Gempa dan Tsunami Donggala-Palu 2018 (2), Tsunami Tak-Biasa Itu dan Takdir Kebumian Kota Palu

Sepekan pasca peristiwa Gempa Donggala-Palu 2018, apa yang dialami pesisir Kota Palu perlahan-lahan mulai terkuak. Selagi seantero negeri berdebat akan sistem peringatan dini tsunami Indonesia yang (dianggap) memprihatinkan, kepingan demi kepingan data yang mulai terkumpul dari kawasan pesisir Teluk Palu menyajikan hasil tak terduga. Sekaligus menonjok uluhati kita.

Betapa tidak, bahkan andaikata sistem peringatan dini tsunami Indonesia bekerja sempurna dengan segenap infrastruktur pendukungnya, seperti tsunami buoy, stasiun pasangsurut, sirene menara peringatan dini tsunami hingga SMS blasting ke segenap penduduk setempat, para korban tsunami itu (mungkin) tetap takkan selamat. Takdir kebumian Kota Palu mengantar daerah itu berhadapan dengan tsunami mengerikan. Sekaligus mimpi buruk bagi sistem peringatan dini tsunami manapun. Sebab gelombang pembunuh itu adalah tsunami tak-biasa, yang datang terlalu cepat.

Data dan Pembaharuan Informasi

Badan Informasi Geospasial (BIG), yang bertanggungjawab memonitor stasiun-stasiun pasangsurut pada pelabuhan-pelabuhan Indonesia, melansir data penting pada Rabu 3 Oktober 2018 TU (Tarikh Umum) lalu. Yakni data dinamika paras air laut yang terekam stasiun pasangsurut pelabuhan Pantoloan. Pelabuhan ini terletak 20 kilometer sebelah utara Kota Palu. Semula stasiun pasangsurut Pantoloan dikira rusak atau bahkan hancur oleh terjangan tsunami. Namun ternyata hanya perangkat komunikasi datanya saja yang rusak. Sementara sebagian sensor pasangsurutnya sendiri tetap utuh dan bekerja.

Gambar 1. Grafik paras air laut Teluk Palu yang terukur di stasiun pasangsurut pelabuhan Pantoloan, 20 kilometer sebelah utara Kota Palu, pada saat peristiwa tsunami terjadi. Grafik telah dikoreksi terhadap faktor pasang surut harian setempat. Nampak tsunami mulai datang pada pukul 18:08 WITA, hanya dalam 6 menit pascagempa. Tinggi tsunami murni 1,9 meter (murni) atau 3,9 meter (dari lembah gelombang ke bukit gelombang). Sumber: BIG, 2018 diolah oleh Widjo Kongko, 2018.

Datanya mengejutkan. Tsunami tiba di pelabuhan Pantoloan hanya dalam 6 menit pascagempa atau tepatnya pada pukul 18:08 WITA. Ia ditandai oleh gelombang negatif (surut maksimum) yang disusul gelombang positif (pasang maksimum) dalam 2 menit kemudian. Tinggi tsunami maksimum, yakni dari surut maksimum hingga pasang maksimum, adalah 3,9 meter. Sementara periode gelombangnya adalah 3,5 menit, tergolong pendek bila dibanding tsunami bangkitan gempa bumi tektonik pada umumnya. Ia lebih mirip periode tsunami Krakatau 1883, produk injeksi awan panas letusan berskala massif ke dasar Selat Sunda, yang hanya 5 menit.

Pantoloan melengkapi data yang telah dipublikasikan sebelumnya, yakni dari stasiun pasangsurut pelabuhan Majene. Dari data Majene, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) menyampaikan pembaharuan informasi runtun waktu. Tsunami kecil terdeteksi di pelabuhan Majene pada pukul 18:27 WITA (sebelumnya disebut 18:13 WITA). Tinggi maksimumnya hanya 6 cm. BMKG juga menyampaikan informasi terjangan tsunami di pesisir Kota Palu dimulai pada pukul 18:10 hingga 18:13 WITA, atas dasar analisis rekaman video. Dengan demikian tsunami tiba di pesisir Palu hanya dalam tempo 8 hingga 11 menit pascagempa. Sangat singkat.

Selain pembaharuan informasi, BMKG juga melansir hasil survei lapangan pendahuluan terkait distribusi tinggi tsunami di sekujur Teluk Palu. Tinggi tsunami terbesar ada di Kota Palu, masing-masing Kota Palu bagian tengah (yakni di Jembatan Kuning) dan Kota Palu bagian timur (dekat kampus Universitas Tadulako). Yakni setinggi 10,9 meter dan 11,3 meter! Di sepanjang pesisir Teluk Palu bagian barat dan timur, distribusi tinggi tsunami relatif berimbang. Di pesisir barat, tinggi tsunami bervariasi dari 4 meter di Loli Dondo, Banawa (Kab. Donggala) hingga 9,5 meter di Kota Palu bagian barat. Sementara di pesisir bagian timur, tinggi tsunami bervariasi dari 3,9 meter di Toaya, Sindua (Kab. Donggala) hingga 11,3 meter di Kota Palu bagian timur.

Gambar 2. Distribusi tinggi tsunami di seantero pesisir Teluk Palu dan Selat Makassar berdasarkan survei lapangan pendahuluan oleh BMKG. Nampak tinggi tsunami terbesar berada di pesisir Kota Palu, yakni 10,9 meter (lokasi Jembatan Kuning) dan 11,3 meter (Kota Palu bagian timur). Sumber: BMKG, 2018.

Pembaharuan informasi juga disampaikan lembaga geofisika lainnya, United States Geological Survey (USGS). Analisis gabungan yang melibatkan banyak data dari sejumlah jejaring seismometer dan citra satelit terutama melalui teknik InSAR (interferometry synthethic apperture radar) menghasilkan pembaharuan tentang geometri sumber gempa. Kini sumber Gempa Donggala-Palu 2018 dipahami sebagai persegi panjang yang membentang mulai dari titik episentrum di utara hingga 150 kilometer ke selatan. Persegi panjang ini terbagi menjadi tiga sub-bagian, masing-masing utara, tengah dan selatan. Sub-bagian utara merentang dari episentrum di Lompio (Kab. Donggala) hingga sekitar Pantoloan (Kab. Donggala) dengan panjang 50 kilometer. Sub-bagian tengah membentang dari Teluk Palu melintasi Kota Palu hingga kawasan Dolo Sel (Kab.Sigi), juga sepanjang 50 kilometer. Dan sisanya adalah sub-bagian selatan, yang merentang hingga Kulawi (Kab.Sigi), pun sepanjang 50 kilometer.

Gambaran pergerakan sesar Palu-Koro di sisi barat Kota Palu dapat dilihat berikut ini :

Dalam segenap sumber gempa ini, terdeteksi lentingan / pergeseran total sebesar 5 – 6 meter (rata-rata) yang didominasi pergerakan mendatar ke arah kiri (sinistral strikeslip). Namun ada pula komponen pergerakan vertikal yang nampaknya juga dialami oleh sub-bagian sumber gempa yang terletak di dasar Teluk Palu. Di sepanjang sumber gempa ini terjadi getaran yang amat sangat keras dengan intensitas hingga mencapai intensitas 9 MMI (modified mercalli intensity). Ini jenis getaran yang mampu menggeser bangunan bermutu baik dari pondasinya sekaligus menyebabkan likuifaksi. Dengan demikian getaran di Kota Palu 1.000 kali lebih kuat ketimbang yang semula diduga lewat analisis pendahuluan (yang hanya mencantumkan 6 MMI).

Gambar 3. Sumber Gempa Donggala-Palu 2018, berdasarkan hasil analisis citra satelit menggunakan teknik InSAR (interferometry Synthethic apperture radar). Ia sepanjang 150 kilometer yang terdiri dari 3 sub-bagian, dengan satu sub-bagian diantaranya berada di Teluk Palu. Diolah oleh Sotiris Valkaniotis berbasis citra radar Sentinel-2. Sumber: Valkaniotis, 2018.

Penyebab

Jadi apa penyebab tsunami dalam Gempa Donggala-Palu 2018 ini?

Ada dua pendapat utama. Satu kubu memperkukuhi pergerakan gempa bumi murnilah yang memproduksi tsunami. Sedangkan kubu yang lain beranggapan gempa bumi semata tak cukup sehingga musti ada faktor penyebab tambahan, dalam hal ini adalah longsoran massif di dasar Teluk Palu. Khususnya di area sub-bagian tengah sumber gempa Donggala-Palu 2018.

Aneka simulasi tsunami yang telah dikerjakan sejauh ini juga belum menunjukkan kecocokan mendekati realita. Misalnya simulasi pendahuluan dari EDIM (Earthquake Disaster Information system for the Marmara), proyek penelitian yang menjadi bagian dari University of Karlsruhe (Jerman). Simulasi tsunami EDIM adalah bagian kubu pertama dan dilansir hanya sehari pascagempa. Simulasi EDIM berasumsi sumber gempa Donggala-Palu 2018 berupa persegi sepanjang 100 kilometer dengan beberapa bagiannya berada di dasar Selat Makassar – Teluk Palu. Hasil simulasinya menempatkan tinggi tsunami di Kota Palu bagian tengah sebesar 5,5 meter.

Gambar 4. Simulasi tsunami pendahuluan dari EDIM. Tsunami Palu dianggap murni diproduksi dari kenaikan dasar sebagian Teluk Palu akibat gempa. Tinggi tsunami terbesar berdasarkan simulasi adalah di pesisir Kota Palu bagian tengah, yakni setara 5,5 meter. Ini masih jauh dari realitas. Sumber: EDIM, 2018.

Sementara simulasi pendahuluan lainnya dikerjakan oleh Aditya Gusman, cendekiawan muda gempa dan tsunami yang sedang menempuh program pascadoktoralnya di Selandia Baru. Simulasi ini tergolong ke dalam kubu kedua dan dipublikasikan 2 hari pascagempa. Ia mengambil asumsi sumber gempa Donggala-Palu 2018 sebagai persegi sepanjang 60 kilometer dengan lebar 20 kilometer dan ada bagiannya yang menjorok ke dasar laut Selat Makassar. Aditya juga berasumsi telah terjadi longsoran dasar laut, yang dispekulasikannya berada di mulut Teluk Palu. Longsoran dianggap berbentuk bulat berdiameter 5 kilometer dengan amplitudo 2 meter. Hasil simulasinya menempatkan tinggi tsunami di Kota Palu bagian tengah hanyalah 2,5 meter. Jika faktor longsoran dasar laut diabaikan, simulasi Aditya menjumpai tinggi tsunami di Kota Palu bagian tengah hanyalah 0,25 meter.

Untuk memastikan apa yang menjadi pembangkit tsunami dalam Gempa Donggala-Palu 2018, maka survei lapangan pun bakal digelar. Termasuk diantaranya bakal ‘mengaduk-aduk’ dasar Teluk Palu, tentu dengan teknologi pencitra dasar laut yang berbasis sonar. Dari survei ini bakal diketahui bagaimana sebenarnya bentuk geometri sumber gempa Donggala-Palu 2018 dan bagaimana situasi di dasar Teluk Palu. Sehingga simulasi tsunami yang lebih baik dan lebih dekat ke realita dapat dikerjakan.

Gambar 5. Simulasi tsunami pendahuluan oleh Aditya Gusman. Tsunami Palu dianggap diproduksi dari gabungan kenaikan Selat Makassar akibat gempa dan terjadinya longsoran dasar laut tepat di mulut Teluk Palu. Tinggi tsunami terbesar berdasarkan simulasi adalah di pesisir Kota Palu bagian tengah, yakni setara 2,5 meter. Ini masih jauh dari realitas. Sumber: Gusman, 2018.

Meski hasil simulasi tsunami pendahuluan hingga sejauh ini belum dapat menjawab apa yang sesungguhnya terjadi, akan tetapi mereka mengungkap fakta lain. Simulasi tsunami pada dasarnya adalah pemodelan matematis penjalaran tsunami dengan menggunakan persamaan-persamaan gelombang tertentu yang dihitung secara numerik. Simulasi tsunami memperlihatkan betapa geometri Teluk Palu yang unik menjadi hal fatal manakala berhadapan dengan peristiwa tsunami.

Pada dasarnya tsunami adalah gelombang panjang. Karena sebagai gelombang transversal, ia mempunyai panjang gelombang jauh lebih besar ketimbang kedalaman perairan yang dilintasinya. Kedalaman Teluk Palu mencapai 700 meter, membuat tsunami yang terbentuk di perairan ini mampu melesat secepat sekitar 300 kilometer/jam. Dengan periode hanya 3,5 menit maka gelombang tsunami Palu memiliki panjang gelombang hingga 5.000 kilometer. Sebagai gelombang panjang, tsunami memiliki tinggi sangat kecil khususnya di tengah-tengah perairan samudera terbuka. Di lokasi tersebut tinggi tsunami mungkin hanya beberapa sentimeter hingga semeter saja.

Namun begitu memasuki perairan sempit seperti misalnya muara sungai, selat, teluk dan pantai berteluk rumit mirip pola gigi gergaji (sawtooth), tsunami mengalami proses amplifikasi atau penguatan. Oleh karena kecepatannya berkurang, maka panjang gelombangnya pun memendek dramatis. Dimana bagian depan tsunami melambat sementara bagian belakangnya masih melaju lebih cepat. Ini membuat massa air bertumpuk sehingga tingginya pun meningkat. Proses ini diperparah jika ada pasokan air lain, misalnya dari aliran sungai. Karena itu saat tiba di pesisir perairan sempit, tinggi tsunami telah demikian meningkat.

Teluk Palu pada dasarnya adalah perairan mirip estuaria (muara sungai berbentuk corong) raksasa. Kota Palu tepat berada di ujung dari corong tersebut. Sehingga manakala tsunami memasuki perairan ini, ataupun tepat terbentuk dalam perairan ini, ia akan diperkuat begitu mendekati Kota Palu. Dan saat tiba di pesisir Kota Palu, tingginya telah demikian besar sehingga cukup mampu menghasilkan kerusakan. Dan menelan korban. Inilah yang menjadikan Kota Palu sebagai kawasan paling rawan tsunami di Indonesia.

Takdir Kebumian

Data dari stasiun pasangsurut Pantoloan dan hasil analisis rekaman video tsunami yang menerpa Kota Palu menghasilkan kesimpulan sementara ibarat pisau bersisi dua. Yakni tentang sistem peringatan dini tsunami. Pada sisi yang tajam, sistem peringatan dini tsunami itu terbukti telah bekerja meskipun tak sempurna. Tsunami menerjang Kota Palu hanya dalam tempo paling lama 10 menit dari awal gempa. Meski BMKG menyampaikan peringatan dininya lebih cepat, yakni hanya 4 menit setelah gempa dimulai, namun waktu yang tersedia sangat sempit. Hanya 6 menit kemudian tsunami telah melimbur Kota Palu. Pada sisi yang tumpul disadari bahwa sebagus apapun dan sesempurna apapun sistem peringatan dini tsunami bagi Kota Palu, warga kota itu hanya memiliki peluang yang kecil untuk selamat.

Gambar 6. Peta kontur kedalaman (batimetri) dasar Teluk Palu berdasarkan rilis Badan Informasi Geospasial (BIG). Nampak lokasi Pelabuhan Pantoloan dan Kota Palu serta kandidat lokasi terjadinya longsor dasar laut yang memperparah tsunami. Sumber: BIG, 2018.

Mari kita bayangkan bagaimana menit demi menit situasi Kota Palu yang mendirikan bulu roma pada saat gempa dan tsunami melanda. Begitu gempa mulai, sesar Palu-Koro yang membelah Kota Palu bergeser 5-6 meter dari semula mengikuti prinsip dislokasi elastis. Segenap kota menjadi sub-bagian tengah sumber gempa. Getaran yang amat sangat keras terjadilah dengan intensitas hingga 9 MMI. Tak satupun insan yang sanggup berdiri tegak kala menerima getaran sekeras itu. Hujan reruntuhan mulai terjadi. Bangunan bermutu buruk remuk, sementara bangunan yang lebih baik dibikin rusak berat hingga runtuh. Mereka yang berhasil mengeluarkan diri segera berkumpul di tempat-tempat terbuka.

Selagi gempa mereda dan rasa panik masih meraja di tahta tertingginya, tak satupun menyadari perairan tenang yang selama ini mempercantik wajah kota mulai bergolak. Sebagian dasar Teluk Palu terangkat dan longsor. Laut bergolak, mengirim gelombang panjang yang awalnya kecil. Namun lama kelamaan kian membesar dan meninggi begitu mendekat ke pesisir. Hanya 10 menit setelah awal gempa, gelombang pembunuh itu tiba di pesisir. Kini ia menjadi monster setinggi hingga 11 meter. Melaju secepat (mungkin) 30 kilometer/jam, ia menerjang ke daratan, merayahi kota hingga 500 meter dari garis pantai. Menyapu apa saja yang dilintasinya. Termasuk manusia.

Takdir kebumian Kota Palu, dengan sesar Palu-Koro yang melintasinya dan teluk bergeometri unik dihadapannya, mengantar kota itu berhadapan dengan kengerian tsunami. Sekaligus mimpi buruk bagi sistem peringatan dini tsunami dimanapun. Sistem peringatan dini tsunami Indonesia adalah sebuah sistem rumit yang melibatkan banyak lembaga. Kendali memang berada di BMKG, sekaligus sebagai pemantau jejaring seismometer. Namun verifikasi terjadi tidaknya tsunami harus melalui bacaan tsunami buoy ataupun stasiun pasangsurut. Tsunami buoy ada di bawah koordinasi Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) sementara stasiun pasangsurut menjadi bagian dari BIG.

Hasilnya lantas disalurkan kepada lembaga-lembaga nasional yang berkepentingan dan pemerintah daerah berpotensi terdampak. Pada titik ini, seharusnya di daerah itu terdapat menara sirene peringatan dini tsunami. Sirene tersebut didesain untuk meraung-raung, suaranya bisa terdengar hingga berkilometer jauhnya. Juga seharusnya terdapat sistem SMS blasting, yang mampu mengirim layanan pesn singkat secara massal ke segenap pemilik telepon seluler di daerah tersebut.

Dalam kejadian tsunami Palu, sistem peringatan dini tsunami itu bekerja tak sempurna. Tak ada tsunami buoy yang memverifikasi ada tidaknya tsunami saat masih menjalar di tengah teluk, karena sudah invalid. Hanya satu stasiun pasangsurut yang melaporkan kejadian usikan khas tsunami di pantai, itupun sejarak 200 kilometer dari episentrum. Tak ada sirene yang meraung-raung dari menara peringatan dini tsunami. Pun tak ada SMS blasting ke penduduk. Meski dua hal terakhir mungkin disebabkan oleh suasana panik yang melanda Kota Palu saat gempa. Atau bahkan bisa jadi infrastrukturnya telah hancur sementara operatornya telah tiada, akibat guncangan gempa.

Akan tetapi andaikata semua bagian tersebut bekerja sempurna sekalipun, dengan tsunami melimpur kota hanya dalam tempo 10 menit pascagempa, kecil peluangnya bagi penduduknya untuk selamat.

Referensi :

Widjo Kongko. 2018. komunikasi pribadi.

Aditya Gusman. 2018. komunikasi pribadi.

Sotiris Valkaniotis. 2018. komunikasi pribadi.

Gempa dan Tsunami Donggala-Palu 2018 (1), Sebuah Catatan Singkat

Sebuah gempa besar meletup di bagian tengah pulau Sulawesi yang unik pada Jumat 28 September 2018 TU (Tarikh Umum), kala Matahari sedang beranjak menuju peraduannya di kaki langit barat. Di luar dugaan, gempa ini memproduksi tsunami yang relatif besar meski diduga bersifat lokal, yang melimbur garis pantai Kota Palu dan Kabupaten Donggala. Selain itu peristiwa Gempa Donggala-Palu 2018 ini, begitu untuk selanjutnya kita namakan, juga memproduksi kerusakan bangunan yang signifikan. Evakuasi masih terus dilakukan sehingga berapa jumlah korban jiwa yang berjatuhan dalam tragedi ini belum bisa diketahui. Akan tetapi estimasi-cepat, misalnya melalui USGS PAGER, menunjukkan prognosa yang relatif buruk.

Magnitudo dan Energi

Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) mencatat Gempa Donggala-Palu 2018 meletup pada pukul 17:02 WIB atau 18:02 waktu setempat (WITA). Awalnya gempa dangkal ini (hiposentrum 10 km) memiliki magnitudo 7,7. Beberapa waktu kemudian dilakukan pembaharuan (update) menjadi magnitudo 7,5. Sementara itu United States Geological Survey (USGS), sejenis Badan Geologi-nya Amerika Serikat, juga melansir gempa ini bermagnitudo 7,5.

Gambar 1. Lokasi sumber Gempa Donggala-Palu 2018 dan kontur intensitas getaran disekelilingnya dinyatakan dalam satuan MMI (yakni 8 MMI, 7 MMI dan 6 MMI) berdasarkan publikasi USGS. Nampak kota Palu menerima getaran cukup kuat, yakni 6 MMI. Geometri sumber gempa berbentuk persegi panjang yang membujur utara-selatan dengan panjang sekitar 100 kilometer. Sumber: USGS, 2018.

Langkah pembaharuan seperti dilakukan BMKG adalah wajar dan dikerjakan pula oleh institusi-institusi geofisika manapun di dunia. Musababnya tidak semua data yang direkam seismometer (perekam gempa) langsung bisa diakses seketika. Di Indonesia sendiri, BMKG juga memiliki klausul tambahan : Aturan Lima Menit. Dimana setiap kali terjadi peristiwa gempa bumi, maka dalam tempo 5 menit BMKG sudah harus mengudarakan parameter awal gempa tersebut. Dalam kejadian-kejadian gempa besar, aturan 5 menit ini kerap mendatangkan kesulitan tersendiri. Sebab belum tentu dalam 5 menit pascagempa sinyal-sinyal seismik yang direkam seismometer disekeliling sumber gempa telah stabil. Sementara begitu sinyal telah stabil, analisis juga harus dilakukan kembali. Sehingga rilis awal parameter gempa besar kadangkala cukup berselisih dengan pembaharuan-pembaharuan berikutnya.

Namun di sisi lain, aturan 5 menit ini juga penting mengingat mayoritas sumber gempa potensial yang bisa memproduksi tsunami di Indonesia terletak cukup dekat dengan garis pantai. Dalam sejumlah simulasi, beberapa pesisir di Indonesia akan dilimbur tsunami dalam tempo 15 hingga 30 menit pascagempa. Sementara BMKG mengemban amanah untuk mengeluarkan peringatan dini tsunami dan pembaharuannya. Situasi ini memaksa parameter awal sebuah kejadian gempa bumi untuk segera dikeluarkan secepatnya. Mengingat parameter tersebut juga menjadi dasar untuk mengestimasi potensi tsunami.

Dengan magnitudo 7,5 maka Gempa Donggala-Palu 2018 melepaskan energi seismik 2.674 kiloton TNT, atau setara 134 kali lipat ledakan bom nuklir yang dijatuhkan di atas Hiroshima pada akhir Perang Dunia 2. Namun itu baru sebatas energi seismik, energi yang dirambatkan sebagai gelombang seismik anekarupa ke segala penjuru. Total energi yang diproduksi Gempa Donggala-Palu 2018 ini sesuai dengan momen seismiknya, yang mencapai 53 juta kiloton TNT atau setara dengan 3 juta butir bom nuklir Hiroshima !

Tsunami

Episentrum Gempa Donggala-Palu 2018 terletak di daratan tepatnya di kawasan Lompio, Kabupaten Donggala. Akan tetapi posisi episentrum hanyalah 3 kilometer dari pesisir Selat Makassar terdekat. Sehingga terbit dugaan sebagian sumber Gempa Donggala-Palu 2018, yakni segmen batuan yang terpatahkan sebagai sumber gempa tersebut dan bergeser, juga menjangkau dasar Selat Makassar. Khususnya di sepanjang lepas pantai barat pesisir Donggala.

Gambar 2. Hasil simulasi BMKG tentang potensi tsunami di kawasan Teluk Palu, yang dipublikasikan dalam 4 menit pasca awal Gempa Donggala-Palu 2018. Angka-angka dalam warna hitam menunjukkan prakiraan tinggi tsunami dalam cm dpl. Sementara angka berwarna merah adalah hasil observasi tinggi tsunami sesungguhnya dari stasiun pasangsurut Majene. Sumber: BMKG, 2018.

Parameter awal Gempa Donggala-Palu 2018 menjadi basis BMKG mengerjakan simulasi tsunami (modelling) berdasarkan sistem yang telah menjadi standar bagi lembaga-lembaga geofisika sejenis di dunia. Dari informasi episentrum dan magnitudo gempa (yang awalnya 7,7) diperoleh prakiraan geometri sumber gempa, dimana sebagian diantaranya terletak di dasar laut. Meski mekanisme sumber gempa ini adalah pematahan mendatar (strike slip), namun terdapat komponen kecil pematahan naik (uplift). Tsunami selalu dihasilkan dari naik atau turunnya dasar laut setempat dalam skala tertentu, dimana makin besar kenaikan/penurunannya maka kian dahsyat pula tsunaminya. Secara kasar, geometri sumber Gempa Donggala-Palu 2018 adalah persegi panjang sepanjang 100 kilometer yang berorientasi utara-selatan.

Hasil simulasi BMKG memperlihatkan pesisir Teluk Palu bagian barat dan selatan, yang mencakup sebagian Kabupaten Donggala dan Kota Palu, berpotensi dilanda tsunami dengan prakiraan ketinggian 60 cm. Sementara pesisir timur Teluk Palu berpotensi dilanda tsunami yang prakiraan ketinggiannya 40 cm. Sedangkan pesisir Kabupaten Mamuju berpotensi dilimbur tsunami yang tingginya diprakirakan 30 cm (sebelah utara) dan 10 cm atau kurang (sebelah selatan).

Gambar 3. Dinamika paras air laut sebagaimana yang terekam di stasiun pasangsurut pelabuhan Majene, sekitar 200 kilometer dari episentrum Gempa Donggala-Palu 2018. Nampak usikan khas tsunami dengan tinggi hanya 6 cm yang mulai terekam pada pukul 18:13 WIB. Sumber: BMKG, 2018.

Peringatan Dini Tsunami diudarakan pada pukul 18:06 WITA atau hanya dalam 4 menit pascagempa. Menyebal dari kebiasaan sebelumnya, dalam kejadian Gempa Donggala-Palu 2018 ini BMKG langsung mengeluarkan peringatan dini tsunami tanpa didahului informasi gempanya. Keputusan ini nampaknya didasarkan oleh tingginya resiko tsunami di Teluk Palu dan geometri teluk yang bisa memperkuat (mengamplifikasi) gelombang tsunami sehingga tingginya akan meningkat. Dalam peringatan dini ini, pesisir barat Teluk Palu dinyatakan berstatus Siaga (Zona Jingga) sementara pesisir sisanya mulai dari Kabupaten Majene di selatan hingga Kabupaten Donggala di utara berstatus Waspada (Zona Kuning).

Pada pukul 18:13 WITA, terdeteksi adanya usikan paras air laut khas tsunami di stasiun pasangsurut pelabuhan Majene, sejauh sekitar 200 kilometer dari episentrum gempa. Usikan berpola tsunami ini kecil, hanya setinggi 6 cm. Angka ini berdekatan dengan hasil simulasi tsunami BMKG untuk daerah itu (yang menyimpulkan kurang dari 10 cm). Sebaliknya pada stasiun pasangsurut Lahat Datu, negara bagian Sabah (Malaysia) tidak terekam usikan apapun. Kedua data pengukuran itu menyajikan kesan memang terjadi tsunami, namun kecil. Dan pada pukul 18:36 WITA Peringatan Dini Tsunami pun diakhiri.

Dalam realitanya, tsunami besar melimbur pesisir kota Palu mulai pukul 18:27 WITA. Tinggi tsunami di sejumlah titik yang berdekatan dengan pesisir kota tercatat 1,5 hingga 2 meter dari paras tanah. Sehingga tinggi tsunami saat tiba di pesisir berkisar antara 3 hingga 5 meter dari paras air laut (dpl). Tsunami menerjang daratan dan menggenang hingga sejauh sekitar 700 meter dari garis pantai. Kecuali di alur Sungai Palu yang menjangkau hingga sekitar 1.000 meter dari muara. Putusnya aliran listrik dan jalur komunikasi serta tidak berfungsinya stasiun pasangsurut di pelabuhan Palu (akibat terjangan tsunami) membuat informasi terjadinya tsunami di kota Palu tidak segera diterima.

Gambar 4. Simulasi tsunami dengan sumber hipotetik di mulut Teluk Palu yang disajikan sebagaimana dipaparkan geolog hamzah Latief pada Pemkot Palu dan FMIPA Universitas Tadulako pada 2012 TU silam. Sumber simulasi hipotetik tersebut dilabelkan dengan angka 2012. Lokasi prakiraan longsor dasarlaut penyebab tsunami dalam Gempa Donggala-Palu 2018 terletak di sebelah utaranya. Perhatikan gelombang yang memasuki Teluk Palu berwarna merah, menandakan gelombang positif sehingga tsunami tidak didului oleh surut laut. Sumber: Latief, 2018.

Terjadinya tsunami besar di kota Palu, yang bertolakbelakang dengan prakiraan tinggi tsunami maksimum produk simulasi BMKG (ketinggian 60 cm) memperlihatkan ada mekanisme lain yang bekerja dalam membangkitkan tsunami ini. Karena jika hanya murni berasal dari pergerakan kerak bumi akibat gempa, tentunya tinggi tsunaminya tidak sebesar itu. Mekanisme lain tersebut kemungkinan besar adalah kejadian longsor massif di dasar laut yang dipicu oleh gempa bumi. Kemungkinan besar terdapat tebing-tebing curam di dasar laut lepas pantai barat Kabupaten Donggala bagian timur. Tebing-tebing curam itu dipahat oleh aktifnya sesar geser Palu-Koro nan legendaris, yang tepat melintas di sini.

Manakala gempa mengguncang, tebing-tebing tersebut menderita getaran sangat keras hingga melampaui ambang batas getaran yang bisa ditahannya, yakni dalam skala intensitas 6 hingga 7 MMI (Modified Mercalli Intensity). Analisis USGS memperlihatkan tebing dasar laut di sebelah barat episentrum gempa mengalami getaran hingga sekeras 7 – 8 MMI. Getaran sangat keras itu membuat tebing-tebing runtuh melorot sebagai longsor dasar laut dalam volume massif. Peristiwa longsor besar itu membuat kolom air laut setempat bergolak dan sebagai upaya untuk memulihkannya maka perairan itu menjalarkan olakan tersebut ke segenap arah sebagai tsunami.

Tsunami yang diproduksi oleh longsor massif di dasar laut bukanlah hal yang aneh meski tergolong jarang. Bencana Tsunami Banyuwangi 3 Juni 1994 dan Tsunami Pangandaran 17 Juli 2006 merupakan peristiwa tsunami seperti itu. Demikian halnya bencana Tsunami Krakatau 1883, meski dalam hal ini peristiwa longsor dasar laut digantikan oleh injeksi material awan panas nan massif ke dasar Selat Sunda. Tsunami produk longsor massif di dasar laut memiliki karakter unik. Di dekat sumbernya, ketinggiannya bisa besar hingga sangat besar. Sebaliknya kian menjauh dari sumbernya, ketinggiannya sontak merosot dramatis. Inilah yang terlihat dalam kejadian tsunami yang mengiringi Gempa Donggala-Palu 2018. Di Kota Palu, tsunaminya setinggi hingga 5 meter dpl, sementara di pesisir Mamuju bagian selatan hanya setinggi 6 cm dpl.

Potensi Korban

Selain akibat tsunami, korban jiwa dan luka-luka dalam Gempa Donggala-Palu 2018 disebabkan oleh getarannya yang cukup keras terutama di kawasan propinsi Sulawesi Tengah. Evaluasi cepat USGS melalui Prompt Assessment of Global Earthquake for Response (PAGER) memperlihatkan ada sekitar 23 juta penduduk yang merasakan getaran gempa ini, yakni yang terpapar getaran berintensitas 3 MMI atau lebih. Mereka tersebar di Pulau Sulawesi dan Kalimantan. Dari jumlah tersebut, sebanyak 900 ribu orang diantaranya mengalami getaran yang sangat keras yakni mulai dari intensitas 6 MMI yang terkategori getaran kuat. Diantara hampir sejuta orang tersebut terdapat 44.000 jiwa yang tinggal di daerah dengan getaran parah (yakni intensitas 8 MMI) dan 10.000 jiwa yang terpapar getaran sangat parah (yakni intensitas 9 MMI).

Gambar 5. Peta distribusi penduduk dan intensitas getaran gempa (dalam satuan MMI) yang disajikan USGS PAGER. Lewat peta dan analisis ini dapat diketahui ada sekitar 44.000 jiwa yang terpapar getaran berintensitas 8 MMI dan 10.000 jiwa terpapar getaran 9 MMI. Prakiraan korban jiwa yang jatuh dalam peristiwa ini diantara 1 hingga 1.000 jiwa. Sumber: USGS, 2018.

Di Indonesia, pada umumnya bangunan tempat tinggal sudah mulai mengalami kerusakan ringan hingga sedang saat terpapar getaran berintensitas 6 MMI. Pada getaran 7 MMI, terjadi kerusakan berat hingga keruntuhan bangunan. Pada getaran yang lebih keras lagi seperti 8 MMI hingga 9 MMI, bangunan yang berkualitas baik pun akan terdampak. Dengan mengacu pola demikian, USGS memperkirakan (dengan probabilitas 75 %) jumlah korban jiwa akibat Gempa Donggala-Palu 2018 mungkin berada pada rentang 1 hingga 1.000 jiwa.

Duka kita untuk Donggala dan Palu.

Referensi :

USGS. 2018. M7.5 – 78 km N of Palu, Indonesia. National Earthquake Information Center – United States Geological Survey, diakses 29 September 2018.

BMKG. 2018. Gempa Bumi Tektonik M7,7 Sulawesi Tengah. Pers release no. UM.505/9/D3/IX?2018

Hamzah Latief. 2018. Komunikasi pribadi.

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.