Bulan purnama. Musababnya adalah orbit Bulan yang tak berimpit dengan bidang edar Bumi mengelilingi Matahari), melainkan menyudut sebesar 5o. Hanya ada dua titik dimana Bulan berpeluang tepat segaris lurus syzygy dengan Bumi dan Matahari, yakni di titik nodal naik dan titik nodal turun. Dan dalam kejadian Bulan purnama, mayoritas terjadi tatkala Bulan tak berdekatan ataupun berada dalam salah satu dari dua titik nodal tersebut. Inilah sebabnya mengapa tak setiap saat Bulan purnama kita bersua dengan Gerhana Bulan.

Gerhana Bulan Penumbral 16-17 September 2016 hanya terdiri dari tiga tahap. Tahap pertama adalah awal gerhana/kontak awal penumbra (P1) yang akan terjadi pada tanggal 16 September 2016 TU pukul 23:56 WIB. Sementara tahap kedua adalah puncak gerhana, yang bakal terjadi pada tanggal 17 September 2016 TU pukul 01:55 WIB. Magnitudo gerhana saat puncak adalah 0,90, maknanya 90 % cakram Bulan pada saat itu tertutupi oleh bayangan tambahan (penumbra) Bumi. Dan yang terakhir adalah tahap akhir gerhana/kontak akhir penumbra (P4) yang bakal berlangsung pada pukul 03:53 WIB. Dengan demikian durasi Gerhana Bulan Penumbral ini mencapai 3 jam 57 menit.

Wilayah gerhana bagi Gerhana Bulan Penumbral 16-17 September 2016  melingkupi sebagian seluruh benua Asia, Australia, Afrika, Eropa dan sebagian kecil Brazil di benua Amerika. Hanya mayoritas benua Amerika yang tak tercakup ke dalam wilayah gerhana ini. Seluruh Indonesia tercakup ke dalam wilayah gerhana. Secara umum tanah Nusantara ini terbelah menjadi dua oleh garis P4, yakni  himpunan titik-titik yang mengalami terbenamnya Bulan bersamaan dengan akhir gerhana. Garis P4 tersebut melintas melalui sebagian pulau Irian. Dapat dikatakan bahwa segenap Indonesia, kecuali propinsi Papua, adalah mengalami gerhana secara utuh.Sementara di propinsi Papua durasi total gerhananya terpotong oleh terbitnya Matahari (yang hampir bersamaan dengan terbenamnya Bulan).

Sesuai dengan namanya, Gerhana Bulan Penumbral ini nyaris tak dapat dibedakan dengan Bulan purnama biasa. Butuh teleskop dengan kemampuan baik untuk dapat melihatnya. Untuk memotretnya, butuh kamera dengan pengaturan (setting) yang lebih kompleks dan bisa disetel secara manual. Dalam puncak gerhana Bulan samar, jika cara pengaturan kamera kita tepat maka Bulan akan terlihat menggelap di salah satu sudutnya. Detail teknis pemotretan untuk mengabadikan gerhana ini dengan menggunakan kamera DSLR (digital single lens reflex) tersaji berikut ini :

Bagi Umat Islam ada anjuran untuk menyelenggarakan shalat gerhana baik di kala terjadi peristiwa Gerhana Matahari maupun Gerhana Bulan. Tapi hal tersebut tak berlaku dalam kejadian Gerhana Bulan Penumbral ini. Musababnya gerhana Bulan samar dapat dikatakan mustahil untuk bisa diindra dengan mata manusia secara langsung. Padahal dasar penyelenggaraan shalat gerhana adalah saat gerhana tersebut dapat dilihat, seperti dinyatakan dalam hadits Bukhari, Muslim dan Malik yang bersumber dari Aisyah RA. Pendapat ini pula yang dipegang oleh dua ormas Islam terbesar di Indonesia, yakni Nahdlatul ‘Ulama dan Muhammadiyah. Keduanya sepakat saat gerhana tak bisa disaksikan (secara langsung), maka shalat gerhana tak dilaksanakan.

Gempa

Gerhana Bulan Penumbral ini akan berlangsung dalam kurun yang hampir bersamaan dengan temuan terkini dalam ranah ilmu kebumian tentang hubungan antara posisi Bulan dan gempa di Bumi. Telah lama umat manusia mencoba menelusuri apakah kejadian kegempaan di Bumi kita, yang kerap merenggut korban jiwa dan luka-luka serta kerugian material yang luar biasa, berhubungan dengan posisi benda-benda langit khususnya Bulan. Bulan mendapat perhatian khusus karena kemampuan gravitasinya dalam mempengaruhi Bumi. Tiap benda langit yang bertetangga dengan Bumi kita sejatinya juga mencoba memaksakan pengaruh gravitasinya, dalam bentuk gaya pasang surut atau gaya tidal. Namun hanya Bulan dan Matahari yang memiliki pengaruh terbesar.

Gaya tidal kedua benda langit tersebut mempengaruhi Bumi demikian rupa sehingga badan air di paras Bumi, yakni air yang terkumpul sebagai samudera, mengalami pasang surut dalam rupa pasang naik dan pasang turun parasnya secara periodik. Fenomena ini akan mencapai titik maksimumnya tatkala kedua benda langit tersebut nampak segaris dengan Bumi. Tepatnya pada saat elongasi Bulan terhadap Matahari bernilai paling kecil, yang terjadi pada saat konjungsi, dan pada saat elongasi Bulan terhadap Matahari bernilai yang paling besar, yang bertepatan dengan saat oposisi. Kita mengenal konjungsi Bulan dan Matahari sebagai Bulan baru atau Bulan mati, sebaliknya oposisi Bulan dan Matahari mendapatkan namanya yang megah sebagai Bulan purnama. Bulan purnama terjadi dalam 14,8 hari pasca Bulan baru, sementara Bulan baru berikutnya terjadi 14,8 hari pasca Bulan purnama.

Sejak abad ke-19 TU sudah mulai dipikirkan kemungkinan bahwa gaya tidal Bulan dan Matahari, atau lebih tepatnya kombinasinya, tidak hanya berpengaruh pada badan air Bumi saja. Namun juga pada kerak Bumi (litosfer) secara keseluruhan. Aksi gaya tidal kombinasi dari Bulan dan matahari secara berulang-ulang yang mencapai puncaknya setiap 14,8 hari sekali mungkin menghasilkan gangguan pada litosfer hingga melahirkan peristiwa-peristiwa geologis seperti misalnya gempa bumi tektonik. Pemikiran ini kian menguat setelah ilmu kebumian memasuki babak baru melalui tektonik lempeng pada dekade 1960-an TU, yang mendeskripsikan pembagian kerak bumi ke dalam lempeng-lempeng tektonik makro dan mikro yang saling bergerak dengan sejumlah gejalanya. Pada saat yang hampir bersamaan, ilmu kegempaan (seismologi) mulai melakukan pencatatan terkait magnitudo, episentrum dan hiposentrum gempa-gempa tektonik dalam lingkup global menggunakan jaringan seismometer yang ditanam dimana-mana.

Gambar 3. Rekaman letusan dahsyat Gunung Tvashtar Patera di Io seperti diabadikan wahana antariksa New Horizon saat lewat didekatnya pada 2007 TU silam. Semburan material vulkanik akibat letusan dahsyat ini mencapai ketinggian 330 km dari paras Io. Vulkanisme di Io ditenagai oleh rejaman gaya tidal Jupiter nan dahsyat. Sumber: NASA, 2007.

Gambar 3. Rekaman letusan dahsyat Gunung Tvashtar Patera di Io seperti diabadikan wahana antariksa New Horizon saat lewat didekatnya pada 2007 TU silam. Semburan material vulkanik akibat letusan dahsyat ini mencapai ketinggian 330 km dari paras Io. Vulkanisme di Io ditenagai oleh rejaman gaya tidal Jupiter nan dahsyat. Sumber: NASA, 2007.

Dalam ranah astronomi juga diperoleh temuan mencengangkan tentang bagaimana aksi gaya tidal di lingkungan planet tetangga kita. Io, salah satu satelit alamiah Jupiter, mendapat perhatian lebih karena aktivitasnya yang aneh. Kini kita tahu bahwa Io menjadi benda langit paling aktif secara vulkanik di seantero tata surya akibat aksi gaya tidal Jupiter. Gaya tidal Jupiter mempengaruhi Io demikian rupa sehingga benda langit yang sedikit lebih besar dari Bulan itu dipaksa mengembang dan mengempis secara teratus. Perbedaan elevasi paras Io pada saat mengembang dan mengempis bisa mencapai 100 meter. Bandingkan dengan Bumi yang hanya 1 meter. Rejaman gaya tidal nan dahsyat secara berulang-ulang di Io inilah yang membangkitkan 99,5 %  panas interior Io dan menjadikannya kaya dengan gunung-gemunung berapi yang rajin meletus.

Bagaimana dengan Bumi, khususnya dengan peristiwa gempa bumi? Sekilas pandang kombinasi gaya tidal Bulan dan Matahari sulit untuk bisa membangkitkan gempa bumi khususnya gempa bumi tektonik.  Telah diketahui bahwa sebuah gempa bumi tektonik terjadi pada sebuah sumber gempa dalam sebuah segmen di satu sesar (patahan) tertentu. Sebagai akibat dari pergerakan lempeng tektonik, sebuah sesar aktif pun seyogyanya turut bergerak. Namun gesekan antar segmen batuan yang saling berhadapan di sepanjang sesar dapat menahan pergerakan itu untuk sementara. Namun di sisi lain juga menyebabkan tekanan yang diderita segmen batuan tersebut meningkat dan kian meningkat. Hingga akhirnya tekanan tersebut melampaui ambang batas dayatahan batuan, yang membuat segmen batuan tersebut terpatahkan dan melenting. Inilah yang memproduksi getaran seismik yang kita kenal sebagai gempa bumi tektonik.

Tekanan yang diderita sebuah segmen dalam sebuah patahan tidak hanya berasal dari dirinya sendiri saja. Namun juga bisa berasal dari luar. Telah diketahui bahwa gempa bumi tektonik dapat “menular”, maksudnya dapat merembet dari satu segmen ke segmen sebelahnya dalam satu sesar yang sama. Agar sebuah gempa bumi tektonik yang dipicu oleh gempa bumi tektonik lainnya didekatnya dapat terjadi, maka harus ada tekanan eksternal  (disebut tekanan Coulomb)  dalam rentang 0,1 hingga 1 Mega Pascal (1 Pascal = 1 Newton/meter2).  Sebaliknya kombinasi gaya tidal Bulan dan Matahari hanya menghasilkan tekanan eksternal di sekitar 1 kilo Pascal saja, atau 100 kali lemah ketimbang ambang batas tekanan Coulomb yang dibutuhkan untuk memicu sebuah gempa bumi tektonik.

Gambar 4. Tiga belas kawasan di Kepulauan Jepang yang sensitif terhadap gaya tidal Bulan (dalam Bulan baru maupun Bulan purnama) terkait kemampuannya memicu gempa bumi tektonik di sini. Situasi tersebut dapat terjadi hanya bila tekanan akibat tektonik regional (disimbolkan dengan P-axes) searah dengan tekanan dari gaya tidal Bulan. Sumber: Tanaka, 2004.

Gambar 4. Tiga belas kawasan di Kepulauan Jepang yang sensitif terhadap gaya tidal Bulan (dalam Bulan baru maupun Bulan purnama) terkait kemampuannya memicu gempa bumi tektonik di sini. Situasi tersebut dapat terjadi hanya bila tekanan akibat tektonik regional (disimbolkan dengan P-axes) searah dengan tekanan dari gaya tidal Bulan. Sumber: Tanaka, 2004.

Namun sejatinya tidak sesederhana itu. Penyelidikan Tanaka dkk (2004) memperlihatkan bahwa tekanan Coulomb yang kecil dari kombinasi gaya tidal Bulan dan Matahari pun sejatinya mampu memicu gempa bumi tektonik. Asalkan tekanan Coulomb dari gaya tidal Bulan dan Matahari itu searah dengan tekanan Coulomb dari tektonik regional. Analisanya terhadap distribusi dan pola dari 90.000 gempa bumi tektonik di Kepulauan Jepang sepanjang kurun Oktober 1997 TU hingga Mei 2002 TU memperlihatkan dari 100 kawasan yang dipetakan terdapat 13 kawasan (13 %) yang sensitif terhadap gangguan gaya tidal Bulan dan Matahari.  Penyelidikan lain juga memperlihatkan bahwa zona subduksi menjadi kawasan yang sangat sensitif terhadap gangguan dari gaya tidal Bulan dan Matahari, khususnya dalam hal memicu kejadian gempa-gempa bumi tektonik dalam. Jumlah getaran yang dihasilkan oleh gempa-gempa bumi tektonik dalam meningkat secara eksponensial bersamaan dengan meningkatnya tekanan Coulomb akibat gaya tidal. Peningkatan ini membuat potensi meletupnya gempa bumi tektonik di zona subduksi menjadi meningkat di sekitar fase Bulan baru dan Bulan purnama.

Penyelidikan lebih lanjut oleh Ide dkk (2016) memperlihatkan bahwa tekanan dari gaya tidal Bulan dan Matahari lebih berpotensi untuk memicu gempa bumi tektonik besar (magnitudo di atas 7,0) ketimbang yang lebih kecil, secara statistik. Dengan zona subduksi sebagai kawasan yang sangat sensitif terhadap tekanan Coulomb akibat gaya tidal Bulan dan Matahari, maka gempa besar yang terjadi di sini dapat mencakup gempa akbar (megathrust), gempa yang paling ditakuti. Penyelidikan terhadap tiga gempa akbar dalam kurun 15 tahun terakhir, masing-masing Gempa akbar Sumatra-Andaman 2004 (magnitudo 9,3) di Indonesia, gempa akbar Maule 2010 (magnitudo 8,8) di Chile dan gempa akbar Tohoku-Oki 2011 (magnitudo 9,0) di Jepang menegaskan hal itu. Ketiga gempa itu cukup menggetarkan karena skalanya dan kedahsyatan tsunami yang ditimbulkannya hingga renggutan korban jiwa yang diakibatkannya. Gempa akbar Sumatra-Andaman 2004 dan gempa akbar Maule 2010 terjadi di sekitar waktu Bulan purnama, bertepatan dengan pasang naik tinggi dan juga puncak tekanan Coulomb akibat gaya tidal. Sementara gempa akbar Tohoku-Oki 2011 tidak terjadi pada Bulan baru ataupun Bulan purnama, namun bersamaan dengan saat amplitudo tekanan Coulomb akibat gaya tidal mencapai nilai maksimumnya.

Gambar 5. Tiga peristiwa gempa akbar dalam 15 tahun terakhir bersama dengan perubahan dinamis tekanan akibat gaya tidal Bulan. Masing-masing adalah gempa akbar Sumatra-Andaman 2004 (atas), gempa akbar Tohoku-Oki 2011 (tengah) dan gempa akbar Maule 2010 (bawah). Kiri: lokasi episentrum dan mekanisme fokal sumber gempa, kanan : perubahan dinamis tekanan akibat gaya tidal Bulan pada bidang patahan sumber gempa dalam arah lentingan. Terlihat jelas ketiga gempa tersebut terjadi tatkala amplitudo tekanan akibat gaya tidal mencapai maksimum. Sumber: Ide, 2016.

Gambar 5. Tiga peristiwa gempa akbar dalam 15 tahun terakhir bersama dengan perubahan dinamis tekanan akibat gaya tidal Bulan. Masing-masing adalah gempa akbar Sumatra-Andaman 2004 (atas), gempa akbar Tohoku-Oki 2011 (tengah) dan gempa akbar Maule 2010 (bawah). Kiri: lokasi episentrum dan mekanisme fokal sumber gempa, kanan : perubahan dinamis tekanan akibat gaya tidal Bulan pada bidang patahan sumber gempa dalam arah lentingan. Terlihat jelas ketiga gempa tersebut terjadi tatkala amplitudo tekanan akibat gaya tidal mencapai maksimum. Sumber: Ide, 2016.

Baiklah, dari data-data yang sifatnya sangat teknis tersebut, apa yang dapat kita simpulkan? Ternyata memang ada hubungan antara saat Bulan baru maupun Bulan purnama dengan kejadian gempa bumi tektonik di Bumi kita, khususnya gempa bumi besar (magnitudo 7,0 atau lebih). Penemuan ini memang tidak mengubah kedudukan gempa bumi tektonik saat ini sebagai peristiwa alam yang sangat sulit diprediksi waktu kejadiannya secara spesifik. Ia juga tidak mengurangi apa yang selama ini selalu diserukan para ahli kebumian dan kebencanaan dalam berhadapan dengan ancaman gempa, untuk selalu waspada. Namun temuan ini membuka jendela pengetahuan baru, bahwa saat-saat Bulan baru dan Bulan purnama adalah saat-saat yang lebih rawan bagi Bumi kita, khususnya di zona subduksi. Dan Gerhana Matahari terjadi pada saat Bulan baru, sementara Gerhana Bulan pada saat Bulan purnama.

Referensi :

Tanaka dkk. 2004. Tidal Triggering of Earthquakes in Japan Related to the Regional Tectonic Stress. Earth Planets Space, vol 56 (2004) pp 511-515.

Ide dkk. 2016. Earthquake Potential Revealed by Tidal Influence on Earthquake Size-Frequency Statistics. Nature Geoscience (2016), online 12 September 2016.

‘Mercon Renteng’, Pelajaran dari Gempa Amatrice (Italia) 2016

Dalam 48 jam pasca gempa kuat melanda Pegunungan Apennina di tengah-tengah Italia, sudah 250 jasad ditemukan dan diangkat dari timbunan reruntuhan bangunan. Sebanyak 365 orang lainnya ditemukan luka-luka dalam beragam tingkatan. Namun puluhan orang masih dinyatakan hilang. Sebagian dari mereka yang hilang adalah penduduk kota-kecil Amatrice (ketinggian 955 meter dpl/dari paras laut rata-rata dan populasi 3.000 jiwa) yang  berdekatan dengan episentrum gempa. Amatrice mengalami dampak terparah, separuh wilayahnya lenyap dari peta, berganti dengan timbunan puing-puing bangunan yang memerangkap banyak orang didalamnya. Kota-kecil Accumoli (ketinggian 855 meter dpl, populasi 667 jiwa) dan Arquata del Tronto (ketinggian 777 meter dpl, populasi 1.302 jiwa) juga mengalami kerusakan yang tak kalah parahnya.  Di tengah kisah sedih ini, narasi keajaiban pun bersembulan. Misalnya tentang bocah perempuan yang ditemukan selamat meski tertimbun reruntuhan bangunan Amatrice selama berjam-jam.

Gambar 1. Bagaimana Gempa Amatrice 2016 terekam sebagai usikan pada frekuensi arus elektron dalam cincin sinkrotron (jari-jari 844 meter) di ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), Grenoble (Perancis). Usikan pertama merupakan gempa utama (magnitudo 6,2). Sementara usikan kedua berasal dari gempa susulan (magnitudo 5,5) hampir sejam pasca gempa utama. Usikan terjadi akibat perubahan-kecil-sementara bentuk cincin sinkrotron seiring melintasnya gelombang gempa, dimana variasi 1 Hz setara dengan perubahan sebesar 2 mikrometer. Sumber: ESRF, 2016.

Gambar 1. Bagaimana Gempa Amatrice 2016 terekam sebagai usikan pada frekuensi arus elektron dalam cincin sinkrotron (jari-jari 844 meter) di ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), Grenoble (Perancis). Usikan pertama merupakan gempa utama (magnitudo 6,2). Sementara usikan kedua berasal dari gempa susulan (magnitudo 5,5) hampir sejam pasca gempa utama. Usikan terjadi akibat perubahan-kecil-sementara bentuk cincin sinkrotron seiring melintasnya gelombang gempa, dimana variasi 1 Hz setara dengan perubahan sebesar 2 mikrometer. Sumber: ESRF, 2016.

Korban jiwa dan kerusakan ini nampak bersesuaian dengan estimasi cepat PAGER (Prompt Assessment   of Global Earthquakes for Response) yang disajikan otoritas kegempaan Amerika Serikat, yakni USGS (United States Geological Survey). PAGER mengestimasi bahwa jumlah korban tewas akibat Gempa Amatrice 2016 ini, begitu untuk mudahnya kita sebut, akan mencapai angka antara 100 hingga 1.000 jiwa, dengan probabilitas 64 %. Sementara kerugian material diperkirakan akan mencapai angka antara US $ 1 milyar hingga US $ 10 milyar (atau antara Rp 13 trilyun hingga Rp 130 trilyun, dalam kurs US $ 1 = Rp 13.000), dengan probabilitas 35 %. Meski demikian masih terlalu dini untuk menyimpulkan seberapa menghancurkan dan merusak Gempa Amatrice 2016 ini.

Regangan Italia

Gempa Amatrice 2016 meletup pada Rabu pagi 24 Agustus 2016 Tarikh Umum (TU) pukul 08:37 WIB, atau dinihari (pukul 01:37) di Italia. Gempa terjadi kala orang-orang masih terlelap. USGS melansir gempa ini memiliki magnitudo momen 6,2 (deviasi standar 0,016) dengan sumber sangat dangkal, yakni hanya sedalam 10 km dpl. Episentrum gempa terletak di kawasan Italia bagian tengah, tepatnya di satu titik dalam Pegunungan Apennina sejarak sekitar 100 km timur laut kota Roma.  Penyebab gempa adalah mekanisme pematahan turun (normal faulting), jenis pematahan kerak bumi yang menghasilkan lembah (graben) nan khas. Berdasarkan distribusi episentrum dari lebih 200 gempa susulan dalam 24 jam pasca gempa utama dan pencitraan interfrerometri dari radas (instrumen) PALSAR pada satelit ALOS-2 milik JAXA (Jepang), sumber Gempa Amatrice 2016 adalah segmen sepanjang 20 km dengan lebar10 km. Segmen tersebut berorientasi utara-barat laut ke selatan-tenggara.

amatrice-gb2_insar

Gambar 2. Atas: sumber Gempa Amatrice 2016 berdasarkan pencitraan interferometri SAR (synthetic apperture radar) diferensial melalui satelit ALOS-2 milik JAXA (Jepang). Interferometri didasarkan pada dua citra, masing-masing diambil pada 9 September 2015 TU dan 24 Agustus 2016 TU. Sumber gempa nampak sebagai segmen seluas 20 x 10 kilometer persegi yang mengalami subsidens dengan tingkat belum diketahui. Bawah: salah satu sudut dari sesar Monte Vettore, yang menjadi bagian dari Sumber Gempa Amatrice 2016. Nampak pergeseran akibat gempa 2016 (2016 rupture) dengan lembah sesar (graben) di sisi bawah. Sementara di latarbelakang terdapat cermin sesar (slickenslide), salah satu gejala khas pematahan. Sumber: JAXA, 2016 & Univ Chiety Pescara,2016.

Gambar 2. Atas: sumber Gempa Amatrice 2016 berdasarkan pencitraan interferometri SAR (synthetic apperture radar) diferensial melalui satelit ALOS-2 milik JAXA (Jepang). Interferometri didasarkan pada dua citra, masing-masing diambil pada 9 September 2015 TU dan 24 Agustus 2016 TU. Sumber gempa nampak sebagai segmen seluas 20 x 10 kilometer persegi yang mengalami subsidens dengan tingkat belum diketahui. Bawah: salah satu sudut dari sesar Monte Vettore, yang menjadi bagian dari Sumber Gempa Amatrice 2016. Nampak pergeseran akibat gempa 2016 (2016 rupture) dengan lembah sesar (graben) di sisi bawah. Sementara di latarbelakang terdapat cermin sesar (slickenslide), salah satu gejala khas pematahan. Sumber: JAXA, 2016 & Univ Chiety Pescara,2016.

Seluruh Italia dapat dikatakan merasakan getaran akibat gempa kuat ini. Getaran maksimum terjadi di episentrum yang mencapai intensitas 9 MMI (Modifed Mercalli Intensity), jenis getaran yang sanggup menghancurkan dan meruntuhkan sebagian besar bangunan serta menggeser kedudukan pondasinya. Kota-kota terdekat dengan episentrum menerima getaran dengan intensitas 8 MMI, yang dampaknya sanggup meruntuhkan bangunan pada umumnya kecuali yang didesain tahan gempa. Kota Roma menerima getaran 4 MMI, jenis getaran ringan yang mampu membangunkan orang-orang yang sedang tidur.

USGS PAGER mengestimasi ada 13.000 jiwa yang tinggal di kawasan yang mengalami getaran 8 MMI, sementara 234.000 jiwa lainnya berdiam di kawasan yang bergetar dengan intensitas 7 MMI. Secara akumulatif, populasi yang mengalami getaran 4 MMI atau lebih diprakirakan mencapai 23,6 juta jiwa.  Dengan adanya orang-orang yang tinggal di kawasan yang tergetarkan 8 MMI, jelas secara umum terlihat bahwa Gempa Amatrice 2016 berpotensi merenggut korban jiwa. Dan itulah yang terjadi.

Di tengah semua kepiluan yang diakibatkannya, bagaimana Gempa Amatrice 2016 dapat terjadi sebenarnya relatif mudah dijelaskan. Peristiwa ini tak bisa dilepaskan dari sejarah geologi Italia. Sebagian besar negeri itu terletak di Semenanjung Apennina, dengan Pegunungan Apennina membujur tepat di tengah-tengahnya. Semenanjung itu sendiri adalah sebuah daratan yang dijepit oleh dua aktivitas geologi berbeda. Di sisi timur terdapat perairan Laut Adriatik, tempat mikrolempeng Adriatik yang adalah pecahan dari lempeng Afrika  menyelusup ke bawah lempeng Eurasia dalam proses subduksi. Sementara di sisi barat terdapat perairan Laut Tirenea yang adalah cekungan busur belakang (back-arc basin), suatu gejala khas dalam zona subduksi. Cekungan busur belakang merupakan kawasan yang berbatasan dengan tepi kontinen dan  mengalami peregangan akibat aktivitas subduksi.

Gambar 3. Peta kota Amatrice dan kerusakan yang dalaminya akibat Gempa Amatrice 2016, berdasarkan nilai interferometri koheren antara sebelum dan sesudah gempa. Nampak sebagian kota telah hancur. Sumber: JAXA, 2016.

Gambar 3. Peta kota Amatrice dan kerusakan yang dalaminya akibat Gempa Amatrice 2016, berdasarkan nilai interferometri koheren antara sebelum dan sesudah gempa. Nampak sebagian kota telah hancur. Sumber: JAXA, 2016.

Aktivitas di Laut Tirenea lebih aktif ketimbang zona subduksi di sisi timurnya. Sebagai akibatnya  Semenanjung Apennina dipaksa mengambil sikap dalam menghadapi tarikan dari sisi barat (Laut Tirenea) dengan tarikan lain dari sisi timur (Laut Adriatik).  Semenanjung ini tak punya pilihan lain kecuali mengalami peregangan  (ekstensional), khususnya di sepanjang Pegunungan Apennina sebagai tulang punggungnya. Akibatnya terbentuklah sesar-sesar aktif disekujur Pegunungan Apennina yang  didominasi oleh jenis pensesaran turun (normal faulting). Ciri khasnya pensesaran turun adalah terbentuknya lembah-lembah lurus memanjang mengikuti alur sesar di dalam pegunungan ini. Sesar-sesar aktif inilah sumber sebagian besar gempa tektonik yang mendera Italia sejak masa Romawi kuno. Hanya tinggal menunggu waktu saja sebuah titik dalam sesar-sesar ini mengalami reaktivasi, untuk kemudian melepaskan energinya dalam bentuk gempa bumi tektonik

Gempa Amatrice 2016 juga mendemonstrasikan apa yang secara sederhana disebut sebagai ‘letupan mercon renteng.’ Bila anda  kerap bermain dengan petasan, anda tentu akan mengetahui bahwa saat banyak petasan kita renteng (rangkai jadi satu dengan satu sumbu), maka kala salah  satu petasan sudah meledak, berikutnya giliran petasan lain yang berurutan yang meledak. Hal serupa juga terjadi dalam gempa tektonik. Sebuah sistem sesar aktif nan panjang umumnya tidaklah tunggal, melainkan bersegmen-segmen. Tiap segmen memiliki panjang tertentu yang relatif berbeda dibanding segmen-segmen yang ada di sebelahnya. Jumlah keseluruhan segmen tersebut mencerminkan panjang sistem sesar aktif tersebut. Dengan segmentasi ini maka sebuah gempa tektonik umumnya meletup hanya dari satu segmen dalam sistem sesar aktif itu. Meski dapat pula terjadi gempa berasal dari dua atau tiga segmen yang bergerak (melenting) bersamaan, walaupun hal ini jarang terjadi.

Begitu sebuah segmen melepaskan energinya sebagai gempa, maka ia memberikan tekanan tambahan kepada segmen lain sebelah-menyebelahnya. Sehingga peluang segmen sebelah untuk melepaskan energinya menjadi lebih besar. Demikian berulang-ulang di sepanjang sistem sesar aktif tersebut. Segmentasi itu juga memungkinkan kita mengestimasi periode perulangan kejadian gempa disegmen tersebut, sepanjang faktor-faktor yang menentukan diketahui.

Gambar 4. Lokasi segmen sumber Gempa Amatrice 2016 yang dijepit oleh segmen sumber Gempa Umbria-Marche 1997 di sebelah utaranya dan segmen sumber Gempa L'Aquila 2009 di sebelah selatannya. Diplot berdasarkan koordinat episentrum gempa-gempa di kawasan ini sejak 1997 TU. Sumber: Sudibyo, 2016.

Gambar 4. Lokasi segmen sumber Gempa Amatrice 2016 yang dijepit oleh segmen sumber Gempa Umbria-Marche 1997 di sebelah utaranya dan segmen sumber Gempa L’Aquila 2009 di sebelah selatannya. Diplot berdasarkan koordinat episentrum gempa-gempa di kawasan ini sejak 1997 TU. Sumber: Sudibyo, 2016.

Hal itu pun berlaku pada sistem sesar aktif di Pegunungan Apennina. Ia pun bersegmen-segmen. Dalam sejarahnya tiap segmen memiliki kemampuan untuk melepaskan gempa dengan magnitudo maksimum 6. Khusus di bagian tengah Apennina, sedikitnya teridentifikasi tiga segmen yang saling berurutan. Gempa Amatrice 2016 terjadi pada segmen sepanjang 25-30 km, berdasar analisis seismologi. Analisis yang sama juga memprakirakan dalam segmen tersebut  terjadi lentingan (slip) sejauh rata-rata 100 cm dari semula. Sehingga terbentuk graben baru dengan kedalaman maksimum sekitar 100 cm, meski graben ini belum tentu akan nampak di paras Bumi.

Menariknya, tepat di sisi utara segmen sumber Gempa Amatrice 2016 ini terdapat segmen lain yang sudah melepaskan energinya di masa silam. Yakni dalam peristiwa Gempa Umbria-Marche 1997. Gempa dangkal dengan magnitudo 6,1 itu  merenggut  11 jiwa dan melukai 100 orang. Sebaliknya  tepat di sisi selatan sumber Gempa Amatrice 2016 terdapat segmen lainyang juga telah melepaskan energinya. Inilah  sumber Gempa L’Aquila 2009. Dengan  magnitudo 6,3 gempa L’Aquila yang merupakan gempa dangkal membunuh 308 orang, melukai lebih dari 1.500 orang dan 65.000 orang lebih kehilangan tempat tinggal. Gempa kuat ini merupakan kejadian gempa yang berulang setiap rata-rata tiga abad sekali, terhitung sejak abad ke-15 TU. Gempa L’Aquila 2009 juga mencatatkan sejarah baru dalam ilmu kegempaan, karena inilah untuk pertama kalinya ilmuwan kegempaan dituntut ke pengadilan akibat kegagalannya memprediksi gempa kuat ini. Jadi sumber Gempa Amatrice 2016 dijepit oleh dua segmen sumber gempa yang telah melepaskan energinya lebih dahulu.

Pelajaran bagi Indonesia

Jadi dalam perspektif ‘mercon renteng’ ini, peristiwa  Gempa Amatrice 2016 adalah bencana alam yang tak terelakkan. Walaupun  kapangempa tersebut akan terjadi, khususnya selepas peristiwa  gempa 1997dan 2009, adalah diluar jangkauan ilmu kegempaan saat ini. Kita hanya tahu bahwa di tengah-tengah Pegunungan Apennina ada segmen yang terjepit oleh dua segmen yang sama-sama telah melepaskan energinya. Sehingga ia memiliki potensi cukup tinggi untuk melepaskan peristiwa gempa berikutnya. Namun kita sungguh belum bisa mengetahui kapan persisnya gempa tersebut benar-benar meletup dari segmen itu.

Pelajaran apa yang bisa diambil dari Gempa Amatrice 2016 untuk Indonesia?

Salah satunya adalah persoalan ‘mercon renteng’ ini. Beberapa sumber gempa tektonik potensial di Indonesia memiliki kecenderungan serupa. Khususnya pada sistem sesar aktif yang cukup panjang. Misalnya sepanjang zona subduksi Sumatra dan zona subduksi Jawa. Juga sepanjang sesar besar Sumatra dan sesar besar Mentawai. Juga di sepanjang sesar busur belakang Flores dan Wetar.

Gambar 5. Segmentasi sumber gempa di sepanjang subduksi Sumatra seperti terlihat jelas dari peta plotting episentrum gempa sebelum 26 Desember 2004 TU. Nampak teridentifikasi sejumlah segmen utama: Aceh (bersama Andaman dan Nicobar), Simeulue dan Nias serta Mentawai. Pasca pelepasan energi dahsyat dari segmen Aceh-Andaman-Nicobar di akhir 2004 TU, tekanan hebat ke arah selatan memaksa segmen Simeulue-Nias melepaskan energinya tiga bulan kemudian sembari menyalurkan tekanannya terus ke selatan. Inilah ‘mercon renteng’ di Indonesia. Sumber: Natawidjaja, 2007 dengan teks oleh Sudibyo, 2014.

Zona subduksi Sumatra telah terbukti menyerupai untaian ‘mercon renteng’ ini. Tatkala gempa akbar Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 (magnitudo 9,1) meletup, tiga segmen sekaligus melepaskan energinya dalam zona subduksi sepanjang 1.200 km. Akibatnya tekanan hebat pun bergeser ke selatan. Ini terbukti dalam tiga bulan kemudian tatkala gempa akbar Simeulue-Nias 27 Maret 2005 (magnitudo 8,7) melanda.  Segmen subduksi Simeulue-Nias ini terakhir mengalami gempa akbar pada 1861 TU. Dengan rata-rata perulangan kejadian gempa adalah 200 tahun, maka gempa akbar berikutnya seharusnya baru akan terjadi di sekitar 2060 TU. Namun tekanan hebat dari segmen-segmen di utaranya membuat segmen ini pun melepaskan energi lebih cepat. Pasca 2005 TU, teror seismik terus berlanjut ke selatan seiring tambahan tekanan disana. Meletuplah Gempa Bengkulu 12 September 2007 (magnitudo 8,4 dan 7,9). Kini diperkirakan masih tersisa satu segmen dengan timbunan energi besar dan tekanan luar biasa, yakni segmen Mentawai.

Teori ‘mercon renteng’ berlaku pula untuk sistem sesar besar Sumatra. Sistem sesar aktif sepanjang 1.900 km ini terbagi ke dalam 19 segmen berbeda. Setiap segmen memiliki panjang yang tak sama, bervariasi antara yang terpendek 60 km hingga yang terpanjang 200 km. Dengan panjang lebih besar ketimbang segmen-segmen di Pegunungan Apennina, setiap segmen dalam sistem sesar besar Sumatra berkemampuan membangkitkan gempa tektonik dengan magnitudo antara 6 hingga 7,5. Periode perulangan kejadian gempanya pun lebih cepat, yakni rata-rata seabad. Inilah yang membuat kawasan ini mendapat perhatian lebih. Di sisi yang sama, kewaspadaan juga harus terus menerus ditingkatkan mengingat kita memiliki mimpi terburuk gempa bumi bagi kawasan yang pernah terjadi dalam gempa dan tsunami dahsyat Aceh.

Referensi:

USGS. 2016. M6.2 – 10 km SE of Norcia, Italy. USGS Earthquake Hazards Program.

JAXA. 2016. ALOS-2/PALSAR-2 Observation Results on M 6.2 Earthquake in Central Italy.

Koch, Jean Marc. 2016. European Synchrotron Radiation Facility.

Kumamoto dan Drama Gempa yang ‘Menyerang’ Kota

Hingga Minggu 17 April 2016 Tarikh Umum (TU) tercatat 42 orang tewas. Dan lebih dari 3.000 orang lainnya mengalami luka-luka mulai dari yang ringan hingga berat. Diantara korban luka-luka tersebut terdapat dua orang berkewarganegaraan Indonesia, yang tertimpa barang saat mencoba menyelamatkan diri kala guncangan menerjang. Angka-angka ini hanyalah sementara, sebab hingga kini masih tak kurang dari 80 orang yang menghilang, diduga terperangkap dalam reruntuhan bangunan. Selain itu tak kurang dari 91.000 orang menjadi pengungsi, dievakuasi dari kawasan yang mengalami dampak terparah. Puluhan bangunan runtuh, termasuk jembatan, bangunan bersejarah dan sebuah rumah sakit. Pipa gas terputus dimana-mana dan sempat memicu kebakaran. Demikian halnya jaringan listrik. Bahkan transportasi kereta api sempat terhenti manakala sebuah kereta cepat Shinkanshen anjlok dari relnya. Tanah longsor terjadi di sejumlah titik. Dan sebagai pemuncaknya Gunung Aso, gunung berapi aktif terbesar di Jepang yang terakhir meletus setahun silam, mendadak menyemburkan kepulan debu vulkaniknya hingga setinggi 100 meter di atas kawah dalam sebuah letusan yang lemah.

Gambar 1. Satu jembatan yang runtuh ke dalam sungai seiring longsornya tebing sungai di Minami Aso dalam Gempa Kumamoto 2016. Tanda-tanda panah menunjukkan retakan di paras Bumi, yang adalah moletrack dari zona rekahan sumber gempa. Zona rekahan ini menampakkan tanda-tanda pergeseran ke kanan (menganan) atau dekstral. Sumber: People Daily China, 2016.

Gambar 1. Satu jembatan yang runtuh ke dalam sungai seiring longsornya tebing sungai di Minami Aso dalam Gempa Kumamoto 2016. Tanda-tanda panah menunjukkan retakan di paras Bumi, yang adalah moletrack dari zona rekahan sumber gempa. Zona rekahan ini menampakkan tanda-tanda pergeseran ke kanan (menganan) atau dekstral. Sumber: People Daily China, 2016.

Semua itu adalah bait-bait yang telah terucap dari drama yang sedang melanda prefektur Kumamoto di pulau Kyushu (Jepang). Tiga guncangan kuat menggetarkan pulau besar paling selatan dari kepulauan Jepang ini dalam kurun hanya 28 jam. Dalam catatan National Earthquake Information Center United States Geological Survey (USGS), guncangan kuat pertama terjadi pada Kamis 14 April 2016 TU pukul 19:27 WIB dengan magnitudo 6,2. Berselang dua setengah jam kemudian, tepatnya pukul 22:04 WIB, guncangan kedua datang menerjang dengan magnitudo 6,0. Dan puncaknya terjadi 28 jam kemudian, tepatnya pada Jumat 15 April 2016 TU pukul 23:25 WIB, dengan magnitudo 7,0. Dinamakan Gempa Kumamoto 2016, inilah kejadian gempa bumi tektonik terbesar di daratan Jepang sejak Gempa Iwate-Miyagi 2008 (magnitudo 6,9) dan Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 (magnitudo 6,9). Yang terakhir itu lebih populer sebagai Gempa Kobe 1995, gempa bumi yang menghasilkan kerugian material terbesar sepanjang sejarah Jepang sebelum kejadian Gempa akbar Tohoku 2011 beserta tsunaminya.

Gempa Kumamoto 2016 memperlihatkan dua hal kepada dunia, termasuk kita di Indonesia. Pertama, bagaimana sebuah gempa kuat merusak ternyata dapat menyerbu sebuah kota besar dan halaman belakangnya. Dan yang kedua, bagaimana upaya-upaya persiapan menghadapi bencana gempa ternyata membuahkan hasil yang (lumayan) manis.

Gambar 2. Hembusan debu vulkanik sering letusan Gunung Aso, yang terjadi hanya beberapa jam pasca gempa utama dalam Gempa Kumamoto 2016 terjadi. Letusan ini tergolong lemah, dengan kolom letusan hanya setinggi 100 meter di atas kawah. Sumber: Mikado Shimbun, 2016.

Gambar 2. Hembusan debu vulkanik sering letusan Gunung Aso, yang terjadi hanya beberapa jam pasca gempa utama dalam Gempa Kumamoto 2016 terjadi. Letusan ini tergolong lemah, dengan kolom letusan hanya setinggi 100 meter di atas kawah. Sumber: Mikado Shimbun, 2016.

Futagawa-Hinagu

Layaknya Indonesia, kepulauan Jepang merupakan untaian pulau-pulau yang tumbuh akibat jepitan lempeng-lempeng tektonik. Ada empat lempeng tektonik yang berperan di sini. Satu adalah lempeng tektonik utama, yakni lempeng Pasifik. Sementara tiga sisanya adalah lempeng tektonik kecil/mikrolempeng, masing-masing mikrolempeng Filipina, Amuria dan Okhotsk. Lempeng Pasifik dan mikrolempeng Filipina bersifat oseanik (lempeng samudera) yang berat jenisnya lebih besar. Sebaliknya mikrolempeng Amuria dan Okhotsk bersifat kontinental (lempeng benua) dengan berat jenis lebih kecil. Interaksi mikrolempeng Amuria dan Filipina membentuk kepulauan Jepang bagian selatan, yang mencakup pulau Kyushu dan sebagian pulau Honshu. Interaksi tersebut berupa subduksi, dengan mikrolempeng Filipina melekuk dan menyelusup ke bawah mikrolempeng Amuria menuju lapisan selubung di bawah kerak seiring berat jenisnya yang lebih besar. Salah satu gejala subduksi ini adalah terbentuknya parit Nankai. Parit adalah cekungan memanjang di dasar samudera yang mirip palung namun lebih lebar dan lebih dangkal.

Gambar 3. Rona rupabumi pulau Kyushu (Jepang). nampak sesar besar Median Tectonic Line (MTL) melintas dari timur laut (kiri atas) untuk kemudian meliuk ke selatan sebagai sesar Usuki-Yatsushiro tectonic line. Salah satu cabang sesar MTL nampak melintas lurus melewati kota Kumamoto dan sekitarnya, yang berdiri di atas graben (lembah patahan) Beppu-Shimabara. Sesar cabang inilah yang bertanggungjawab atas Gempa Kumamoto 2016. Sumber: Earthoffire, 2014.

Gambar 3. Rona rupabumi pulau Kyushu (Jepang). nampak sesar besar Median Tectonic Line (MTL) melintas dari timur laut (kiri atas) untuk kemudian meliuk ke selatan sebagai sesar Usuki-Yatsushiro tectonic line. Salah satu cabang sesar MTL nampak melintas lurus melewati kota Kumamoto dan sekitarnya, yang berdiri di atas graben (lembah patahan) Beppu-Shimabara. Sesar cabang inilah yang bertanggungjawab atas Gempa Kumamoto 2016. Sumber: Earthoffire, 2014.

Situasi kepulauan Jepang bagian selatan mirip dengan pulau Sumatra di Indonesia. Di sini arah gerak mikrolempeng Filipina pun miring (tak tegak lurus) terhadap sumbu parit Nankai. Sehingga berimplikasi pada terbentuknya sistem sesar besar di daratan Jepang, yang dinamakan Median Tectonic Line (MTL). Sesar besar MTL merupakan sesar geser menganan (right-lateral). Dalam sesar geser menganan seperti ini, apabila kita berdiri tepat di salah satu sisi sesar ini maka kita akan melihat sisi lain sesar (yang tepat berada di hadapan kita) akan bergerak ke sisi kanan kita. Sesar besar MTL bergerak dengan kecepatan antara 5 hingga 10 mm/tahun. Posisinya mengikuti jajaran gunung-gemunung berapi di kepulauan Jepang. Segmen-segmen yang terkunci dan lalu melenting mendadak di sepanjang sesar besar MTL bertanggung jawab atas sejumlah kejadian gempa bumi di Jepang. Misalnya Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995, yang terjadi pada salah satu cabang dari sistem sesar besar MTL.

Di pulau Kyushu, sesar besar MTL melintas dari timur laut dan berbelok melengkung hingga akhirnya ke selatan mengikuti jajaran gunung-gemunung berapi di sini. Sebuah sesar cabang memisah dari MTL dan menerus ke barat daya, melewati Gunung Aso. Inilah sesar Futagawa dan sesar Hinagu. Dua sesar ini secara teknis melintas tepat di sisi dan di bawah kota Kumamoto. Gempa Kumamoto 2016 bersumber dari sesar ini.

Karena magnitudonya lebih kecil, dua gempa pertama dari tiga gempa kuat dalam Gempa Kumamoto 2016 diidentifikasi sebagai gempa pendahulu (preshock). Analisis USGS memperlihatkan sumber Gempa Kumamoto 2016 adalah segmen seluas 80 x 20 kilometer persegi di sepanjang sesar Futagawa dan Hinagu. Setelah terpatahkan, ia bergerak melenting sejauh rata-rata 1 meter. Pergerakan ini tak homogen di segenap sudut segmen, karena ada bagian-bagian tertentu yang melenting hingga sejauh maksimal 4 meter. Khususnya di sekitar titik episentrum. Sumber gempanya sangat dangkal, yakni hanya 10 km di bawah paras laut rata-rata (dpl). Akibatnya pergerakan segmen yang terpatahkan ini terjadi hingga ke paras Bumi. Ia menciptakan apa yang disebut zona rekahan (rupture) dalam kelurusan tertentu. Dua sisi yang bersebelahan dalam zona rekahan ini telah bergeser horizontal sejauh 1 meter, berdasarkan jejaring radas GPS (global positioning system) dari Geospatial Information (GSI) Jepang.

Gambar 4. Episentrum gempa utama (M7,0) dan dua gempa pendahulu (M6,2 dan M6,0) dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak sesar Futagawa dan Hinagu, yang bertanggung jawab dalam gempa ini. Pola-pola warna pelangi menunjukkan pergeseran tanah Kumamoto dan sekitarnya akibat gempa ini berdasarkan citra radar satelit Palsar-2 yang diolah dengan teknik interferometri SAR (synthethic apperture radar). Sumber: GIS Japan, 2016.

Gambar 4. Episentrum gempa utama (M7,0) dan dua gempa pendahulu (M6,2 dan M6,0) dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak sesar Futagawa dan Hinagu, yang bertanggung jawab dalam gempa ini. Pola-pola warna pelangi menunjukkan pergeseran tanah Kumamoto dan sekitarnya akibat gempa ini berdasarkan citra radar satelit Palsar-2 yang diolah dengan teknik interferometri SAR (synthethic apperture radar). Sumber: GIS Japan, 2016.

Segmen yang cukup luas dan kedalaman sumber gempa yang sangat dangkal berimplikasi buruk terhadap kota Kumamoto dan halaman belakangnya. Sekujur kota terguncang sangat keras dengan intensitas getaran hingga 9 MMI (modified mercalli intensity). Praktis dalam guncangan sebesar ini hanya bangunan-bangunan yang memang dirancang tahan gempa sajalah yang masih sanggup bertahan. Guncangan yang sangat keras juga menyebabkan tebing-tebing yang relatif curam mengalami kegagalan. Massa tanah dan batuan di tebing-tebing tersebut pun bergerak melongsor, yang terjadi dimana-mana. Secara akumulatif 716 ribu jiwa tinggal di kawasan yang mengalami guncangan hingga sebesar 9 MMI. Sementara 391 ribu jiwa dan 551 ribu jiwa lainnya tinggal di kawasan yang masing-masing tergetarkan hingga 8 dan 7 MMI.

Gempa utama (magnitudo 7,0) dari pematahan ini melepaskan energi hingga 560 kiloton TNT. Ini hampir menyamai energi Peristiwa Chelyabinsk 2013 di Russia tiga tahun silam. Sementara dua gempa pendahulu dengan masing-masing magnitudo 6,2 dan 6,0 melepaskan energi 35 dan 18 kiloton TNT. Layaknya kejadian gempa bumi tektonik umumnya, Gempa Kumamoto 2016 juga diikuti dengan gempa-gempa susulan (aftershock). Ini merupakan rangkaian pelepasan energi tambahan sebagai bagian dari upaya segmen yang telah terpatahkan untuk menyetabilkan dirinya dan membentuk keseimbangan baru dengan lingkungannya. Hingga kini telah terjadi ratusan gempa susulan. Secara akumulatif, energi yang terlepaskan dan merambat dari tiga gempa kuat yang mengguncang Kumamoto dan ratusan gempa-gempa susulannya mungkin sudah melebihi 700 kiloton TNT. Sebagai pembanding, letusan bom nuklir Hiroshima melepaskan energi 20 kiloton TNT. Sehingga secara akumulatif energi yang terlepaskan dan merambat sebagai gelombang gempa dalam kejadian Gempa Kumamoto 2016 telah 35 kali lipat lebih besar dari bom nuklir Hiroshima.

Gambar 5. Kawasan yang mengalami getaran sangat kuat dengan intensitas mulai dari intensitas getaran 7 MMI hingga 9 MMI dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak hampir seluruh kota Kumamoto tercakup ke dalam kawasan dengan getaran hingga 9 MMI. Sumber: USGS, 2016.

Gambar 5. Kawasan yang mengalami getaran sangat kuat dengan intensitas mulai dari intensitas getaran 7 MMI hingga 9 MMI dalam Gempa Kumamoto 2016. Nampak hampir seluruh kota Kumamoto tercakup ke dalam kawasan dengan getaran hingga 9 MMI. Sumber: USGS, 2016.

Indonesia

Gempa Kumamoto 2016 memberikan gambaran yang menggelisahkan kepada dunia, tentang bagaimana gempa bumi tektonik ‘menyerang’ dan meluluhlantakkan sebuah kota. Kumamoto sejatinya bukanlah kota pertama di dunia yang mendapat serangan semacam ini. Jepang sendiri memiliki pengalaman buruk serupa, yang terakhir di Kobe dalam bencana Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995. Di Indonesia, kita juga mengenal peristiwa Gempa Yogyakarta 2006 sebagai serangan yang hampir sama. Dan dalam lingkup global, kengerian yang dihadirkan oleh Gempa Haiti 2010, yang menyerang ibukota Port au Prince dan halaman belakangnya, masih sangat berbekas.

Gempa-gempa yang menyerang kota dalam sejarahnya tak perlu tergolong gempa besar. Dalam tiga kejadian tersebut, magnitudonya bahkan tak ada yang lebih besar dari 7,0. Namun kombinasi sumber gempa yang di dekat/tepat di bawah kota dengan kedalaman sumber yang sangat dangkal di satu sisi serta padatnya penduduk dan bangunan-bangunan yang bermutu buruk menyebabkan korban manusia dan kerugian material yang direnggutnya bisa melangit.

Jepang pernah merasakan pengalaman buruk sebelumnya di kota Kobe. Sebelum 1995 TU, Jepang tak menyangka bahwa Kobe bakal digempur gempa kuat. Kota ini relatif jauh dari lintasan sesar besar MTL. Baru di kemudian hari ketahuan bahwa salah satu cabang sesar besar MTL melintas di halaman belakang Kobe. Di lepas pantainya terdapat sebuah pulau Awaji yang kecil, dipisahkan oleh selat Akashi dengan daratan Kobe. Siapa sangka, dari pulau inilah bencana melanda. Sesar Nojima yang menyembul di sisi barat pulau mendadak terpatahkan pada Senin 17 Januari 1995 TU. Pematahan ini bahkan menjalar hingga ke sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi yang ada di daratan Kobe. Secara keseluruhan pematahan itu terjadi dalam segmen sepanjang lebih dari 50 km pada empat sesar tersebut, dengan lentingan mendatar menganan hingga sejauh 1,5 meter. Gempa dengan magnitudo 6,9 pun meletup, yang kemudian dikenal sebagai bencana Gempa Hanshin-Agung Awaji 1995. Inilah bencana gempa bumi tektonik termahal dalam sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Selain merenggut nyawa lebih dari 6.000 orang, Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 juga meruntuhkan ribuan bangunan dan merusak banyak sarana infrastruktur dengan total kerugian hingga lebih dari US $ 200 milyar.

Gambar 6. Peta kota Kobe dan sekitarnya beserta sumber Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 yang meremukkan kota dan menjadikannya bencana alam termahal sepanjang sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Nampak sesar Nojima (A) serta sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi (ketiganya di B). Jalinan sesar Nojima dengan sesar-sesar lainnya inilah yang membuat gelombang gempa memperoleh jalan tol-nya langsung ke kota Kobe. Sumber: Koketsu dkk, 1998.

Gambar 6. Peta kota Kobe dan sekitarnya beserta sumber Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 yang meremukkan kota dan menjadikannya bencana alam termahal sepanjang sejarah Jepang sebelum 2011 TU. Nampak sesar Nojima (A) serta sesar Suma, Suwayama dan Gosukebashi (ketiganya di B). Jalinan sesar Nojima dengan sesar-sesar lainnya inilah yang membuat gelombang gempa memperoleh jalan tol-nya langsung ke kota Kobe. Sumber: Koketsu dkk, 1998.

Indonesia juga punya pengalaman serupa yang mengambil tempat di Yogyakarta, di sisi selatan dan timur Gunung Merapi. Sebelum 2006 TU, di kawasan ini telah dikenal adanya sesar Opak meski aktif tidaknya masih menjadi perdebatan. Namun Indonesia tak pernah mengira bahwa sekira 10 km di sebelah timurnya dan sejajar dengan sesar Opak ada sesar lain yang siap terpatahkan. Inilah sesar Oya, yang mengukir paras Bumi diatasnya sebagai lembah yang dialiri Sungai Oya (anak Sungai Opak) di lingkup Pegunungan Seribu. Siapa sangka, Sabtu pagi 27 Mei 2006 TU segmen sepanjang 20 km dalam sesar ini terpatahkan. Meletuplah Gempa Yogyakarta 2006 yang bermagnitudo 6,4. Jalinan antar sesar yang rumit di kawasan ini, mulai dari sesar Oya, Siluk, Opak, Progo, Dengkeng dan lain-lain membuat gelombang gempa seakan menemui jalan bebas hambatan untuk merambat kemana-mana. Tak sekedar itu, getaran keras yang ditimbulkannya mengguncang dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang relatif lunak dan belum terpadatkan. Di sini gelombang gempa menjadi terkuatkan (teramplifikasi), hingga memproduksi getaran berintensitas 8 MMI. Akibatnya dataran Bantul dan Prambanan-Klaten pun hancur lebur. Puluhan ribu bangunan bermutu rendah dan medium ambruk, dengan lebih dari 5.000 jiwa terenggut.

Kasus paling ekstrim dari gempa bumi yang menyerang kota adalah Gempa Haiti 2010. Buruknya mutu bangunan di kawasan ibukota Port au Prince dan halaman belakangnya menghasilkan malapetaka luar biasa kala gempa bermagnitudo 7,0 menerjang pada Selasa sore 12 Januari 2010 TU. Sumbernya adalah sebuah sesar tak dikenal yang berhubungan dengan sistem sesar Enriquillo-Plantain Garden. Seperti halnya kejadian Gempa Yogyakarta 2006, pematahan yang terjadi pada sumber Gempa Haiti 2010 tak muncul ke paras Bumi. Namun dampaknya sangat menghancurkan. Port au Prince diporak-porandakan oleh getaran sangat keras, dengan intensitas hingga 9 MMI. Ratusan ribu bangunan ambruk. Korban jiwa tak dapat diketahui sepenuhnya seiring buruknya administrasi pemerintah Haiti, namun diperkirakan mencapai 160.000 orang. Pemerintah Haiti sendiri menyatakan korban jiwanya mencapai 316.000 orang, jumlah yang dianggap terlalu dibesar-besarkan oleh sejumlah kalangan.

Gambar 7. Jalinan rumit antar sesar di Pegunungan Seribu dan dataran Yogyakarta-Bantul (tidak semuanya diperlihatkan). Nampak sumber Gempa Yogyakarta 2006 di sesar Oya (lembah sungai Oya). Meski sumber gempa terletak di daerah yang batuannya relatif keras, namun jalinan sesar-sesar yang rumit membuat gelombang gempa melesat di jalan tol-nya menuju ke dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang lunak. Mayoritas korban gempa berjatuhan di sini. Sumber: Tsuji dkk, 2009 dan digambar ulang oleh Sudibyo, 2015.

Gambar 7. Jalinan rumit antar sesar di Pegunungan Seribu dan dataran Yogyakarta-Bantul (tidak semuanya diperlihatkan). Nampak sumber Gempa Yogyakarta 2006 di sesar Oya (lembah sungai Oya). Meski sumber gempa terletak di daerah yang batuannya relatif keras, namun jalinan sesar-sesar yang rumit membuat gelombang gempa melesat di jalan tol-nya menuju ke dataran Bantul dan Prambanan-Klaten yang lunak. Mayoritas korban gempa berjatuhan di sini. Sumber: Tsuji dkk, 2009 dan digambar ulang oleh Sudibyo, 2015.

Dibanding negara-negara lainnya yang berdiri di atas zona rawan gempa, Jepang relatif beruntung. Pengalaman buruk Gempa Hanshin Agung-Awaji 1995 dan gempa-gempa merusak mematikan sebelumnya sepanjang sejarah serta kemajuan ekonomi negeri sakura itu membuat mereka berani berinvestasi mahal dalam upaya mitigasi gempa bumi. Terutama terkait perangkat keras. Mayoritas bangunan modern di Jepang telah dirancang tahan gempa. Demikian halnya infrastruktur. Di sisi lain, perangkat lunak mitigasi seperti halnya sosialisasi penyelamatan diri saat bencana gempa menerjang pun telah menjadi bagian dari pendidikan sekolah.

Segala ketekunan dan kesabaran ini nampaknya terbayar pasca 1995 TU. Dalam kejadian Gempa akbar Tohoku 2011 (magnitudo 9,0), tak kurang dari 18.000 jiwa tewas atau hilang. Seluruhnya disebabkan oleh hantaman tsunami besar produk gempa ini, bukan akibat getarannya. Sebagai pembanding, bencana Gempa akbar Sumatra-Andaman 2004 (magnitudo 9,3) merenggut tak kurang dari 270.000 jiwa (tewas atau hilang) dengan tak kurang dari 207.000 jiwa diantaranya adalah warganegara Indonesia.

Indonesia memang bukan Jepang. Kondisi finansial negeri ini tak memungkinkan untuk menyelenggarakan mitigasi bencana gempa bumi secara massif dalam hal perangkat kerasnya. Namun tidak dengan perangkat lunaknya. Apa yang menggelisahkan dari fenomena gempa yang ‘menyerang’ kota adalah ternyata cukup banyak kota di Indonesia yang berdiri di atas atau di dekat sebuah sesar. Bahkan disebut-sebut tak kurang dari 60 % kota di Indonesia yang demikian. Memang belum tentu sesar yang ada di bawah atau di dekat sebuah kota tergolong aktif. Namun juga banyak yang belum diketahui apakah pernah memproduksi gempa tektonik di masa silam ataukah tidak. Padahal bila sesar tersebut aktif dan melepaskan energinya, dampak yang ditimbulkannya pada kota tersebut akan cukup besar.Siapkah kita?

Referensi :

United States Geological Survey. 2016. M7.0 – 1 km West of Kumamoto-shi, Japan.

Koketsu dkk. 1998. A Fault Model of the 1995 Kobe Earthquake Derived from the GPS Data on the Akashi Kaikyo Bridge and Other Datasets. Earth Planets Space, vol 50 (1998), pp. 803–811.

Tsuji dkk. 2009. Earthquake Fault of the 26 May 2006 Yogyakarta Earthquake Observed by SAR Interferometry. Earth Planets Space, vol 61 (2009), pp. e29-e32.