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 Samudera Indonesia 2 Maret 2016, Gempa Besar di Tengah Lautan (dan Cukup Jauh dari Mentawai)

Dalam rilis awalnya, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) melansir ia memiliki magnitud 8,3. Beberapa waktu kemudian angka ini diperbaiki lewat rilis perbaikan, dengan menyatakan magnitudnya 7,9. Baik di angka magnitud 8,3 maupun 7,9 maka gempa bumi tektonik ini tetap tergolong gempa besar. Sumbernya sangat dangkal, yakni hanya 10 kilometer dpl (dari paras laut rata-rata). Episentrumnya terletak di tengah-tengah lautan. Daratan terdekat dengannya adalah Kepulauan Mentawai (propinsi Sumatra Barat). Dengan sebaris informasi awal ini, tak heran banyak yang terperanjat saat mendengar atau menerima kabar singkat bahwa gempa itulah yang meletup pada 2 Maret 2016 Tarikh Umum (TU) pukul 19:50 WIB tadi. Dengan embel-embel ‘gempa Mentawai’, sontak terbayang bahwa pusat gempanya berdekatan dengan kepulauan di sisi barat pulau Sumatra itu. Saya juga sempat beranggapan nampaknya inilah gempa besar yang telah lama diprediksi.

Sudah sejak bertahun silam beragam riset kegempaan masa silam menyajikan kesadaran bahwa Kepulauan Mentawai berdiri di atas monster megathrust. Mulai dari yang memotong-motong karang mikroatol guna menelisik sejarah naik turunnya pulau-pulau di kepulauan tersebut dari waktu ke waktu oleh deformasi akibat gempa besar/akbar dalam kurun milenium terakhir. Hingga dari radas-radas GPS yang ditanam guna mengetahui pergerakan pulau-pulau tersebut relatif terhadap daratan utama pulau Sumatra. Monster megathrust inilah sumber potensial untuk gempa jumbo. Andaikata ia melepaskan seluruh energinya, maka dengan panjang segmen hingga 400 kilometer dapat diprakirakan ia akan melepaskan gempa dengan magnitud sekitar 9. Tak hanya intensitas getarannya yang menakutkan, sebab mekanisme pematahan pada monster megathrust yang menghasilkan gempa ini juga akan menyebabkan dasar laut di atas sumber gempa terdeformasi vertikal. Inilah yang menyebabkan kolom air laut diatasnya bergolak hingga terbitlah tsunami. Tsunami segera berderap ke pesisir barat pulau Sumatra dimana prakiraan tinggi gelombangnya saat tiba di garis pantai sungguh membikin bulu kuduk meremang.

Gambar 1. Posisi sumber Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016 (ditandai dengan 03-02-2016 M 7.9) terhadap daratan pulau Sumatra beserta koordinat episentrum dari gempa-gempa besar/akbar (magnitudo > 7) dalam radius hingga 1.000 kilometer. daratan terdekat ke sumber gempa ini berjarak tak kurang dari 680 kilometer. Sumber: USGS, 2016.

Gambar 1. Posisi sumber Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016 (ditandai dengan 03-02-2016 M 7.9) terhadap daratan pulau Sumatra beserta koordinat episentrum dari gempa-gempa besar/akbar (magnitudo > 7) dalam radius hingga 1.000 kilometer. daratan terdekat ke sumber gempa ini berjarak tak kurang dari 680 kilometer. Sumber: USGS, 2016.

Namun saat mengecek koordinat episentrumnya dan mengeplotnya ke peta, keterperanjatan itu langsung surut. Episentrum gempa ini terletak jauh di tengah-tengah Samudera Indonesia (Indian Ocean). Kep. Mentawai memang daratan terdekat dengannya, namun itu pun masih sejarak tak kurang dari 680 km terhadap episentrum. Jarak yang sesungguhnya teramat jauh. Dari sini pula penamaan gempa ini sebagai Gempa Mentawai menjadi rancu, seperti dipaparkan geolog kegempaan pak Irwan Meilano. Penamaan tersebut juga mendatangkan problem psikologis khususnya bagi penduduk setempat. Dengan jarak yang cukup jauh dari episentrum, maka tak heran jika getaran gempanya terasa lamat-lamat hingga pelan di Kep. Mentawai dan daratan Sumatra. Model yang disajikan otoritas United States Geological Survey (USGS) memperlihatkan intensitas getaran yang dialami Kep. Mentawai dan P. Sumatra pada umumnya dalam gempa ini berkisar 3 MMI (Modified Mercalli Intensity). Intensitas sekecil itu bisa dirasakan publik pada umumnya sebagai getaran layaknya getaran yang kita rasakan saat berdiri di tepi jalan kala sebuah truk besar tengah melaju. Jarak terhadap episentrum yang jauh menghasilkan intensitas gempa yang kecil. Maka tak perlu terlalu mengkhawatirkan apakah guncangan gempa ini berdampak terhadap kondisi Kep. Mentawai.

Tsunami kecil

Bagaimana dengan tsunaminya? Hal itu sangat bergantung kepada bagaimana jenis mekanisme pematahan pada gempa ini. Ada tiga mekanisme pematahan, yakni pematahan naik (thrust), pematahan turun (normal) dan pematahan geser (strike). Simpelnya, pematahan naik membuat segmen kerakbumi di sumber gempa terangkat sehingga membukit/membentuk gundukan. Sementara pematahan turun menghasilkan lembah/cekungan. Pada dasarnya mekanisme pematahan naik dan turun inilah yang mampu memproduksi tsunami. Karena ia menghasilkan deformasi vertikal nan besar di dasar laut di sumber gempa, sehingga kolom air laut diatasnya akan bergolak dan menjadi tsunami.

Gambar 2. Model dislokasi kerakbumi di daratan pulau Sumatra sebagai dampak dari Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016. Diprakirakan pulau Sumatra bergerser 2 cm ke arah timurlaut. Sumber: Meilano, 2016.

Gambar 2. Model dislokasi kerakbumi di daratan pulau Sumatra sebagai dampak dari Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016. Diprakirakan pulau Sumatra bergerser 2 cm ke arah timurlaut. Sumber: Meilano, 2016.

Dalam rilisnya USGS menyebut Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016 ini disebabkan oleh mekanisme pematahan geser. Ini adalah jenis pematahan yang tak menyebabkan deformasi vertikal dasar laut di lokasi sumber gempa. Analisis lebih lanjut memperlihatkan gempa besar ini diproduksi oleh patahnya segmen kerakbumi di dasar Samudera Indonesia seluas 80 x 40 km2. Segmen ini lantas melenting sejauh rata-rata 6 meter, dengan pelentingan maksimum 12 meter. Dengan kata lain, jika suatu saat sebelum gempa kita berkesempatan berdiri tepat di batas segmen ini dengan lingkungannya, maka di kesempatan berikutnya (pasca gempa) kita akan melihat batu yang ada di hadapan kita telah bergeser sejauh rata-rata 6 meter. Dengan jenis pematahan geser, maka pada gilirannya kemungkinan terbentuknya tsunami adalah cukup kecil. Model dislokasi yang dikerjakan pak Irwan Meilano dan Endra Gunawan memperlihatkan gempa ini menyebabkan pergeseran ke timur laut sejauh rata-rata 2 cm di pulau Sumatra.

Apabila ada tsunaminya, lagi-lagi jarak yang jauh dari sumber gempa berperan menentukan tingkat kedahsyatan tsunaminya saat tiba di pesisir. Pada dasarnya semakin besar magnitud gempanya maka semakin berenergi tsunaminya dan semakin tinggi gelombang yang terbentuk. Namun semakin jauh dari sumber tsunami, maka tinggi tsunaminya pun turut melorot. Dalam bahasa yang lebih teknis, semakin jauh dari sumber tsunami membuat energi tsunami kian terdissipasi kala ia berjuang melintasi samudera. Sehingga berdampak pada melemahnya sang tsunami dan melorotnya ketinggiannya. Perhitungan sederhana dengan menggunakan persamaan Iida memperlihatkan, dengan jarak 680 km dan memegang anggapan bahwa magnitudo tsunami = magnitudo gempa = 8,3 maka diperoleh prakiraan ketinggian tsunami di Kep. Mentawai pada kisaran 15 cm. Cukup kecil dan sangat sulit berdampak signifikan. Simulasi yang lebih kompleks dengan memanfaatkan program simulasi tsunami (yang berbasis persamaan-persamaan gelombang dangkal) juga menyajikan hasil yang mirip. Misalnya seperti yang dikerjakan mas Aditya Gusman. Dalam simulasinya nampak bahwa prakiraan tinggi gelombang di Kep. Mentawai berada pada kisaran 10 hingga 15 cm saja.

Gambar 3. Simulasi distribusi tinggi maksimum tsunami sebagai akibat Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016. Nampak tinggi tsunami di Kepulauan mentawai berkisar antara 10 hingga 15 cm. Sumber: Gusman, 2016.

Gambar 3. Simulasi distribusi tinggi maksimum tsunami sebagai akibat Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016. Nampak tinggi tsunami di Kepulauan mentawai berkisar antara 10 hingga 15 cm. Sumber: Gusman, 2016.

Bagaimana dalam realitasnya? Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016 memang menghasilkan tsunami. Namun sangat kecil. BMKG mencatat tinggi tsunami yang terekam pada stasiun pasang surut di pelabuhan Padang (propinsi sumatra Barat) hanyalah 5 cm. Rekaman pasang surut di pelabuhan Tanahbala, Kep. Batu (propinsi Sumatra Utara) yang disajikan UNESCO/IOC Sea Level Monitoring juga hanya setinggi 5 cm. Usikan tsunami itu datang tepat sejam pasca gempa, menandakan bahwa kecepatan tsunami berkisar 700 km/jam. Namun dengan tinggi yang amat sangat rendah, tak ada dampak yang ditimbulkannya sejauh ini.

Gambar 4. Rekaman dinamika paras air laut di stasiun pasang surut pelabuhan Tanahbala, Kepulauan Batu (propinsi Sumatra Utara). Skala waktu dalam GMT (WIB - 7).Nampak paras air laut yang sedang berkecenderungan naik (sebagai imbas dari pasang naik harian) mendadak mengalami usikan liar dengan amplitudo sekitar 5 cm sejak pukul 21:00 WIB. Sumber: UNESCO/IOC, 2016.

Gambar 4. Rekaman dinamika paras air laut di stasiun pasang surut pelabuhan Tanahbala, Kepulauan Batu (propinsi Sumatra Utara). Skala waktu dalam GMT (WIB – 7).Nampak paras air laut yang sedang berkecenderungan naik (sebagai imbas dari pasang naik harian) mendadak mengalami usikan liar dengan amplitudo sekitar 5 cm sejak pukul 21:00 WIB. Sumber: UNESCO/IOC, 2016.


Dengan intensitas getaran yang lemah dan tsunami yang tak kalah lemahnya, maka Gempa Samudera Indonesia 2 Maret 2016 ini dapat dikatakan tak berdampak baik bagi Kep. Mentawai maupun daratan pulau Sumatra. Tetapi atas semua itu gempa besar ini tak menutupi fakta bahwa Kep. Mentawai masih menjadi salah satu kawasan rawan gempa dan tsunami di Indonesia. Mari tetap waspada (dan bersiaga pada waktunya), namun janganlah paranoia.

Referensi :

Irwan Meilano. 2016. komunikasi pribadi.

Aditya Gusman. 2016. komunikasi pribadi.

USGS. 2016. M7.8 – Southwest of Sumatra, Indonesia. National Earthquake Information Center United States Geological Survey.

Mengenal Kandidat Sumber Gempa Bumi dan Tsunami di Pulau Jawa

Pantai Logending di Kecamatan Ayah Kabupaten Kebumen (Jawa Tengah) bersiap menuju momen Matahari terbenam pada Senin 17 Juli 2006 Tarikh Umum (TU) sore. Obyek wisata pantai ini masih satu lokasi dengan Goa Jatijajar dan Goa Petruk di lingkungan karst Karangbolong, Gombong selatan. Inilah trio obyek wisata populer andalan Kabupaten Kebumen. Sore itu Pantai Logending relatif lengang. Hari itu adalah hari pertama masuk sekolah di tahun ajaran yang baru (2006-2007 TU). Hanya ada puluhan wisatawan lokal. Di hari-hari sebelumnya, pengunjung pantai ini setiap harinya bisa mencapai ribuan orang dalam beragam usia. Selain memiliki pantai datar bermuara sungai yang tepat berdampingan dengan Tanjung Karangbolong di sisi timur dan Teluk Penyu di sisi barat, pantai Logending juga memiliki bumi perkemahan yang kerap menjadi arena perkemahan para pelajar di musim liburan. Ditambah dengan aksesnya yang mudah, tempat yang rindang (penuh pepohonan) dan ketersediaan sarana prasarana yang memadai, tak pelak pantai ini menjadi pantai favorit bagi penduduk Kabupaten Kebumen dan kabupaten/kota tetangganya.

Gambar 1. Jejak kedahsyatan terjangan Tsunami 17 Juli 2006 di pantai Logending (Kabupaten Kebumen). Kiri: sebagian dinding bangunan WC umum yang ambrol dan terhempas hingga 2 meter ke utara dari semula. Kanan: tebing sungai yang tererosi berat hingga menghancurkan taludnya. Di latar belakang nampak bangunan pos TNI AL Logending. Tsunami yang menghantam pantai ini memiliki tinggi maksimum 7 meter dpl. Sumber: Sudibyo, 2006.

Gambar 1. Jejak kedahsyatan terjangan Tsunami 17 Juli 2006 di pantai Logending (Kabupaten Kebumen). Kiri: sebagian dinding bangunan WC umum yang ambrol dan terhempas hingga 2 meter ke utara dari semula. Kanan: tebing sungai yang tererosi berat hingga menghancurkan taludnya. Di latar belakang nampak bangunan pos TNI AL Logending. Tsunami yang menghantam pantai ini memiliki tinggi maksimum 7 meter dpl. Sumber: Sudibyo, 2006.

Siapa sangka, Senin sore itu adalah hari yang tak biasa dan bakal dikenang seterusnya bagi pantai Logending dan Kabupaten Kebumen. Sejarak 230 kilometer ke arah selatan-barat daya, Bumi sedang bergolak. Bagian kerak Samudera Indonesia (atau Samudera Hindia) yang bersisian dengan palung Jawa dalam segmen sepanjang 200 kilometer mendadak terpatahkan pada pukul 15:19 WIB. Gempa tektonik pun terjadilah, dengan magnitudo momen 7,7. Sehingga tergolong gempa besar. Karena daratan terdekat dengan episentrum adalah pantai Pangandaran, maka gempa ini acap disebut Gempa Pangandaran 17 Juli 2006. Meski ada pula yang menyebutnya Gempa Jawa 17 Juli 2006 atau Gempa Samudera Hindia 17 Juli 2006.

Namun pematahan kerak samudera pada gempa ini berlangsung lebih lambat ketimbang pematahan penyebab gempa bumi tektonik umumnya. Sehingga gempa besar ini merupakan gempa-ayun atau gempa-lambat (slow-quake). Akibatnya getarannya relatif tak terasa khususnya di daratan pulau Jawa bagian selatan. Tapi di sekeliling sumber gempa, getarannya demikian keras. Sehingga mampu menyebabkan longsoran berskala besar pada lereng curam di sisi utara Palung Jawa. Longsoran ini menyebabkan kolom air segara, yang sudah bergolak akibat terangkatnya dasar laut di atas sumber gempa, menjadi kian bergolak saja. Terbentuklah tsunami besar yang magnitudonya setingkat lebih tinggi dibanding magnitudo gempanya, satu ciri khas lain lagi dari gempa-lambat. Dengan segera gelora yang mematikan ini berderap ke dua arah berlawanan, yakni timur laut dan barat daya. Tsunami yang melejit ke timur laut melaju pada kecepatan antara 230 hingga 260 km/jam, berderap langsung ke arah sebagian pesisir selatan pulau Jawa yang berhadapan. Namun tak satupun penduduk di sana yang menyadari bahwa bencana hendak tiba. Demikian halnya di pantai Logending.

Didahului dua dentuman keras, tsunami menyerbu pantai Logending mulai pukul 16:09 WIB atau hampir sejam pascagempa. Lima gelora menggempur susul-menyusul, dengan gelombang pertama sebagai yang terbesar (tertinggi). Airbah segera menggenang hingga 1 meter dari permukaan tanah dan menderu deras hingga sejauh tak kurang 200 meter ke darat. Arus airbah demikian kuat hingga menyeret puluhan kapal nelayan ke daratan sampai berlubang-lubang atau malah patah terbelah. Arus airbah bahkan sanggup menjebol tembok bangunan seperti WC umum dan melubangi dinding pos TNI AL Logending. Warung-warung semi permanen kuliner khas Logending pun tak luput dari terjangan airbah tsunami. Kepanikan dan kekacauan sontak merebak. Orang-orang berlarian lintang-pukang menuju bukit. Tetapi puluhan orang gagal menyelamatkan diri. Mereka terseret arus airbah dan beberapa diantaranya menjadi korban. Salah satu korban bahkan ditemukan terdampar di pantai Parangtritis, Bantul (propinsi DI Yogyakarta), seratusan kilometer dari Logending.

Gambar 2. Menit-menit terjangan Tsunami 17 Juli 2006 di kolam PLTU Bunton (Kabupaten Cilacap) seperti yang direkam kamera sirkuit tertutup (CCTV). Air bah Tsunami terekam mulai memasuki kolam pada pukul 16:08 WIB. Pukul 16:19 WIB (kiri), gelombang ketiga mulai memasuki kolam hingga meluber dalam beberapa detik kemudian. Selang 9 menit kemudian (kanan), paras kolam telah kembali seperti semula sebelum tsunami melanda. Sumber: PLTU Bunton, 2006 dalam Lavigne dkk, 2007.

Gambar 2. Menit-menit terjangan Tsunami 17 Juli 2006 di kolam PLTU Bunton (Kabupaten Cilacap) seperti yang direkam kamera sirkuit tertutup (CCTV). Air bah Tsunami terekam mulai memasuki kolam pada pukul 16:08 WIB. Pukul 16:19 WIB (kiri), gelombang ketiga mulai memasuki kolam hingga meluber dalam beberapa detik kemudian. Selang 9 menit kemudian (kanan), paras kolam telah kembali seperti semula sebelum tsunami melanda. Sumber: PLTU Bunton, 2006 dalam Lavigne dkk, 2007.

Jarang

Tsunami ini menewaskan 16 warga Kabupaten Kebumen dengan 41 orang lainnya dinyatakan hilang. Dihitung dari paras air laut (dpl) saat itu, tinggi tsunami yang menggempur pantai Logending adalah 7 meter. Di antara sekujur pesisir Kabupaten Kebumen yang terhajar tsunami pada waktu yang sama, tinggi tsunami yang menerpa pantai Logending adalah yang terbesar (terkecil di pantai Suwuk sisi timur setinggi 2,5 meter dpl). Namun hal itu belum seberapa bila dibandingkan dengan hempasan tsunami di Kabupaten/Kota Cilacap. Pesisir Teluk Penyu di antara pantai Logending dan kota Cilacap diterjang tsunami dengan ketinggian bervariasi antara 2 hingga 5,5 meter dpl. Namun korban jiwa yang direnggutnya jauh lebih besar, yakni mencapai 157 orang. Meski demikian kota Cilacap patut bersyukur karena terhindar dari malapetaka yang jauh lebih buruk. Sebab sejatinya tsunami yang mengarah ke kota ini memiliki ketinggian sangat besar, yakni 21 meter dpl! Itu setara dengan gedung empat lantai. Beruntung gelombang pembunuh yang menggidikkan ini teredam sepenuhnya oleh keberadaan pulau Nusakambangan, sehingga kota Cilacap terlindungi. Secara akumulatif bencana tsunami ini merenggut nyawa 653 orang dan melukai 1.526 orang. Sebanyak 120 orang juga dinyatakan hilang. Lebih dari 1.600 bangunan rusak dalam beragam tingkat keparahan.

Bencana Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 dan tsunami yang menyertainya seakan mengulangi bencana sejenis yang terjadi di pesisir selatan Jawa Timur 12 tahun sebelumnya. Saat itu, Jumat 3 Juni 1994 TU dinihari pukul 01:17 WIB, segmen sepanjang 160 kilometer yang berjarak 220 kilometer dari garis pantai Kabupaten Malang, Lumajang, Jember dan Banyuwangi mendadak terpatahkan. Terjadilah Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994 yang tergolong gempa besar, karena magnitudo momennya 7,8. Tetapi ia juga bersifat gempa-ayun. Maka getaran gempa besar ini tak terasakan di daratan Jawa bagian timur. Apalagi merusak bangunan. Sebaliknya di sekeliling sumber gempa, getarannya demikian keras. Hingga mampu melongsorkan tebing curam di dasar laut dalam skala yang luar biasa.

Gambar 3. Bibir pantai yang tererosi berat hingga tergerus akibat terjangan Tsunami 3 Juni 1994 di pantai Rajegwesi (Kabupaten Banyuwangi). Tsunami setinggi maksimum 14 meter dpl menggempur pantai ini dan menggenang hingga 400 meter ke daratan. Sumber: Synolakis dkk, 1995.

Gambar 3. Bibir pantai yang tererosi berat hingga tergerus akibat terjangan Tsunami 3 Juni 1994 di pantai Rajegwesi (Kabupaten Banyuwangi). Tsunami setinggi maksimum 14 meter dpl menggempur pantai ini dan menggenang hingga 400 meter ke daratan. Sumber: Synolakis dkk, 1995.

Kisah selanjutnya pun menyerupai Gempa Pangandaran 17 Juli 2006. Dalam 50 menit pasca gempa, gelora tsunami menggempur pesisir Kabupaten Malang, Lumajang, Jember dan Banyuwangi serta sebagian pesisir selatan Bali. Tanpa peringatan dan tanpa ampun. Bentuk pantai yang berlekuk-lekuk dengan teluk-teluk kecilnya membuat tsunami terakumulasi di teluk-teluk kecil tersebut. Sehingga tingginya kembali berlipat ganda. Tinggi tsunami terbesar mencapai 15 meter dpl. Akibatnya sejumlah pesisir pun terhantam telak dan terbabat beserta penghuninya. Dalam petaka pagi buta itu, paling tidak 223 jiwa melayang dengan lebih dari 400 orang luka-luka berat dan ringan. Selain itu tak kurang dari 1.000 rumah hancur.

Sebelum dua bencana tsunami tersebut, pulau Jawa terhitung sangat jarang dilimbur airbah tsunami yang signifikan dan berdampak. Tsunami bersejarah terakhir yang menghantam pulau Jawa adalah tsunami produk Letusan dahsyat Krakatau 1883. Peristiwa tersebut menciptakan tsunami raksasa setinggi maksimum 33 meter dpl yang menghancurkan pesisir barat pulau Jawa yang berhadapan dengan selat Sunda. Korban yang direnggutnya mencapai tak kurang dari 36.000 jiwa. Namun tsunami ini disebabkan oleh letusan dahsyat gunung berapi, jenis peristiwa yang tergolong jarang terjadi. Sebaliknya tsunami yang ditimbulkan oleh gempa tektonik, yang lebih kerap terjadi, justru belum pernah ditemukan catatan sejarahnya di pulau Jawa hingga 1994 TU.

Jadi bagaimana tsunami 1994 dan tsunami 2006 bisa terjadi di pesisir selatan pulau Jawa? Dan masih adakah sumber gempa bumi dan tsunami potensial sejenis nun jauh di dasar samudera lepas pantai selatan pulau Jawa?

Zona Rekahan

Semua berpangkal dari geologi pulau Jawa yang khas. Pulau terpadat penduduknya di dunia ini dibentuk oleh interaksi konvergen antara dua lempeng tektonik besar dunia. Yang pertama adalah lempeng Sunda (Eurasia) yang bersifat kontinental (kerak benua) dan relatif stabil. Dan yang kedua adalah lempeng Australia yang oseanik (kerak samudera) dan bergerak relatif ke utara pada kecepatan antara 60 hingga 70 mm/tahun. Interaksi konvergen antara kedua lempeng tektonik besar ini menghasilkan subduksi (penyelusupan atau tunjaman). Karena berat jenis lempeng Australia lebih besar dibanding lempeng Sunda, maka lempeng Australia melekuk di sepanjang batas konvergensi untuk kemudian menunjam di bawah lempeng Sunda dengan membentuk sudut miring terhadap paras Bumi. Di sisi lempeng Sunda, subduksi tersebut membuat bagian lempeng Sunda di sini menjadi membengkak (menggelembung). Inilah yang kemudian muncul di atas paras air laut sebagai pulau Jawa. Batas konvergensi tersebut secara kasat mata terlihat sebagai palung laut. Yakni bagian dasar laut yang sempit mirip parit namun sangat dalam. Palung tersebut dikenal sebagai palung Jawa dengan titik terdalam (7.725 meter dpl) di lepas pantai Kebumen-Purworejo sejarak 260 km dari garis pantai. Titik ini sekaligus merupakan titik terdalam di Samudera Indonesia.

Gambar 4. Penampang melintang sederhana zona subduksi Jawa dengan sejumlah gejala khas subduksi didalamnya. Sumber: Sudibyo, 2015 berbasis peta Google Earth.

Gambar 4. Penampang melintang sederhana zona subduksi Jawa dengan sejumlah gejala khas subduksi didalamnya. Sumber: Sudibyo, 2015 berbasis peta Google Earth.

Seperti halnya subduksi di tempat lain, subduksi Jawa pun menampakkan sejumlah gejala yang khas. Misalnya busur pegunungan bawah laut yang sejajar dengan palung Jawa, yang dikenal sebagai busur luar Jawa. Busur luar Jawa terletak tepat di sisi utara palung Jawa dan sebagian diantaranya merupakan prisma/baji akresi. Prisma akresi merupakan akumulasi batuan sedimen campur-aduk yang tertumpuk dan tertekan kuat. Di antara busur luar dan daratan pulau Jawa terbentang cekungan yang juga ditimbuni sedimen, sebagai cekungan busur muka (forearc basin). Gejala lainnya adalah eksistensi vulkanisme yang memunculkan jajaran gunung-gemunung berapi andesitik. Jajaran tersebut membentuk busur dalam Jawa yang vulkanis (busur luar Jawa bersifat non vulkanis). Dan zona Benioff-Wadati sebagai zona sumber gempa bumi tektonik dengan kedalaman hiposentrum yang kian bertambah seiring kian menjauh dari palung. Gejala-gejala tersebut disebabkan oleh pergesekan antara sisi atas lempeng Australia yang telah menyelusup dengan sisi bawah lempeng Sunda yang membengkak. Kawasan pergesekan ini dikenal pula sebagai zona subduksi dan eksis hingga kedalaman 60 km dpl.

Zona subduksi Jawa merupakan sistem penunjaman yang bersifat tegak (frontal). Maksudnya, sumbu palung Jawa (yang berarah barat-timur) adalah relatif tegak lurus terhadap arah gerak lempeng Australia (yang berarah ke utara). Subduksi semacam ini membuat segenap gerakan lempeng Australia diakokmodasi sepenuhnya oleh zona subduksi Jawa. Sebagai akibatnya, maka tidak sempat terbentuk sistem patahan besar yang aktif di cekungan busur muka maupun daratan pulau Jawa sebagaimana halnya yang dialami pulau Sumatra. Sistem patahan besar aktif merupakan pusat konsentrasi gempa-gempa tektonik dangkal di daratan. Ini membawa pulau Jawa pada konsekuensi berikutnya, dimana gempa-gempa tektonik dangkal di daratan pulau Jawa tersebar di sejumlah titik, mengikuti sesar-sesar aktif nan pendek yang terbentuk di sana-sini.

Sekujur zona subduksi Jawa merupakan sumber gempa bumi tektonik potensial. Ia juga menjadi sumber potensial bagi tsunami, sepanjang syarat-syaratnya terpenuhi. Sebabnya adalah pergesekan antarlempeng (interplate), antara sisi atas lempeng Australia yang telah menyelusup dengan sisi bawah lempeng Sunda yang membengkak. Area pergesekan tersebut tidak memiliki pelumas sehingga subduksi kerap tersendat-sendat atau malah bahkan tertahan, bergantung pada sifat batuannya. Istilah teknisnya terkunci (locked). Bila subduksi terkunci sementara dorongan dari lempeng Australia selalu terjadi, maka zona subduksi akan turut terdorong ke mendekati daratan pulau Jawa (terdorong ke utara) secara perlahan mengikuti gerakan lempeng Australia. Gerakan tersebut tak dapat dirasakan manusia, namun bisa diindra dengan mudah melalui radas (instrumen) pengukur koordinat berakurasi tinggi. Situasi berbeda akan dijumpai bila subduksinya tak terkunci, maka zona subduksinya akan bergerak relatif berlawanan arah dibanding arah gerak lempeng Australia, yakni menuju samudera (ke arah selatan).

Gambar 5. Ilustrasi sederhana pematahan naik miring (oblique thrust) pada kerak bumi, antara sebelum pematahan (A) dan sesudah pematahan (B). Tanda panah hitam merupakan arah tegasan. Angka (1) menunjukkan besarnya lentingan (slip) sementara angka (2) menunjukkan besarnya gerak vertikal. Pematahan jenis inilah yang kerap terjadi pada zona subduksi dan bila melibatkan area yang sangat luas akan menghasilkan gempa besar atau gempa akbar yang disertai tsunami. Sumber: Sudibyo, 2015.

Gambar 5. Ilustrasi sederhana pematahan naik miring (oblique thrust) pada kerak bumi, antara sebelum pematahan (A) dan sesudah pematahan (B). Tanda panah hitam merupakan arah tegasan. Angka (1) menunjukkan besarnya lentingan (slip) sementara angka (2) menunjukkan besarnya gerak vertikal. Pematahan jenis inilah yang kerap terjadi pada zona subduksi dan bila melibatkan area yang sangat luas akan menghasilkan gempa besar atau gempa akbar yang disertai tsunami. Sumber: Sudibyo, 2015.

Subduksi yang terkunci ini tak bisa berlangsung untuk seterusnya. Apabila akumulasi dorongan lempeng Australia telah mulai melebihi ambang batas daya tahan batuan di area pergesekan antarlempeng, maka pematahan pun terjadilah. Terbitlah apa yang kita kenal sebagai gempa bumi tektonik. Gempa tektonik di zona subduksi umumnya memiliki sifat pematahan anjak miring (oblique thrust), mengikuti kemiringan lempeng Australia yang menyelusup. Saat gempa ini terjadi, maka kuncian pada subduksi sontak terlepas. Sehingga zona subduksi terdorong ke arah berlawanan dibanding semula, yakni ke arah samudera (menjauhi daratan pulau Jawa), dalam waktu relatif singkat. Jarak yang ditempuh zona subduksi kala terdorong ini disebut jarak lentingan (slip). Magnitudo (kekuatan) gempanya sangat bergantung pada zona rekahan atau zona-pecah, yakni luas area yang terpatahkan, dan besarnya pelentingan. Semakin luas area yang terpatahkan, maka semakin besar lentingan zona subduksinya dan semakin besar pula magnitudo gempanya.

Sebagai gambaran, gempa tektonik bermagnitudo 6 disebabkan oleh terbentuknya zona rekahan seluas 20 x 10 kilometer persegi yang melenting sejauh rata-rata 20 cm. Sementara gempa bermagnitudo 7 disebabkan oleh timbulnya zona-pecah yang lebih besar yakni seluas 50 x 25 kilometer persegi dengan lentingan rata-rata sebesar 100 cm. Dan gempa magnitudo 8 disebabkan oleh terbentuknya zona rekahan yang lebih luas lagi, yakni seluas 200 x 100 kilometer persegi, dengan jarak lentingan rata-rata adalah 200 cm. Mulai dari magnitudo 8 atau lebih, gempa tektonik di zona subduksi mendapatkan kehormatan menyandang nama gempa akbar atau gempa megathrust. Nama tersebut melekat karena pada magnitudo itu zona-pecahnya demikian besar dan begitu pula lentingannya.

Dengan sifat pematahan anjak miring, maka pelentingan pada gempa tektonik di zona subduksi selalu diimbangi oleh gerak vertikal (pengangkatan). Bila magnitudo gempanya besar (melebihi 6,5) dan sumber gempanya dangkal (kurang dari 50 kilometer dpl), maka gerak vertikal akan menyebabkan dasar laut di atas sumber gempa terangkat. Pengangkatan dasar laut inilah yang bisa memproduksi tsunami. Yakni saat kolom air laut di atas sumber gempa berolak dan berusaha memulihkan kembali kesetimbangannya. Pada dasarnya semakin besar magnitudo gempa di zona subduksi Jawa, maka akan semakin luas area dasar laut yang terangkat dan semakin besar pula pengangkatannya. Sehingga magnitudo tsunaminya pun akan semakin besar. Tetapi ada perkecualian. Sebuah gempa tektonik di zona subduksi dengan magnitudo yang lebih kecil dapat menghasilkan tsunami yang magnitudonya lebih besar. Inilah gempa-ayun. Mengacu pada kejadian tsunami 1994 dan 2006 di pulau Jawa serta tsunami 2010 di pulau Sumatra, maka perkecualian ini hanya akan terjadi apabila sumber gempa berada di prisma akresi. Dengan kata lain, perkecualian ini hanya muncul apabila episentrum gempa tepat berada di sisi palung.

Tiga Seismic Gap

Subduksi yang membentuk pulau Jawa telah berlangsung sejak 150 juta tahun silam. Dengan usia demikian tua maka subduksi Jawa dapat dikatakan relatif lebih padat dan stabil dibandingkan, katakanlah, subduksi sejenis di Samudera Pasifik seperti subduksi Chile maupun Alaska. Baik subduksi Chile atau Alaska dikenal sebagai pembangkit gempa akbar, masing-masing Gempa Chile 22 Mei 1960 (magnitudo 9,6) dan Gempa Alaska 27 Maret 1964 (magnitudo 9,2). Keduanya juga memproduksi tsunami dahsyat berenergi tinggi sehingga berkemampuan menyeberangi Samudera Pasifik tanpa mengalami susut energi signifikan. Akibatnya ia sanggup menghasilkan kehancuran dan kerusakan signifikan di pesisir yang berseberangan dari sumber tsunaminya, ribuan kilometer jauhnya.

Subduksi Jawa diperkirakan tidak memiliki potensi melepaskan gempa dan tsunami semacam itu. Jika umur subduksi dan kecepatan subduksi dipertimbangkan dengan menggunakan persamaan empiris Kanamori (Kanamori, 1986), maka dapat diprakirakan bahwa magnitudo maksimum dari gempa tektonik di zona subduksi Jawa adalah 7,5. Cukup mengesankan bahwa prakiraan ini ternyata hampir mendekati realitas, seperti diperlihatkan Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994 (magnitudo 7,8) dan Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 (magnitudo 7,7). Harus digarisbawahi bahwa prakiraan ini berdasar persamaan empiris. Sehingga tetap ada peluang subduksi Jawa untuk melepaskan gempa yang lebih besar bahkan hingga gempa akbar sekalipun.

Apalagi setelah kejadian Gempa akbar Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 yang meluluhlantakkan propinsi Aceh dan merenggut korban jiwa sangat besar, terdapat konsensus di di kalangan ilmuwan kegempaan bahwa zona subduksi dimanapun kini harus dipandang berbahaya (berpotensi melepaskan gempa besar/akbar dan tsunaminya) sebelum benar-benar terbukti tak berbahaya. Sebab dalam kasus Gempa Sumatra-Andaman 26 Desember 2004, zona subduksinya pun tergolong tua (yakni 55 hingga 90 juta tahun). Dan persamaan empiris Kanamori memprakirakan magnitudo maksimum dari gempa tektonik yang bisa dilepaskan zona subduksi Aceh berkisar pada 7 hingga 8. Nyatanya Gempa Sumatra-Andaman 26 Desember 2004 justru jauh lebih besar, dengan magnitudo antara 9,1 hingga 9,3. Dari realitas inilah tak mengherankan bila dalam menyusun peta bahaya tsunami dan peta evakuasi tsunami di pesisir selatan pulau Jawa, magnitudo maksimum dari gempa hipotetis yang dijadikan dasar penyusunan peta (dengan multiskenario sumber) adalah 8,5.

Gambar 6. Distribusi episentrum gempa-gempa tektonik di pulau Jawa dan zona subduksinya, terhitung sejak 1 Januari 1980 TU hingga 1 Januari 2015 TU oleh Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS). Data dibatasi hanya pada gempa tektonik dengan kedalaman sumber kurang dari 70 kilometer dpl. Angka 2006 dan 1994 masing-masing menunjukkan dua sumber gempa masalalu di busur luar Jawa, yakni Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 dan Gempa Bangyuwangi 3 Juni 1994. Sementara angka 2009 merupakan sumber gempa masalalu di cekungan busur muka, yakni Gempa Tasikmalaya 2 September 2009. Sumber: IRIS, 2015.

Gambar 6. Distribusi episentrum gempa-gempa tektonik di pulau Jawa dan zona subduksinya, terhitung sejak 1 Januari 1980 TU hingga 1 Januari 2015 TU oleh Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS). Data dibatasi hanya pada gempa tektonik dengan kedalaman sumber kurang dari 70 kilometer dpl. Angka 2006 dan 1994 masing-masing menunjukkan dua sumber gempa masalalu di busur luar Jawa, yakni Gempa Pangandaran 17 Juli 2006 dan Gempa Bangyuwangi 3 Juni 1994. Sementara angka 2009 merupakan sumber gempa masalalu di cekungan busur muka, yakni Gempa Tasikmalaya 2 September 2009. Sumber: IRIS, 2015.

Terhitung dari Selat Sunda di sebelah barat hingga Selat Bali di sebelah timur, panjang zona subduksi Jawa adalah 1.100 kilometer. Ini hanya sedikit lebih pendek ketimbang panjang zona rekahan Gempa Sumatra Andaman 26 Desember 2004 (yakni 1.300 kilometer). Bila segenap zona subduksi Jawa terpatahkan dalam satu peristiwa tunggal, dengan perkiraan lebar zona subduksinya 200 kilometer, maka gempa akbar yang dihasilkannya bisa mencapai magnitudo 9,2. Namun berkaca pada peristiwa tsunami (Tsunami 1994 dan Tsunami 2006) serta gempa-gempa besar abad ke-19 TU (Gempa 1840, Gempa 1867 dan Gempa 1875), maka patut diduga bahwa zona subduksi Jawa pun tersegmentasi (tersekat-sekat). Ini serupa dengan zona subduksi Sumatra.

Hanya saja jika segmentasi subduksi Sumatra telah teridentifikasi relatif lebih baik lengkap dengan siklus kegempaan maksimal tiap segmen, yang berulang setiap antara dua hingga enam abad sekali, tidak demikian halnya dengan Jawa. Busur luar Jawa yang sepenuhnya berada di bawah air laut, berbeda dengan busur luar Sumatra yang muncul di sejumlah lokasi sebagai pulau Simeulue, Nias, Enggano dan Kepulauan Mentawai. Akibatnya tiada radas pengukur koordinat geodetik (yakni GPS berpresisi sangat tinggi yang khusus digunakan untuk survei geodesi) yang bisa ditempatkan di busur luar Jawa untuk mengukur naik-turunnya busur luar Jawa dari waktu ke waktu. Juga tidak terdapat karang atol kecil (mikroatol) yang bisa digunakan untuk pengukuran serupa hingga ratusan atau bahkan ribuan tahun ke masa silam. Ketiadaan ini membuat para ilmuwan kegempaan dipaksa bersandar hanya pada lapisan-lapisan endapan tsunami purba. Aktivitas pencarian endapan tsunami purba dan pengukuran waktu pengendapannya (dengan teknik pertanggalan radioaktif) kini sedang gencar-gencarnya dilakukan di pesisir selatan Jawa oleh sejumlah lembaga terkait.

Beberapan temuan yang telah mengemuka misalnya bukti terjadinya peristiwa Tsunami 1921 dan Tsunami 1930 seperti dipaparkan tim ilmuwan gabungan BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) dan ITB (Institut Teknologi Bandung). Endapan kedua peristiwa tersebut tersingkap baik di pantai Teleng (Kabupaten Pacitan) dan pantai Prigi (Kabupaten Trenggalek). Juga endapan dari peristiwa tsunami besar empat abad silam yang tersingkap di pantai Cikembulan di dekat Pangandaran (Kabupaten Ciamis), seperti ditemukan oleh tim LIPI (Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia). Tsunami besar yang menghasilkan endapan di Cikembulan dipastikan lebih besar ketimbang Tsunami 2006. Kandidat endapan tsunami purba juga telah ditemukan pada tiga pantai di Kabupaten Gunungkidul dan Pacitan oleh tim gabungan Maipark Indonesia dan ITB. Ketiga lokasi endapan tsunami purba tersebut adalah di pantai Sepanjang (kedalaman 1,8 meter), pantai Baron (kedalaman 1,7 meter) dan pantai Teleng (kedalaman 0,6 meter). Kandidat endapat tsunami purba juga telah diidentifikasi tim BMKG di pesisir Teluk Penyu. Di pantai Logending, endapan tersebut terletak pada jarak sekitar 1 kilometer dari garis pantai.

Gambar 7. Dua contoh endapan paleotsunami. Kiri: endapan paleotsunami di tepi sungai Cikembulan, Pangandaran (Kabupaten Ciamis), produk tsunami besar empat abad silam. Kanan: kandidat endapan paleotsunami di pesisir Teluk Penyu (Kabupaten Cilacap) sejauh sekitar 1 kilometer dari garis pantai (kanan). Sumber: Yulianto dkk, 2010 & Daryono, 2015.

Gambar 7. Dua contoh endapan paleotsunami. Kiri: endapan paleotsunami di tepi sungai Cikembulan, Pangandaran (Kabupaten Ciamis), produk tsunami besar empat abad silam. Kanan: kandidat endapan paleotsunami di pesisir Teluk Penyu (Kabupaten Cilacap) sejauh sekitar 1 kilometer dari garis pantai (kanan). Sumber: Yulianto dkk, 2010 & Daryono, 2015.

Dengan penelitian yang sedang berjalan, tentu masih jauh dari pengambilan kesimpulan tentang segmentasi zona subduksi Jawa dan karakteristiknya. Tetapi pada saat ini, secara kasar, dapatlah dikatakan bahwa zona subduksi Jawa khususnya di busur luar terbagi ke dalam sedikitnya empat segmen berbeda. Segmen pertama terletak di selatan Jawa Barat, membentang dari tepian Selat Sunda hingga ke segmen kedua. Segmen pertama ini dapat disebut sebagai segmen Sunda, karena berhadapan dengan selat Sunda. Sementara segmen kedua, sebutlah segmen Pangandaran, adalah segmen sepanjang sekitar 200 kilometer yang menjadi lokasi sumber Gempa Pangandaran 17 Juli 2006. Segmen ketiga terletak di selatan Jawa Tengah dan DIY serta (sebagian) Jawa Timur. Segmen ketiga ini dapatlah disebut segmen Jawa Tengah. Dan yang keempat adalah segmen sepanjang sekitar 200 kilometer yang menjadi sumber Gempa Banyuwangi 3 Juni 1994. Segmen ini juga bisa dinamakan segmen Banyuwangi.

Di antara keempat segmen tersebut, segmen Pangandaran dan segmen Banyuwangi telah melepaskan energinya dalam gempa tektonik besar yang juga memproduksi tsunami signifikan dan mematikan. Sementara segmen Sunda dan Jawa Tengah belum. Kedua segmen tersebut memiliki perbedaan yang sangat jelas dibanding segmen Pangandaran dan Banyuwangi dalam peta seismisitas regional. Karena jarang terjadi gempa tektonik di segmen Sunda maupun Jawa Tengah, khususnya sejak pencatatan gempa modern dimulai pada 1960-an TU, apabila dibandingkan dengan kawasan sekitarnya. Area di zona subduksi yang jarang mengalami gempa tektonik dikenal sebagai kawasan kesenjangan seismik atau seismic gap. Kawasan semacam ini dicurigai sedang menimbun energi, yang kelak bakal dilepaskan dalam gempa kuat ataupun malah gempa besar.

Gambar 8. Estimasi tiga kawasan kesenjangan seismik (seismic gap) di zona subduksi Jawa, semata berdasar pada rendahnya frekuensi kegempaan di tiga lokasi tersebut. Tiga seismic gap ini memiliki potensi untuk menjadi sumber gempa besar (atau bahkan malah gempa akbar) dan tsunami merusak bagi pesisir selatan pulau Jawa di masa yang akan datang. Sumber: Sudibyo, 2015 berbasis data IRIS, 2015 dan Natawidjaja, 2007.

Gambar 8. Estimasi tiga kawasan kesenjangan seismik (seismic gap) di zona subduksi Jawa, semata berdasar pada rendahnya frekuensi kegempaan di tiga lokasi tersebut. Tiga seismic gap ini memiliki potensi untuk menjadi sumber gempa besar (atau bahkan malah gempa akbar) dan tsunami merusak bagi pesisir selatan pulau Jawa di masa yang akan datang. Sumber: Sudibyo, 2015 berbasis data IRIS, 2015 dan Natawidjaja, 2007.

Seismic gap pada segmen Sunda memiliki panjang sekitar 260 kilometer. Bila lebarnya dianggap 100 kilometer, maka magnitudo maksimum gempa tektonik yang bisa dilepaskannya mencapai 8,4. Sementara seismic gap di segmen Jawa Tengah panjangnya pun hampir sama, yakni sekitar 250 kilometer. Dengan lebar seismic gap ini juga dianggap 100 kilometer, maka magnitudo maksimum gempanya juga berkisar pada angka 8,4. Selain kedua segmen tersebut, ada pula kawasan menyerupai seismic gap namun berposisi lebih dekat ke daratan, yakni di cekungan busur muka. Kawasan tersebut berlokasi di lepas pantai Kabupaten Cilacap, Kebumen, Purworejo dan Kulonprogo. Karena juga berada di selatan Jawa Tengah, maka kawasan seismic gap ini dapatlah disebut sebagai segmen Jawa Tengah 2. Luas seismic gap pada segmen Jawa Tengah 2 lebih kecil, dengan panjang sekitar 150 kilometer dan lebar sekitar 100 kilometer. Dengan dimensi tersebut magnitudo maksimum untuk gempa tektonik yang bisa dilepaskan dari segmen Jawa Tengah 2 bisa mencapai 8,2. Dari angka-angka prakiraan ini dapat dimengerti mengapa ilmuwan kegempaan menempatkan gempa hipotetik dengan magnitudo maksimum 8,5 sebagai basis penyusunan peta bahaya tsunami dan peta evakuasi tsunami di pesisir selatan pulau Jawa.

Dengan ketiga seismic gap tersebut, maka pulau Jawa khususnya bagian selatan lebih rentan akan guncangan oleh gempa tektonik kuat atau malah gempa besar. Pesisir selatan pulau Jawa juga tetap berpotensi dilimbur tsunami. Bila segmen Sunda melepaskan energinya, tsunami merusak yang dibentuknya berpotensi menghantam pesisir selatan Jawa Barat, mulai dari Ujungkulon hingga Garut. Sebaliknya bila segmen Jawa Tengah yang melepaskan energinya, tsunami merusak berpotensi menghajar garis pantai selatan Jawa Tengah dan DI Yogyakarta serta sebagian Jawa Timur. Yakni mulai dari Cilacap hingga Blitar. Pesisir selatan Jawa Tengah dan DIY khususnya di antara Cilacap hingga Bantul juga berpotensi terkena hantaman tsunami merusak bilamana segmen Jawa Tengah 2 melepaskan energinya.

Gambar 9. Peta tingkat risiko bencana tsunami bagi pulau Jawa seperti dipublikasikan Badan Nasional Penanggulangan Bencana. Nampak jelas hampir segenap kabupaten/kota yang terletak di pesisir selatan pulau Jawa berisiko tinggi terhadap bencana tsunami. Sumber: BNPB, 2012.

Gambar 9. Peta tingkat risiko bencana tsunami bagi pulau Jawa seperti dipublikasikan Badan Nasional Penanggulangan Bencana. Nampak jelas hampir segenap kabupaten/kota yang terletak di pesisir selatan pulau Jawa berisiko tinggi terhadap bencana tsunami. Sumber: BNPB, 2012.

Meski karakteristik lebih lengkap dari zona subduksi Jawa belum sepenuhnya dipahami, namun kemungkinan eksistensi tiga seismic gap tersebut telah memberikan gambaran risiko pesisir selatan pulau Jawa terhadap ancaman bencana alam gempa bumi tektonik (khususnya gempa kuat atau bahkan gempa besar) dan bencana tsunami. Dengan risiko tersebut, langkah-langkah mitigasi pun mulai disusun. Khususnya dalam hal mitigasi bencana tsunami, yang memang lebih terprediksi, dalam aras mitigasi non fisik. Kabupaten dan kota yang berbatasan langsung dengan garis pantai selatan pulau Jawa telah mulai menyusun peta bahaya tsunami dan peta evakuasi tsunaminya masing-masing.

Secara akumulatif BNPB (Badan Nasional Penanggulangan Bencana) mencatat terdapat 23 kabupaten/kota yang berisiko terkena bencana tsunami di pulau Jawa. Secara akumulatif terdapat hampir 1,7 juta jiwa yang tinggal di pesisir kabupaten/kota yang berisiko tersebut. Berdasarkan jumlah jiwa yang berpotensi terpapar tsunami, Kota Cilacap (propinsi Jawa Tengah) adalah kawasan paling berisiko tsunami di pulau Jawa. Disusul dengan Kabupaten kebumen (juga di propinsi Jawa Tengah) pada peringkat kedua.

tsunami-jawa_kabupaten-terpaparBahan acuan:
Kementerian Pekerjaan Umum dan Perumahan Rakyat; 2006; Rehabilitasi Bencana Alam Gempa Bumi dan Tsunami di Selatan Pulau Jawa ; 25 Juli 2006

Anugrah dkk; 2015; A Preliminary Study of Paleotsunami Deposit Along the South Coast of East Java: Pacitan-Banyuwangi; AIP Conf. Proc. 1658, 050003 (2015). Bandung, Indonesia, 11–12 November 2014.

Adriansyah dkk; 2011; Pre-eliminary Results of Paleotsunami Investigation on Gunungkidul and Pacitan; Joint Convention IAGI-HAGI 2011, Makassar, Indonesia, 26-29 September 2011.

Kanamori; 2006; Seismological Aspects of the December 2004 Great Sumatta-Andaman Earthquake; Earthquake Spectra, 22 (S3). S1-S12. ISSN 8755-2930.

BNPB; 2012; Masterplan Pengurangan Risiko Bencana Tsunami; Badan Nasional Penanggulangan Bencana, Juni 2012.

Natawidjaja; 2007; Tectonic Setting Indonesia dan Pemodelan Gempa dan Tsunami; Pelatihan Pemodelan Tsunami Run-up, Kementerian Negara Riset dan Teknologi RI, 20 Agustus 2007.

Lavigne dkk; 2007; Field Observations of the 17 July 2006 Tsunami in Java; Nat. Hazards Earth Syst. Sci., 7 (2007), 177–183.

Synolakis dkk; 1995; Damage, Conditions of East Java 1994 of Tsunami Analyzed. Eos. Trans. AGU, vol. 76 no. 26 (June 1995), 257 & 261-261.

Yulianto dkk; 2010; Where the First Wave Arrives in Minutes, Indonesian Lessons on Surviving Tsunamis Near Their Sources; Intergovernmental Oceanographic Commission, United Nations Educational Scientific and Cultural Organisation, IOC-Brochure 2010-4.

Menemukan Chicxulub, di Balik Perburuan Kawah Pembunuh Dinosaurus

Tiap kali berbincang akan benda langit anggota tata surya yang berjuluk asteroid dan komet, di benak saya langsung terbayang sosok-sosok dinosaurus. Ya, pada kawanan hewan-hewan purba yang selama ini dipersepsikan berbadan besar dan tambun, meski sesungguhnya tidak seluruhnya demikian. Dinosaurus merajai seluruh benua selama ratusan juta tahun semenjak zaman Trias, tepatnya semenjak 231 juta tahun silam. Namun fosil-fosil mereka mendadak tak lagi dijumpai di lapisan-lapisan batuan yang berasal dari zaman Tersier awal, tepatnya mulai 65 juta tahun silam (atau dalam penelitian termutakhir, mulai 66 juta tahun silam). Dinosaurus tak menghilang sendirian. Dalam kurva kelimpahan genera makhluk hidup dari masa ke masa sepanjang 250 juta tahun terakhir yang disusun palentolog Jack Sepkoski dan David Raup yang dipublikasikan pada 1982 Tarikh Umum (TU) silam, jelas terlihat dinosaurus adalah bagian dari 76 % makhluk hidup sezaman yang mendadak menghilang. Selain dinosaurus, sejumlah anggota genera nanoplankton, tumbuhan darat, binatang laut dan darat tak bertulang belakang dan amfibi pun turut punah. Bedanya, mereka masih menyisakan sejumlah genera lainnya khususnya yang bertubuh kecil untuk bertahan hidup, sehingga tetap muncul dan bahkan berkembang pesat pada zaman geologi sesudahnya. Sementara sisanya beserta segenap dinosaurus, khususnya dinosaurus non burung, tak lagi dijumpai dalam kala dan zaman geologi sesudahnya.

Gambar 1. Ilustrasi saat kawanan dinosaurus seakan merajai Bumi hingga akhir zaman Kapur (kiri) dan kemudian mendadak mati bergelimpangan di zaman geologi setelahnya (kanan). Punahnya kawanan dinosaurus beserta 76 % genera makhluk hidup lainnya terjadi dalam waktu bersamaan pada 65 juta tahun silam. Inilah peristiwa pemusnahan massal terdahsyat kedua di Bumi dalam kurun 250 juta tahun terakhir. Sekaligus menandai transisi zaman Kapur ke Tersier. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 1. Ilustrasi saat kawanan dinosaurus seakan merajai Bumi hingga akhir zaman Kapur (kiri) dan kemudian mendadak mati bergelimpangan di zaman geologi setelahnya (kanan). Punahnya kawanan dinosaurus beserta 76 % genera makhluk hidup lainnya terjadi dalam waktu bersamaan pada 65 juta tahun silam. Inilah peristiwa pemusnahan massal terdahsyat kedua di Bumi dalam kurun 250 juta tahun terakhir. Sekaligus menandai transisi zaman Kapur ke Tersier. Sumber: Penfield, 2009.

Dinosaurus dan 76 % makhluk hidup sezaman itu menjadi korban dari peristiwa pemusnahan massal dalam skala global yang amat mencekik. Mulai dasawarsa 1980-an pencarian akan penyebab peristiwa dramatis tersebut mewarnai dunia ilmu pengetahuan yang terus berlanjut hingga ke abad ke-21 TU. Pencarian pun mengerucut pada dua kandidat. Yang pertama adalah dugaan peristiwa tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah raksasa Chicxulub (baca : chic-sa-lube) di sebagian Semenanjung Yucatan dan Teluk Meksiko (kini bagian dari Meksiko). Sementara kandidat kedua adalah dugaan letusan mahadahsyat gunung berapi areal yang memuntahkan magma basaltik dalam volume gigantis yang memproduksi Dataran Tinggi Dekan (kini bagian dari India). Keduanya terjadi pada rentang waktu hampir bersamaan dalam skala waktu geologi, yakni di perbatasan zaman Kapur dan Tersier sekitar 65 juta tahun silam. Sifat kedua kandidat itu sangat berbeda. Tumbukan pembentuk kawah Chicxulub berlangsung sangat singkat, hanya dalam waktu beberapa detik hingga beberapa jam saja. Sementara letusan gigantis Dataran Tinggi Dekan berlangsung dalam waktu hingga sejuta tahun

Setiap kandidat memiliki pendukungnya masing-masing. Namun hampir tiga dasawarsa kemudian, tepatnya pada tahun 2010 TU, terbentuk konsensus yang menyimpulkan tumbukan asteroid sebagai pembunuh dinosaurus dan pemusnah 76 % kelimpahan makhluk hidup sezaman. Setelah menganalisis seluruh literatur ilmiah terkait beserta segenap buktinya yang telah dihasilkan dalam dua dasawarsa terakhir, 41 ilmuwan prestisius dari berbagai disiplin ilmu seperti astronomi, kebumian dan geofisika menyepakati kesimpulan tersebut. Sebagai konsekuensinya, letusan gigantis Dataran Tinggi Dekan tak lagi dianggap sebagai penyebab peristiwa kepunahan massal 65 juta tahun silam. Meski mungkin berkontribusi dalam memperparah dampak lingkungan global akibat tumbukan asteroid raksasa tersebut.

Gambar 2. Peta anomali gravitasi kawasan Semenanjung Yucatan bagian utara yang memperlihatkan dengan jelas Struktur Chicxulub. Lingkaran putus-putus ditambahkan untuk mempertegas lokasi struktur. Terlihat jelas busur setengah lingkaran yang adalah cincin kawah raksasa Chicxulub. Kawah raksasa ini terkubur di bawah sedimen berumur Tersier setebal 600 meter. Sumber: Hildebrand dkk, 1990.

Gambar 2. Peta anomali gravitasi kawasan Semenanjung Yucatan bagian utara yang memperlihatkan dengan jelas Struktur Chicxulub. Lingkaran putus-putus ditambahkan untuk mempertegas lokasi struktur. Terlihat jelas busur setengah lingkaran yang adalah cincin kawah raksasa Chicxulub. Kawah raksasa ini terkubur di bawah sedimen berumur Tersier setebal 600 meter. Sumber: Hildebrand dkk, 1990.

Kawah raksasa Chicxulub adalah jejak paling jelas dari peristiwa tumbukan asteroid raksasa itu. Kawah tumbukan ini demikian akbar, berbentuk membulat dengan garis tengah tak kurang dari 170 kilometer. Namun ukuran sesungguhnya mungkin lebih besar lagi karena ada juga yang berpendapat terdapat tanda-tanda bahwa diameter kawah ini mencapai 300 kilometer. Kawah raksasa Chicxulub lahir kala asteroid raksasa bergaris tengah antara 5 hingga 15 kilometer jatuh menumbuk Bumi 65 juta tahun silam dalam peristiwa tumbukan benda langit. Tumbukan ini melepaskan energi kinetik yang sungguh luar biasa besar. Paling tidak 100 juta megaton energi dilepaskan, yang setara dengan peletusan 5 milyar bom nuklir Hiroshima secara serempak. Jika dibandingkan dengan energi letusan Gunung Toba 74.000 tahun silam, maka letusan gunung berapi terdahsyat di Bumi dalam 27 juta tahun terakhir itu hanyalah seper duaratus energi tumbukan asteroid raksasa ini. Apalagi jika dibandingkan dengan Peristiwa Chelyabinsk 2013 kemarin. Jelas sudah, inilah bencana alam terdahsyat dengan skala yang luar biasa !

Asteroid raksasa itu jatuh di perairan Teluk Meksiko purba yang adalah laut dangkal dengan kedalaman sekitar 150 meter. Maka megatsunami pun tercipta dan segera berderap mengarungi samudera. Gelombang setinggi ratusan meter menderu membanjiri pesisir-pesisir Amerika purba yang berhadapan. Bahkan di Eropa dan Afrika purba yang sudah cukup jauh dari lokasi tumbukan, tinggi megatsunami itu masih sekitar 100 meter kala tiba di pesisir.Namun bukan megatsunaminya yang menjadi masalah global yang sangat serius. Pembentukan kawah raksasa Chicxulub dibarengi semburan milyaran ton debu hingga jauh tinggi ke atmosfer. Pada saat yang sama, bongkah-bongkah batuan produk tumbukan yang terlontar ke angkasa sebagian berjatuhan lagi ke Bumi menjadi meteor dalam jumlah luar biasa besar. Udara pun terpanaskan hebat hingga kebakaran hutan spontan pun terjadilah dimana-mana bersamaan dengan badai api. Sebagai hasilnya milyaran ton jelaga pun terhembus ke udara. Selain debu dan jelaga, milyaran ton aerosol sulfat pun terlepas. Sulfat ini berasal dari gas belerang (sulfur dioksida), yang terbebaskan saat asteroid raksasa menumbuk dasar Teluk Meksiko yang dipenuhi endapan gipsum. Gas Belerang yang terproduksi segera bertemu uap air di atmosfer menjadi aerosol sulfat.

Gambar 3. Detik-detik tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah raksasa Chicxulub, berdasarkan simulasi tiga dimensi oleh laboratorium nuklir Los Alamos (Amerika Serikat). Asteroid datang dari arah selatan-tenggara dari altitud 45°. Skala suhu dinyatakan dalam eV (elektronvolt), dengan 0,5 eV = 5.527° Celcius dan 0,01 eV = minus 157° Celcius. Simulasi memperlihatkan saat asteroid menumbuk Bumi di Teluk Meksiko purba, milyaran ton material tumbukan disemburkan ke langit selagi kawah tumbukan raksasa terbentuk. SUmber: Los Alamos National Laboratory, 2007.

Gambar 3. Detik-detik tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah raksasa Chicxulub, berdasarkan simulasi tiga dimensi oleh laboratorium nuklir Los Alamos (Amerika Serikat). Asteroid datang dari arah selatan-tenggara dari altitud 45°. Skala suhu dinyatakan dalam eV (elektronvolt), dengan 0,5 eV = 5.527° Celcius dan 0,01 eV = minus 157° Celcius. Simulasi memperlihatkan saat asteroid menumbuk Bumi di Teluk Meksiko purba, milyaran ton material tumbukan disemburkan ke langit selagi kawah tumbukan raksasa terbentuk. SUmber: Los Alamos National Laboratory, 2007.

Ketiganya membumbung tinggi hingga memasuki lapisan stratosfer dan terdistribusikan ke segala arah. Karena berada di lapisan stratosfer, mereka tak bisa terlarut dan turun bersama air hujan. Hanya gravitasi yang mampu menurunkannya kembali ke permukaan Bumi. Namun dengan ukuran butir-butir debu, jelaga dan aerosol sulfat yang kecil, butuh waktu bertahun-tahun bagi gravitasi untuk bekerja mengendapkannya. Sepanjang waktu itu milyaran ton debu halus, jelaga dan aerosol sulfat terus melayang-layang dalam lapisan stratosfer. Tak sekedar melayang, mereka berkoalisi membentuk lapisan tabir surya alamiah khas produk tumbukan. Aerosol sulfat merupakan penyerap sinar Matahari yang efektif. Sementara debu dan jelaga menjadi pemantul sinar Matahari yang tak kalah efektifnya. Kehadiran ketiganya dalam jumlah luar biasa besar sebagai tabir surya alamiah di lapisan stratosfer menghalangi pancaran sinar Matahari yang seharusnya tiba di paras Bumi. Selain diserap, tabir surya tersebut juga memantulkan kembali sejumlah sinar Matahari ke angkasa, yang membuat albedo Bumi meningkat. Kombinasi kedua efek tersebut membuat intensitas sinar Matahari yang diterima di daratan dan lautan merosot demikian dramatis. Sehingga Bumi menjadi remang-remang gulita. Simulasi menunjukkan bahkan di siang bolong sekalipun situasinya masih lebih gelap ketimbang malam berhias Bulan purnama di hari yang normal.

Gambar 4. Bagaimana tumbukan asteroid raksasa pembentuk kawah raksasa Chicxulub mampu membangkitkan kebakaran hutan spontan dalam lingkup global diperlihatkan dalam simulasi ini. Pada detik-detik pertama pasca tumbukan (kiri), suhu tinggi akibat paparan sinar panas dan guyuran material produk tumbukan hanya mewarnai daratan Amerika Utara purba, hingga menimbulkan badai api. Namun dalam hampir 17 jam pasca tumbukan (kanan), badai api telah melingkupi sebagian besar permukaan Bumi. Khususnya akibat guyuran material produk tumbukan yang sempat terlontar melampaui atmosfer dan kembali ke Bumi sebagai trilyunan meteor. Jejak kebakaran hutan spontan yang bersifat global ini terekam jelas pada lapisan lempung tipis di batas sedimen zaman Kapur dan Tersier. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 4. Bagaimana tumbukan asteroid raksasa pembentuk kawah raksasa Chicxulub mampu membangkitkan kebakaran hutan spontan dalam lingkup global diperlihatkan dalam simulasi ini. Pada detik-detik pertama pasca tumbukan (kiri), suhu tinggi akibat paparan sinar panas dan guyuran material produk tumbukan hanya mewarnai daratan Amerika Utara purba, hingga menimbulkan badai api. Namun dalam hampir 17 jam pasca tumbukan (kanan), badai api telah melingkupi sebagian besar permukaan Bumi. Khususnya akibat guyuran material produk tumbukan yang sempat terlontar melampaui atmosfer dan kembali ke Bumi sebagai trilyunan meteor. Jejak kebakaran hutan spontan yang bersifat global ini terekam jelas pada lapisan lempung tipis di batas sedimen zaman Kapur dan Tersier. Sumber: Penfield, 2009.

Akibatnya sungguh buruk. Selain membuat suhu rata-rata paras Bumi anjlok dramatis dan jumlah penguapan pun berkurang dramatis dengan segala implikasinya ke sistem iklim dan cuaca Bumi, minimnya sinar Matahari juga memaksa tumbuh-tumbuhan darat dan fitoplankton di lautan berhenti berfotosintesis. Pelan namun pasti produsen makanan itu pun mati. Imbasnya segera merambat ke rantai makanan dan jaring-jaring makanan di segenap penjuru. Hewan-hewan yang menjadi konsumen, baik konsumen tingkat 1, 2 maupun 3 segera menyusul bergelimpangan akibat kelaparan. Dapat dikatakan segenap makhluk hidup yang bobotnya lebih dari 20 kilogram tewas bertumbangan. Hanya hewan-hewan kecil dan tumbuh-tumbuhan perintis saja yang sanggup bertahan.

Gravitasi dan Magnetik

Tumbukan asteroid raksasa yang membentuk kawah raksasa Chicxulub mendorong kehidupan di Bumi memasuki saat-saat terpedihnya. Di era kontemporer, khususnya semenjak dasawarsa 1990-an, kengerian akan peristiwa ini mulai mengetuk pintu kesadaran umat manusia akan Bumi yang tidaklah steril dari hantaman komet dan asteroid, sebagaimana yang juga dialami planet-planet lainnya. Wajah Bumi pun pernah diwarnai kawah-kawah raksasa produk tumbukan, meski perjalanan waktu membuatnya dipahat erosi intensif atau bahkan terkubur di bawah ketebalan sedimen. Mata dunia semakin terbuka setelah menyaksikan untuk pertama kalinya bagaimana tumbukan benda langit bekerja, di planet lain. Selama tujuh hari berturut-turut semenjak 16 hingga 22 Juli 1994 TU, dunia menyaksikan bagaimana 21 fragmen komet Shoemaker-Levy 9 berjatuhan ke planet Jupiter. Secara akumulatif energi yang dilepaskannya pun mencapai ratusan juta megaton TNT, sebanding dengan peristiwa tumbukan asteroid raksasa 65 juta tahun silam. Kini asteroid dan komet pun dipandang dalam perspektif baru. Komet misalnya, tak lagi hanya dilihat sebagai benda langit eksotik yang mempunyai ‘ekor’ mempesona, namun juga menjadi salah satu potensi bahaya bagi Bumi meski dalam perspektif yang sangat berbeda dibanding ungkapan Aristoteles 2.000 tahun silam.

Gambar 5. Saat-saat megatsunami setinggi ratusan meter menjalar di Teluk Meksiko hanya dalam beberapa detik pasca tumbukan asteroid raksasa, dalam simulasi Ward. Asteroid jatuh dari arah selatan-tenggara. Simulasi tsunami disesuaikan dengan situasi Teluk Meksiko purba 65 juta tahun silam, yang lebih luas dari sekarang. Garis hitam menunjukkan garis pantai modern. Megatsunami produk tumbukan asteroid raksasa ini menjalar ke segala arah dan meninggalkan jejak dimana-mana. Termasuk ke dalam laut pedalaman Amerika, yang kini telah tertutup. Sumber: Ward, t.t.

Gambar 5. Saat-saat megatsunami setinggi ratusan meter menjalar di Teluk Meksiko hanya dalam beberapa detik pasca tumbukan asteroid raksasa, dalam simulasi Ward. Asteroid jatuh dari arah selatan-tenggara. Simulasi tsunami disesuaikan dengan situasi Teluk Meksiko purba 65 juta tahun silam, yang lebih luas dari sekarang. Garis hitam menunjukkan garis pantai modern. Megatsunami produk tumbukan asteroid raksasa ini menjalar ke segala arah dan meninggalkan jejak dimana-mana. Termasuk ke dalam laut pedalaman Amerika, yang kini telah tertutup. Sumber: Ward, t.t.

Namun jarang diketahui bahwa upaya pencarian, penemuan dan hubungan antara kawah raksasa Chicxulub dengan peristiwa pemusnahan massal 65 juta tahun silam berjalan dalam rangkaian yang mirip kisah-kisah detektif. Di dalamnya ada luapan energi dan semangat para pencarinya, yang ditingkahi pula dengan penolakan demi penolakan hingga hampir tiga dasawarsa seiring benturan asimetrik antara ‘kubu’ amatir vs profesional, sebelum kemudian bukti-bukti yang meyakinkan datang.

Ilmu tumbukan benda langit merupakan salah satu cabang ilmu pengetahuan yang usianya masih sangat muda. Secara formal cabang ilmu ini lahir pada 1963 TU seiring kerja keras Eugene M. Shoemaker, Nicholas M. Short, Edward Chao, B.M. French dan W. von Engelhardt dalam menganalisis dampak ledakan nuklir di medan percobaan nuklir Nevada (Amerika Serikat). Kala sebuah bom nuklir yang berjuluk Sedan (kekuatan 104 kiloton TNT) diledakkan di kedalaman 192 meter dari paras Bumi pada 5 Juli 1962 TU dan membentuk lubang kawah yang besar, Shoemaker sangat tertarik dengan morfologi kawahnya. Kawah produk ledakan Sedan memiliki diameter 426 meter dengan kedalaman 107 meter. Ia pun segera membandingkan kawah Sedan dengan kawah Barringer (Meteor) di Arizona (juga di Amerika Serikat) yang telah lama mengundang kontroversi akan asal-usulnya.

Perbandingan itu menunjukkan kawah Barringer nampaknya terbentuk oleh pelepasan energi 3,5 megaton TNT. Sementara analisis petrologi oleh M. Short menyimpulkan mineral-mineral kuarsa di dasar kawah Sedan telah mengalami metamorfosis dinamik tingkat tinggi akibat hadirnya tekanan sangat tinggi, minimal 200 ribu ton per meter persegi. Sementara di Arizona, analisis petrologi serupa yang dilakukan trio Chao, French dan Engelhardt di dasar kawah Barringer pun menemukan pola metamorfosis kuarsa yang sama. Ini memperlihatkan kawah Barringer juga dibentuk oleh aksi pelepasan energi yang melibatkan tekanan sangat tinggi. Secara alamiah hal semacam itu hanya bisa dihasilkan oleh tumbukan komet atau asteroid ke Bumi. Inilah tonggak berdirinya cabang ilmu tumbukan benda langit, sebagai hasil perkawinan silang antara ilmu kebumian dengan astronomi. Mulai saat itu para geolog harus lebih berhati-hati dalam mendeskripsikan morfologi cekungan bulat (bowl-shaped) di paras Bumi, tidak lagi sekedar mengidentifikasinya sebagai kawah maar, dolina, kaldera mud volcano ataupun erosi kubah garam.

Gambar 6. Perbandingan antara rekaman stratigrafis dan skematis kehidupan biotik di sekitar batas zaman Kapur dan Tersier, atau di sekitar batas Kapur-Paleogene, dengan catatan kimiawi dan mineralogis dari lubang bor Atlantik Utara (ODP 207), yang diperbandingkan lagi dengan unit-unit erupsi di Dataran Tinggi Dekan. Nampak jelas mayoritas spesies zaman Kapur punah di batas Kapur-Paleogene (A). Sementara spesies oportunistik sempat bertahan hingga awal Paleogene (B). Spesies baru juga muncul di awal Paleogene dan tersebar luas ke zaman berikutnya (C). Kepunahan ini ditandai pula dengan merosotnya isotop Karbon-13 (D), pertanda terjadinya gangguan berat terhadap siklus karbon. Juga terjadi penurunan kalsit (E), yang menandakan aktivitas pengendapan karbonat di lautan terganggu. Sementara konsentrasi Iridium, sebagai penanda utama terjadinya tumbukan komet/asteroid, sempat melonjak dramatis di batas Kapur-Paleogene (F). Tak satupun dari rekaman kehidupan biotik dan catatan kimiawi-mineralogis tersebut yang berkorespondensi dengan letusan-letusan di Dataran Tinggi Dekan/Deccan traps (G), mengingat letusan gigantis tersebut telah dimulai semenjak 600 ribu tahun sebelum batas Kapur-Paleogene. Sumber: Schulte dkk, 2010.

Gambar 6. Perbandingan antara rekaman stratigrafis dan skematis kehidupan biotik di sekitar batas zaman Kapur dan Tersier, atau di sekitar batas Kapur-Paleogene, dengan catatan kimiawi dan mineralogis dari lubang bor Atlantik Utara (ODP 207), yang diperbandingkan lagi dengan unit-unit erupsi di Dataran Tinggi Dekan. Nampak jelas mayoritas spesies zaman Kapur punah di batas Kapur-Paleogene (A). Sementara spesies oportunistik sempat bertahan hingga awal Paleogene (B). Spesies baru juga muncul di awal Paleogene dan tersebar luas ke zaman berikutnya (C). Kepunahan ini ditandai pula dengan merosotnya isotop Karbon-13 (D), pertanda terjadinya gangguan berat terhadap siklus karbon. Juga terjadi penurunan kalsit (E), yang menandakan aktivitas pengendapan karbonat di lautan terganggu. Sementara konsentrasi Iridium, sebagai penanda utama terjadinya tumbukan komet/asteroid, sempat melonjak dramatis di batas Kapur-Paleogene (F). Tak satupun dari rekaman kehidupan biotik dan catatan kimiawi-mineralogis tersebut yang berkorespondensi dengan letusan-letusan di Dataran Tinggi Dekan/Deccan traps (G), mengingat letusan gigantis tersebut telah dimulai semenjak 600 ribu tahun sebelum batas Kapur-Paleogene. Sumber: Schulte dkk, 2010.

Pada tahun 1966 TU pemuda belia Robert Baltosser yang juga geofisikawan yunior di Seismographic Service Corp, Tulsa (Amerika Serikat) berangkat ke Meksiko. Ia bertugas menganalisis data gravitasi PEMEX (perusahaan perminyakan nasional Meksiko) di kawasan Semenanjung Yucatan bagian utara, seiring terpilihnya tempat kerjanya sebagai salah satu kontraktor PEMEX. Sudah hampir dua dasawarsa PEMEX dibingungkan oleh teka-teki Semenanjung Yucatan. Selama lima tahun sejak 1947 TU, PEMEX telah melakukan survei gravitasi di kawasan ini dengan harapan menemukan cekungan-cekungan potensial kaya minyak bumi. Mereka berhasil mengidentifikasi pola aneh setengah-melingkar di Semenanjung Yucatan bagian utara. Pola seperti itu biasanya menunjukkan ada sesuatu yang terpendam di dalam tanah. Berharap menjumpai cadangan minyak baru, PEMEX mengebor bagian utara kawasan berpola aneh tersebut di dua titik berbeda, yakni di Chicxulub Puerto dan Sacapuc. Sayangnya pengeboran yang menembus kedalaman hampir 1.000 meter itu tidak menghasilkan setetes minyak pun. Namun geolog yang mengawasi pengeboran itu mencatat satu hal yang aneh. Jika pada 800 meter pertama pemboran hanya menembus sedimen karbonat dan gipsum yang cerah, sejak kedalaman 800 meter pengeboran mulai menembus batuan beku kegelapan. Geolog itu menginterpretasikannya sebagai andesit, batuan beku khas di gunung berapi. Maka PEMEX pun berkesimpulan sumurnya telah menembus gunung berapi purba yang telah lama mati. Sumur pun ditutup dan pemburu minyak beralih ke lokasi lain.

Gambar 7. Atas: dua buah cekungan/kawah yang morfologinya mirip meski dibentuk oleh penyebab yang berbeda. Kawah Sedan (diameter 426 meter) dibentuk oleh ujicoba peledakan nuklir Sedan yang melepaskan energi 104 kiloton TNT (kiri). Sementara Kawah Barringer (diameter 1.186 meter) dibentuk oleh tumbukan asteroid 50.000 tahun silam dengan pelepasan eenrgi 3,5 megaton TNT (kanan). Bawah: Sayatan tipis batuan pasir di bawah Kawah Sedan (kiri) dan Kawah Barringer (kanan) saat dilihat dengan mikroskop terpolarisasi. Nampak butir-butir batuannya memperlihatkan pola garis-garis lurus yang sama. Pola ini disebut planar deformation features (PDF) dan merupakan khas terjadinya metamorfosa akibat menerima tekanan yang sangat tinggi. Secara alamiah tekanan yang sangat tinggi di Bumi hanya bisa diproduksi oleh tumbukan komet/asteroid. Sumber: Atomic Energy Comission, 1965; French, 2008; M. Short, 2000.

Gambar 7. Atas: dua buah cekungan/kawah yang morfologinya mirip meski dibentuk oleh penyebab yang berbeda. Kawah Sedan (diameter 426 meter) dibentuk oleh ujicoba peledakan nuklir Sedan yang melepaskan energi 104 kiloton TNT (kiri). Sementara Kawah Barringer (diameter 1.186 meter) dibentuk oleh tumbukan asteroid 50.000 tahun silam dengan pelepasan eenrgi 3,5 megaton TNT (kanan). Bawah: Sayatan tipis batuan pasir di bawah Kawah Sedan (kiri) dan Kawah Barringer (kanan) saat dilihat dengan mikroskop terpolarisasi. Nampak butir-butir batuannya memperlihatkan pola garis-garis lurus yang sama. Pola ini disebut planar deformation features (PDF) dan merupakan khas terjadinya metamorfosa akibat menerima tekanan yang sangat tinggi. Secara alamiah tekanan yang sangat tinggi di Bumi hanya bisa diproduksi oleh tumbukan komet/asteroid. Sumber: Atomic Energy Comission, 1965; French, 2008; M. Short, 2000.

Dua dasawarsa kemudian, pola setengah-melingkar itu tetap mengusik benak geofisikawan PEMEX. Apalagi harga minyak sedang meningkat sehingga penemuan cekungan-cekungan baru menjadi kebutuhan mendesak. Maka dipanggillah perusahaan yang mempekerjakan Baltosser. Kebetulan pemuda ini baru saja usai memetakan struktur Wells Creek di Tennesse (Amerika Serikat) secara gravitasi. Wells Creek adalah sebuah struktur bergaris tengah 13 kilometer yang sudah dipastikan sebagai produk tumbukan asteroid/komet, seiring telah teridentifikasinya kuarsa termetamorfosis dinamik tingkat tinggi didasarnya. Survei gravitasi Baltosser mengukuhkan hal itu, khususnya melalui peta anomali gravitasinya. Tatkala geofisikawan PEMEX menyodorkannya peta gravitasi Semenanjung Yucatan, Baltosser segera menyadari pola aneh setengah-melingkar itu memiliki banyak kemiripan dengan Wells Creek, hanya saja ukurannya 10 kali lebih besar. Maka spontan Baltosser pun berargumen pola setengah-melingkar di Semenanjung Yucatan itu jejak kawah tumbukan.

Namun sebuah perubahan dramatis tak terduga datang menerpa. Manajemen PEMEX sedang melaksanakan reorganisasi disertai perampingan pada semua lini. Geofisikawan PEMEX yang menjadi partner Baltosser turut diberhentikan. PEMEX juga menerapkan peraturan baru yang lebih ketat. Sehingga semua data hasil survei, termasuk peta yang dilihat Baltosser, tidak diperbolehkan keluar dari lingkungan PEMEX apalagi digandakan dan disebarluaskan. Baltosser pun pulang ke Tulsa sembari memendam rasa penasaran akan apa yang dilihatnya. Namun tanpa data di tangan untuk dianalisis, ia tak bisa berbuat apa-apa.

Gambar 8. Glenn Penfield (tengah) dan Antonio Camargo (kanan), bersama dengan Luis Alvarez (kiri) dalam sebuah pertemuan ilmiah di Houston, tahun 1994 TU. Penfield dan Camargo adalah sepasang detektif sains yang memburu kawah raksasa Chicxulub dengan gigih dan berusaha menunjukkannya sebagai kawah raksasa produk tumbukan asteroid yang memusnahkan dinosaurus dan 76 % makhluk hidup lainnya. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 8. Glenn Penfield (tengah) dan Antonio Camargo (kanan), bersama dengan Luis Alvarez (kiri) dalam sebuah pertemuan ilmiah di Houston, tahun 1994 TU. Penfield dan Camargo adalah sepasang detektif sains yang memburu kawah raksasa Chicxulub dengan gigih dan berusaha menunjukkannya sebagai kawah raksasa produk tumbukan asteroid yang memusnahkan dinosaurus dan 76 % makhluk hidup lainnya. Sumber: Penfield, 2009.

Bonanza minyak pasca berkecamuknya Perang Arab-Israel 1973 membuat permintaan minyak dunia kian melonjak. Seperti perusahaan minyak lainnya, PEMEX pun kian agresif mencari cekungan-cekungan minyak yang baru untuk mempertahankan dan bahkan meningkatkan produksinya. Segera PEMEX kembali mendiskusikan pola setengah-melingkar yang unik di Semenanjung Yucatan. Meski satu dasawarsa sebelumnya Baltosser menganggapnya sebagai kawah tumbukan, tak satupun geolog dan geofisikawan PEMEX yang sepaham. Mereka tetap memperkukuhi argumen gunung berapi purba dan menyebut kawasan Semenanjung Yucatan itu sebagai Central Yucatan Igneous Zone. Atas nama profesionalitas, mereka mengabaikan pendapat Baltosser dan menganggapnya sebagai sekedar imajinasi anak muda amatiran yang penuh energi menggelegak, masih idealis dan belum tahu apa-apa tentang realitas dunia. Namun PEMEX tetap membutuhkan survei baru sebagai pembanding guna mengetahui lebih lanjut apa yang tersembunyi di bawah Semenanjung Yucatan dan kawasan lepas pantainya. Syukur-syukur ada prospek minyak yang bisa dibor.

Maka pada 1978 TU datanglah perusahaan survei Western Geophysical (juga dari Amerika Serikat) sebagai pemain baru. Dalam rombongan ini terdapat pula Glenn Penfield, seorang geofisikawan ingusan namun sudah berpengalaman dengan pengukuran dan pembuatan peta magnetik kawasan. Selama tiga bulan di tahun 1976 TU Penfield menghabiskan waktunya di Alaska untuk melaksanakan survei aeromagnetik menggunakan radas magnetometer yang diterbangkan pesawat. Lebih dari 25.000 kilometer lintasan penerbangan ditempuhnya, beberapa melalui gunung-gemunung berapi besar di Alaska. Sehingga bagaimana anomali magnetis khas gunung berapi telah menjadi pengetahuannya, baik gunung berapi aktif yang tersingkap di paras Bumi maupun gunung berapi purba yang terpendam jauh di dalam tanah.

Divisi Aerosurvey perusahaan Western Geophysics mulai melaksanakan survei aeromagnetik di Semenanjung Yucatan sejak April 1978 TU. Selama berbulan-bulan kemudian Penfield dan rekan-rekannya menghabiskan waktu untuk terbang di atas kawasan pada altitud 5.000 meter dpl dengan lintasan barat-timur sejauh 400 kilometer. Lintasan terbang selanjutnya hanya bergeser 4 kilometer di sebelah lintasan terbang sebelumnya. Setelah usai, rute pesawat diubah menjadi berarah utara-selatan juga sejauh 400 kilometer, Namun selisih antar lintasan kali ini lebih lebar, yakni 20 kilometer. Dengan cara ini maka dihasilkan peta magnetik Teluk Meksiko dengan resolusi hingga 30 meter. Secara akumulatif panjang lintasan penerbangan survei tersebut mencapai kurang lebih 25.000 kilometer.

Gambar 9. Kiri: dua dari sekian banyak rekaman analog akan anomali magnetik di Semenanjung Yucatan bagian utara, yang diperoleh Penfield selama survei aeromagnetik bersama perusahaan Western Geophysics di tahun 1978 TU. Kanan: saat rekaman-rekaman anomali magnetik diolah dalam perangkat lunak geofisika, terlihat bahwa semua anomali magnetik tersebut terkumpul dalam satu kawasan besar berbentuk melingkar dengan diameter tak kurang dari 90 kilometer. Kawasan anomali magnetik ini berimpit dengan Central Yucatan Igneous Zone, namun Penfield kemudian memperkenalkan istilah Struktur Chicxulub. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 9. Kiri: dua dari sekian banyak rekaman analog akan anomali magnetik di Semenanjung Yucatan bagian utara, yang diperoleh Penfield selama survei aeromagnetik bersama perusahaan Western Geophysics di tahun 1978 TU. Kanan: saat rekaman-rekaman anomali magnetik diolah dalam perangkat lunak geofisika, terlihat bahwa semua anomali magnetik tersebut terkumpul dalam satu kawasan besar berbentuk melingkar dengan diameter tak kurang dari 90 kilometer. Kawasan anomali magnetik ini berimpit dengan Central Yucatan Igneous Zone, namun Penfield kemudian memperkenalkan istilah Struktur Chicxulub. Sumber: Penfield, 2009.

Sejak hari pertama survei aeromagnetik, Penfield sudah mendeteksi anomali medan magnetik di titik tertentu. Anomalinya memang kecil, antara 1 hingga 5 nanoTesla di atas rata-rata. Namun cakupan areanya cukup besar. Titik-titik anomali tersebut dijumpai di hampir setiap lintasan penerbangan survei, sepanjang April hingga Agustus 1978 TU. Setelah penerbangan usai, mulailah analisis dilakukan dalam periode September 1978 hingga Maret 1979 TU. Titik-titik anomali tiap lintasan penerbangan survei dimasukkan dalam perangkat lunak pengolah data Western Geophysics. Perangkat lunak itu juga memadukannya dengan peta topografi daratan Semenanjung Yucatan dan batimetri Teluk Meksiko. Hasilnya, ditemukanlah sebuah kawasan anomali magnetik yang sangat besar. Kawasan tersebut terkonsentrasi dalam sebuah struktur sirkular mengesankan berdiameter lebih dari 90 kilometer dan berimpit dengan Central Yucatan Igneous Zone.

Selain memanfaatkan perangkat lunak, Penfield juga menggunakan cara konvensional. Mereka mengeplot titik-titik anomali tersebut ke dalam peta kawasan. Keduanya merasa takjub saat melihat sejumlah titik di peta ternyata membentuk pola setengah-melingkar. Penfield pun berbagi cerita dengan rekan geofisikawannya di PEMEX. Si rekan, yang sama takjubnya, segera menggali timbunan arsip dan menyodorkan peta gravitasi Semenanjung Yucatan yang dilihat Baltosser satu dasawarsa sebelumnya. Kala dua peta ini digabungkan, jelas terlihat terlihat bagaimana pola setengah-melingkar peta gravitasi dan pola setengah-melingkar peta aeromagnetik membentuk satu kesatuan struktur sirkular bergaris tengah lebih dari 100 kilometer. Sama persis dengan hasil olahan perangkat lunak. Mengacu pengalamannya selama di Alaska, pola anomali magnetik berskala besar di Semenanjung Yucatan sangat berbeda dengan yang umumnya dijumpai di gunung berapi, baik aktif maupun purba. Penfield pun sependapat dengan Baltosser, bahwa Central Yucatan Igneous Zone lebih mungkin merupakan kawah tumbukan raksasa yang terpendam. Maka, sejak Agustus 1978 TU nama Struktur Chicxulub pun mulai bergaung.

Tapi senasib dengan Baltosser, PEMEX pun mengabaikan pendapat Penfield dan melemparkan laporannya ke kolong arsip di gudang data. Sesuai kebijakannya, PEMEX juga melarang Penfield memublikasikan apapun yang berbasis data PEMEX. Pada 1979 TU, PEMEX kembali mengebor daratan Yucatan di Yaxcopoil. Pengeboran sedalam 1.800 meter itu lagi-lagi tidak menemukan minyak, sehingga sumur pun ditutup dan ditinggalkan. Namun geolog yang menyupervisi pengeboran, yakni Burkhard Dressler dan David Kring, menjumpai keanehan yang mirip dengan temuan di sumur Chicxulub Puerto dan Sacapuc tiga dasawarsa sebelumnya. Pada kedalaman 800 meter tidak lagi dijumpai sedimen karbonat dan gipsum, namun justru ditemukan bebatuan mirip breksi, sejenis batuan sedimen yang tersusun dari bongkahan-bongkahan batu bersudut tajam. Breksi juga biasa dijumpai di kawasan gunung berapi, sehingga PEMEX tanpa ragu mengatakan sumur Yaxcopoil pun menembus gunung berapi purba di Central Yucatan Igneous Zone.

Menemukan Chicxulub

Selagi PEMEX dibingungkan oleh teka-teki Semenanjung Yucatan namun sibuk memperkukuhi argumen gunung berapi purba, satu kuartet ilmuwan menggoncangkan dunia ilmu geologi, astronomi, biologi dan fisika lewat publikasi menggemparkan. Dalam bulan Juni 1980 TU kuartet ilmuwan Luis W. Alvarez, Walter Alvarez, Frank Asaro dan Helen Michel dari University of California (Berkeley) mengumumkan temuan tentang hubungan peristiwa pemusnahan massal 65 juta tahun silam dengan sumber ekstraterestrial berupa tumbukan komet/asteroid. Lewat analisis terhadap lapisan lempung hitam tipis yang terjepit di antara sedimen zaman Kapur dan Tersier dari sejumlah singkapan seperti di Gubbio (Italia), Stevns Klint (Denmark) dan Woodside Creek (Selandia Baru), mereka menemukan konsentrasi Iridium cukup pekat. Yakni antara 30 hingga 160 kali di atas normal. Iridium adalah salah satu logam yang ditemukan berlimpah dalam meteorit namun tidak di paras Bumi. Sehingga jika di daratan atau lautan terdapat temuan konsentrasi Iridium nan pekat, jelas sumbernya adalah debu-debu meteor dari langit. Jika Iridium di lempung hitam tipis tersebut dianggap berasal dari pengendapan debu-debu antariksa, maka butuh waktu setidaknya 500 ribu tahun untuk mencapai konsentrasi sepekat itu. Namun berselang setahun kemudian lewat analisis singkapan Caravaca (Spanyol), Jan Smit menyimpulkan deposisi lempung hitam berlangsung jauh lebih cepat yakni hanya dalam waktu sekitar 50 tahun.

Gambar 10. Contoh lapisan lempung hitam di batas zaman Kapur-Tersier (batas Kapur-Paleogene) yang tersingkap sangat baik di lembah Raton, Colorado (Amerika Serikat). Di bawahnya terdapat sedimen zaman Kapur yang mengindikasikan lingkungan pengendapan berawa-rawa. Sementara diatasnya terdapat sedimen zaman Tersier (Paleogene). Karena relatif dekat dengan kawah raksasa Chicxulub, lempung hitam di sini relatif tebal dan terdiri dari dua sub-lapisan. Sub-lapisan bawah merupakan endapan produk pembentukan kawah raksasa Chicxulub. Sementara sub-lapisan atas (tebal 5 mm) berasal dari material asteroid penumbuk dan debu jelaga produk kebakaran hutan global. Sumber: Brien, 2006.

Gambar 10. Contoh lapisan lempung hitam di batas zaman Kapur-Tersier (batas Kapur-Paleogene) yang tersingkap sangat baik di lembah Raton, Colorado (Amerika Serikat). Di bawahnya terdapat sedimen zaman Kapur yang mengindikasikan lingkungan pengendapan berawa-rawa. Sementara diatasnya terdapat sedimen zaman Tersier (Paleogene). Karena relatif dekat dengan kawah raksasa Chicxulub, lempung hitam di sini relatif tebal dan terdiri dari dua sub-lapisan. Sub-lapisan bawah merupakan endapan produk pembentukan kawah raksasa Chicxulub. Sementara sub-lapisan atas (tebal 5 mm) berasal dari material asteroid penumbuk dan debu jelaga produk kebakaran hutan global. Sumber: Brien, 2006.

Karena lapisan lempung hitam sejenis tersingkap pula di berbagai penjuru (dalam catatan terkini, ditemukan di lebih dari 350 singkapan di lima benua) Alvarez dkk meyakini skala peristiwa yang menyebabkannya bersifat global. Perhitungan Alvarez dkk menyimpulkan bahwa lempung hitam tipis tersebut hanya bisa dibentuk oleh tumbukan komet/asteroid berdiameter 10 +/- 4 km. Tumbukan komet/asteroid sebesar itu bakal menimbulkan kawah tumbukan raksasa bergaris tengah tak kurang dari 200-an kilometer. Tumbukan seukuran ini memproduksi debu sangat banyak yang terhambur ke atmosfer dan berperan sebagai tabir surya sehingga intensitas sinar Matahari di di paras Bumi turun drastis. Perhitungan menunjukkan pada puncaknya intensitas sinar Matahari yang diterima paras Bumi tinggal sepersepuluh juta dari normalnya. Maka fotosintesis akan terhenti, yang segera membunuh fitoplankton dan flora berdaun hijau. Selanjutnya giliran kawanan fauna yang tumbang berkalang tanah. Sayangnya Alvarez dkk tidak bisa menyodorkan bukti dimana lokasi kawah raksasa tersebut. Belakangan pada tahun 1984 TU Bruce Bohor dkk dari United States Geological Survey memperkuat argumen Alvares dkk. Bohor dkk menemukan butir-butir kuarsa yang termetamorfosis dinamik tingkat tinggi dalam lempung hitam di tepi Madrid Road, Colorado (Amerika Serikat). Setahun kemudian giliran Wendy Wolbach yang menemukan bahwa lapisan lempung hitam itu sangat kaya dengan butir-butir karbon mikro hasil kebakaran hutan konifer dalam skala global.

Penfield menyimak publikasi menggemparkan tersebut dan segera menyadari Struktur Chicxulub mungkin adalah kawah raksasa yang dibicarakan Alvarez dkk. Berdasar ketebalan sedimen di atas batuan mirip andesit/breksi di sumur Chicxulub Puerto dan Yaxcopoil, Penfield mengetahui umur struktur itu sekitar 80 juta tahun. Namun jika betul kawah tumbukan, umurnya bisa lebih muda karena faktor deposisi sedimen dasar kawah. Sehingga umur 65 juta tahun adalah masuk akal. Dengan rasa gembira meluap Penfield menghubungi Antonio Camargo, koleganya di Meksiko, menceritakan apa yang diketahuinya. Mereka akhirnya bersepakat untuk melaporkan Struktur Chicxulub serta kemungkinannya sebagai kawah raksasa penyebab pemusnahan massal 65 juta tahun silam dalam pertemuan ilmiah. Yang dituju adalah temu ilmiah geofisikawan dibawah tajuk Society of Exploration Geophysicist di Los Angeles (Amerika Serikat) pada bulan Oktober 1981. Di forum ini Penfield dan camargo memaparkan apa yang selama ini dikenal sebagai Central Yucatan Igneous Zone merupakan Struktur Chicxulub yang adalah kawah raksasa produk tumbukan komet/asteroid dan berkaitan dengan pemusnahan massal 65 juta tahun silam.

Gambar 11. Contoh lain lapisan lempung hitam di batas zaman Kapur-Tersier (batas Kapur-Paleogene) yang tersingkap sangat baik di dalam gua Geulhemmergroeve di dekat Geulhem (Belanda). Di sini baik sedimen zaman kapur maupun Tersier merupakan lempung. Dua orang geolog nampak sedang mengamati lapisan tipis lempung hitam yang memiliki nilai ilmiah sangat tinggi ini. Sumber:  Wilson, 2010.

Gambar 11. Contoh lain lapisan lempung hitam di batas zaman Kapur-Tersier (batas Kapur-Paleogene) yang tersingkap sangat baik di dalam gua Geulhemmergroeve di dekat Geulhem (Belanda). Di sini baik sedimen zaman kapur maupun Tersier merupakan lempung. Dua orang geolog nampak sedang mengamati lapisan tipis lempung hitam yang memiliki nilai ilmiah sangat tinggi ini. Sumber: Wilson, 2010.

Namun pertemuan Society of Exploration Geophysicist berlangsung bersamaan dengan pertemuan lain yang lebih presitisius, yakni Snowbird Conference di Utah (juga di Amerika Serikat). Berbeda dengan Society of Exploration Geophysicist, Snowbird conference dihadiri oleh para ilmuwan keplanetan, palentolog dan geolog yang secara khusus membahas peristiwa pemusnahan massal dan tumbukan komet/asteroid. Maka kala presentasi Penfield dan Camargo di Los Angeles ditanggapi dengan biasa-biasa saja dan bahkan cenderung dingin, konferensi di Utah justru begitu bersemangat menunggu pemaparan penyelidikan kandidat-kandidat kawah raksasa produk tumbukan yang memicu pemusnahan massal. Utah tak mengetahui sedikitpun bahwa Struktur Chicxulub sedang dipaparkan di Los Angeles. Nestapa Penfield bertambah setelah pejabat PEMEX mengecamnya secara terbuka. PEMEX kecewa data anomali magnetik milik mereka ternyata menjadi basis pemaparan di di Los Angeles.

Tapi Los Angeles jugalah yang mempertemukan Penfield dengan Carlos Byars, wartawan Houston Chronicle dan satu-satunya orang yang tertarik dengan presentasinya. Tanpa membuang waktu, Houston Chronicle edisi 13 Desember 1980 TU memajang artikel Penfield dan Camargo di halaman pertama dengan judul provokatif, lengkap dengan peta Struktur Chicxulub. Byars juga mempublikasikan tulisannya di majalah astronomi prestisius Sky and Telescope edisi Maret 1982 TU. Belakangan editor Sky and Telescope memangkas habis-habisan tulisannya sehingga hanya ditempatkan pada kolom singkat di halaman 249 dan 250. Byars pun khawatir tidak semua orang membacanya. Penfield sendiri terbang ke Houston (juga di Amerika Serikat) dan bertemu dengan pakar-pakar keplanetan di NASA Johnston Spaceflight Center. Salah satunya William Phinney. Phinney menekankan bahwa gagasan Struktur Chicxulub tidak akan dianggap remeh jika Penfield sanggup memperlihatkan bukti batuan metamorf dinamik tingkat tinggi dari struktur tersebut.

Gambar 12. Citra rupabumi kawasan Semenanjung Yucatan, diproduksi dengan peta DEM (digital elevation model) berdasarkan data SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) NASA. Sebagian lengkungan tepi kawah (cincin kawah) Struktur Chicxulub nampak jelas dalam citra ini, seperti diperlihatkan dalam tanda panah. Sumber: NASA, 2000.

Gambar 12. Citra rupabumi kawasan Semenanjung Yucatan, diproduksi dengan peta DEM (digital elevation model) berdasarkan data SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) NASA. Sebagian lengkungan tepi kawah (cincin kawah) Struktur Chicxulub nampak jelas dalam citra ini, seperti diperlihatkan dalam tanda panah. Sumber: NASA, 2000.

Saran Phinney membakar obsesi Penfield. Segera ia terbang ke Meksiko dan mencari sampel batuan khususnya di sekitar sumur-sumur yang pernah dibor PEMEX, atas biaya sendiri. Setelah tahu batuan dari sumur yang dibor di dasawarsa 1970-an dikirim ke Quetzalcoalcos, ia pun menyewa taksi dan pergi ke sana, hanya untuk mendapati gudang penyimpanan batuan sudah dibongkar dan diratakan dengan tanah. Tanpa patah semangat, Penfield menyigi jengkal demi jengkal puing-puing gudang guna mencari sisa-sisa batuan, namun tanpa hasil. Pencarian ke seluruh penjuru hingga 600 kilometer dari Merrida, dengan meneliti setiap cenote (telaga dolina) yang ada pun tidak mendapati batuan andesit/basalt yang dicarinya. Dari Merrida, ia pergi ke Sacapuc. Lokasi sumur Sacapuc ternyata sudah berubah jadi kandang babi dan berada di bawah timbunan kotoran. Mengabaikan bau kotoran dan rasa jijik, ia menggali hingga posisi sumur ketemu dan mencari batuan yang diinginkannya, lagi-lagi tanpa hasil. Lantas pergilah ia ke sumur di Chicxulub Puerto. Ketika sumur digali, disinilah bongkahan-bongkahan batuan yang dicarinya dijumpai sebagai penutup sumur. Penfield mengambil sampel seberat 9 kilogram, membersihkannya dari sisa-sisa semen penutup sumur dan segera dikirim ke Houston.

Lidah memang tak bertulang. Kerja keras Penfield tidak diapresiasi Phinney. Rupanya argumen gunung api purba di Semenanjung Yucatan juga telah merasuki benak ilmuwan-ilmuwan keplanetan NASA. Lebih dari itu, ilmuwan-ilmuwan itu pun terhinggapi penyakit profesionalitas layaknya geolog dan geofisikawan PEMEX. Mereka menganggap, sebagai profesional, merekalah yang lebih paham akan sifat dan dinamika kawah tumbukan. Apalagi dengan gencarnya misi antariksa antarplanet sejak dasawarsa 1960-an. Sementara Penfield yang hanya anak bawang. Sehingga meski Penfield datang membawa gagasan Stuktur Chicxulub dan segerobak sampel, ia hanyalah sosok amatir yang dianggap tidak memahami persoalan dan apa yang diungkapkannya sendiri, apalagi mengaitkannya dengan pemusnahan massal. So, genta perang amatir vs profesional kembali ditabuh. Sampel kiriman Penfield dicueki di Houston dan ilmuwan-ilmuwan NASA menganggap teka-teki Yucatan sudah usai dengan penjelasan tentang gunung api purba (Central Yucatan Igneous Zone).

Perang serupa juga dialami Byars. Setiap tahun, sebagai jurnalis, ia menghadiri pertemuan demi pertemuan di bawah Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) di Houston. Dalam setiap sesi ia selalu berupaya meyakinkan ilmuwan yang dijumpainya mengenai Struktur Chicxulub, namun selalu ditolak. Byars dianggap sebagai jurnalis ilmiah yang baik, namun pembahasan kawah tumbukan dianggap bukan kompetensinya. Dalam salah satu pertemuan bahkan tulisan tentang Struktur Chicxulub yang disiapkannya langsung diserahkan seorang ilmuwan kepada mahasiswa S-1 binaannya. Belakangan sang mahasiswa malah menghilangkan tulisan tersebut. Situasi tak berubah memasuki tahun 1988 TU kala Snowbird Conference kedua diselenggarakan, juga mengambil tempat di Utah. Kelak Penfield menyebut periode sulit sepanjang Maret 1979 hingga Februari 1990 TU sebagai tahun-tahun yang penuh kebisuan.

Gambar 13. Salah satu citra sayatan tipis sampel batuan hasil pengeboran di lokasi Struktur Chicxulub saat dilihat dengan mikroskop polarisasi. Nampak garis-garis yang merupakan pola planar deformation features (PDF), penanda khas metamorfosis akibat tekanan sangat tinggi. Inilah bukti kuat bahwa Struktur Chicxulub merupakan kawah raksasa produk tumbukan asteroid/komet. Sumber: Penfield, 2009.

Gambar 13. Salah satu citra sayatan tipis sampel batuan hasil pengeboran di lokasi Struktur Chicxulub saat dilihat dengan mikroskop polarisasi. Nampak garis-garis yang merupakan pola planar deformation features (PDF), penanda khas metamorfosis akibat tekanan sangat tinggi. Inilah bukti kuat bahwa Struktur Chicxulub merupakan kawah raksasa produk tumbukan asteroid/komet. Sumber: Penfield, 2009.

Pada bulan Maret 1990 TU, kegigihan Byars menemukan hasilnya, Ia bersua Alan Hildebrand, pemuda tanggung lulusan University of Arizona yang sedang bersemangat mencari kawah tumbukan penyebab pemusnahan massal 65 juta tahun silam tanpa sponsor siapapun. Hildebrand sudah mendengar dari Jan Smit bahwa lapisan lempung hitam di Karibia lebih tebal dibanding tempat lain dimanapun, sehingga kawah tumbukan yang dicari tentu berada di dekat Kini. Hildebrand sebelumnya meneliti lapisan serupa di Beloc (Haiti) yang tebalnya mencapai 1 meter. Dari koleganya William Boynton, Hildebrand juga tahu lempung hitam tebal juga dijumpai di Texas, namun tidak setebal di Beloc. Esktrapolasi ketebalan lempung Texas, Beloc dan Karibia membuat Hildebrand dan Boynton berpendapat kawah raksasa itu mungkin saja ada di Colombia. Mereka segera menulis makalah ilmiah tentangnya yang akan dikirim ke jurnal Science. Menjelang pengiriman, Byars mempertemukannya dengan Penfield dan segera keduanya terlibat diskusi intensif akan Struktur Chicxulub. Hildebrand terpukau dengan teori Penfield dan mencantumkannya dalam tulisannya di Science.

Saat mengikuti wawancara kerja di Geological Survey of Canada, Hildebrand menyadari institusi ini menyimpan peta-peta gravitasi seluruh benua Amerika, termasuk Colombia dan Semenanjung Yucatan. Hildebrand agak kecewa ketika menemukan Colombia ternyata tidak memiliki anomali gravitasi yang diharapkannya. Sebaliknya justru di Semenanjung Yucatan-lah anomali gravitasi tersebut berada. Segera benaknya berbinar dengan satu nama : Penfield. Tanpa membuang waktu, Hildebrand terbang kembali ke Amerika Serikat untuk berdiskusi panjang lebar dengan Boynton, Penfield dan Camargo dengan disaksikan Byars. Akhirnya disusunlah makalah tentang Struktur Chicxulub. Pada April 1990 TU ia dikirim ke Nature, hanya untuk menerima penolakan langsung dari juri. Hildebrand menyadari salah satu alasan penolakan adalah tiadanya bukti langsung tentang Struktur Chicxulub sebagai kawah tumbukan.

Hildebrand segera bertanya-tanya pada semua orang yang dianggapnya tahu tentang nasib batuan hasil pengeboran PEMEX di dasawarsa 1970-an. Akhirnya didapat informasi akurat bahwa sebagian sampel batuan itu dikirim PEMEX ke Al Weidie di University New Orleans. Rupanya sampel-sampel itu dijadikan bahan untuk mempelajari sistem air bawah tanah di Semenanjung Yucatan. Begitu dikabarkan ke Penfield, segera ia terbang ke New Orleans dan berhasil memperoleh 600 kotak sampel yang dimaksud. Tanpa membuang waktu ia mengirimkan beberapa kotak ke Hildebrand. Hildebrand segera mengirimnya lagi ke Arizona dimana David Kring, mantan supervisor sumur Yaxcopoil yang kemudian bekerja di University of Arizona, telah menunggu bersama partnernya Jacobsen dan Pilkington. Segera terkuak bahwa sampel itu memang mengandung butir-butir kuarsa yang termetamorfosis dinamik tingkat tinggi. Inilah bukti yang dicari-cari itu. Struktur Chicxulub memang dibentuk oleh tumbukan komet/asteroid raksasa.

Kini teori Struktur Chicxulub telah menemukan bukti penyokong terkuatnya. Namun masih ada satu halangan menghadang: perang amatir vs profesional. Hildebrand segera menulis makalah ilmiah tentang bukti Struktur Chicxulub sebagai kawah tumbukan dengan menyertakan Penfield, Camargo, Boynton, Kring, Jacobsen dan Pilkington sebagai penulis tambahan. Makalah segera dikirimkan ke Nature, namun kembali juri menolaknya kali ini tanpa alasan yang jelas. Tapi alasannya diduga sangat personal, terkait status Hildebrand dkk yang dianggap amatiran. Tak menyerah dengan penolakan Nature, Hildebrand mengirimkan makalahnya ke jurnal lain, Geology, yang akhirnya memuatnya di edisi September 1991 TU. Dengan cepat publikasi ini memukau dunia. Ibarat bak air yang lepas sumbatnya, publikasi ini segera memantik perhatian besar akan Struktur Chicxulub.

Gambar 14. Gambaran artis saat-saat asteroid raksasa (diameter 5 hingga 15 kilometer) jatuh di Teluk Meksiko purba dengan kawanan Pterosaurus berterbangan di latar depan. Tumbukan ini memicu bencana global yang menyebabkan 76 % makhluk hidup zamannya musnah, termasuk dinosaurus. Digambar oleh Donald E. Davis untuk NASA pada 1994 TU. Sumber: Davis, 1994.

Gambar 14. Gambaran artis saat-saat asteroid raksasa (diameter 5 hingga 15 kilometer) jatuh di Teluk Meksiko purba dengan kawanan Pterosaurus berterbangan di latar depan. Tumbukan ini memicu bencana global yang menyebabkan 76 % makhluk hidup zamannya musnah, termasuk dinosaurus. Digambar oleh Donald E. Davis untuk NASA pada 1994 TU. Sumber: Davis, 1994.

Satu demi satu dukungan pun berdatangan. Carl C. Swisher dari Berkeley datang menyodorkan hasil pertanggalan radioaktif berbasis Kalium-Argon dengan kesimpulan umur struktur itu memang 65 juta tahun. Di tahun yang sama, 1991, Kevin Pope bersama Adriana Ocampo dan Charles Duller menuturkan pola sebaran cenote di Semenanjung Yucatan ternyata sangat dipengaruhi Stuktur Chicxulub. Konsentrasi terbesar cenote terletak di atas tepi kawah (cincin kawah) dan sebagian lagi di luar tepi kawah dimana produk tumbukan sebagian besar diendapkan. Hanya sebagian kecil saja yang dijumpai di dalam kawah, yakni di dalam area yang disebut puncak pusat (central peak). Jika Struktur Chicxulub tidak ada, cenote-cenote tersebut pun tak terbentuk. Implikasinya bakal membuat umat manusia mulai dari masa peradaban Maya di masa silam hingga sekarang sulit berkembang.

Referensi :

Penfield. 2009. Finding Chicxulub.

Verschuur. 1996. Impact! The Threat of Comets and Asteroids. Oxford University Press, New York, USA.

French. 1998. Traces of Catastrophe, A Handbook of Shock-Metamorphic Effects in Terrestrial Meteorite Impact Structures. Lunar Planetary Institute, Arizona, USA.

Schulte dkk. 2010. The Chicxulub Asteroid Impact and Mass Extinction at the Cretaceous-Paleogene Boundary. Science 327, 5 March 2010, pp 1214-1218 + Supporting Materials .

Brien. 2006. Raton Basin Field Trip, Southern Colorado / Northern New Mexico, September 28 – October 1, 2006. Lunar Planetary Institute, Arizona, USA.

Wilson. 2010. The Best Cretaceous-Paleogene Boundary Yet. Wooster Geologist Blog.

Hildebrand dkk. 1990. Chicxulub Crater Size and Structure as Revealed by Horizontal Bouguer Gravity Gradients and Cenote Distribution. Lunar & Planetary Science XXVI, 603-604.