1

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

ALAT UKUR SEISMOGRAF

Seismometer (bahasa Yunani: seismos: gempa bumi dan metero:

mengukur) adalah alat atau sensor getaran, yang biasanya dipergunakan untuk

mendeteksi gempa bumi atau getaran pada permukaan tanah.

Seismograf adalah sebuah alat untuk mengukur dan mencatat gerakan

tanah secara terus menerus.Gerakan/getaran tanah yang tercatat pada seismograph

baik yang terasa maupun yang tidak terasa dalam istilah seismologi/geofisika

disebut gempa bumi.Seismograf adalah sebuah perangkat yang mengukur dan

mencatat gempa bumi.Pada prinsipnya, seismograf terdiri dari gantungan

pemberat dan ujung lancip seperti pensil.Dengan begitu, dapat diketahui kekuatan

dan arah gempa lewat gambaran gerakan bumi yang dicatat dalam bentuk

seismogram.

Prototip dari alat ini diperkenalkan pertama kali pada tahun 132 SM oleh

matematikawan dari Dinasti Han yang bernama Zhang Heng.Dengan alat ini

orang pada masa tersebut bisa menentukan dari arah mana gempa bumi terjadi.

Zhang Heng - Penemu Seismograf

Pada zaman Dinasti Han Timur Tiongkok, sering terjadi gempa bumi di

ibukota Luoyang dan daerah sekitarnya. Menurut catatan buku sejarah, selama 50

tahun dari tahun 89 hingga 140, pernah terjadi 30 kali gempa bumi di daerah

tersebut. Maka rakyat setempat sangat takut.Kemudian seorang ilmuwan bernama

Zhang Heng melakukan penelitian bidang gempa bumi tersebut. Akhirnya pada

tahun 132, Zhang Heng berhasil membuat alat pertama yang dapat meramalkan

gempa bumi di Tiongkok bahkan di seluruh dunia, dan dinamakan Seismograf.

Seismograf itu dibuat dari perunggu berbentuk seperti guci yang di

tengahnya terdapat batangan tembaga dan di luarnya terdapat 8 ekor naga yang di

2

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

kepalanya tersambung pada 8 batang tembaga tipis yang menghadap ke arah-arah

timur, selatan, barat, utara, timur laut, tenggara, barat laut dan barat daya.

Seismograf

Di dalam mulut setiap naga terdapat bola tembaga yang kecil, di bawah

kepala setiap naga mendekam seekor katak tembaga, mereka semua membuka

mulut besar-besar, yang sewaktu-waktu dapat menyambut bola tembaga kecil

yang dilontarkan dari mulut naga.

Seandainya terjadi gempa bumi, maka batang tembaga Seismograf itu

akan condong ke arah asal gempa bumi tersebut, kemudian menggerakkan kepala

naga dan naga yang berada di arah itu akan membuka lebar mulutnya, maka bola

tembaga kecil itu akan keluar dari mulut naga tersebut dan jatuh ke dalam mulut

katak yang justru mendekam di bawahnya. Dengan demikian, akan diketahui di

mana terjadinya gempa bumi.

Beberapa abad kemudian pada tahun 1855, Luigi Palmieri dari Italia

merancang sebuah Seismometer merkuri.Seismometer buatan Palmieri ini

memiliki tabung berbentuk U diisi dengan merkuri dan disusun di sepanjang titik-

titik kompas.

Seismometer Merkuri

3

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Kemudian pada tahun 1880, John Milne seorang ahli seismologi dan

geologi berkebangsaan Inggris menemukan seismograf modern pertama.Alat ini

merupakan sebuah seismograf pendulum horizontal sederhana, sebuah mesin yang

mencatat getaran yang terjadi dengan gerakan tiba-tiba di sepanjang garis patahan

bumi.Dia juga yang pertama kali mempromosikan pembangunan stasiun

seismologi.

Seismomgraf Pendulum Horizontal dan Vertikal

Setelah Perang Dunia II, seismograf pendulum horizontal itu

dikembangkan lagi menjadi Press-Ewing seismograf. Alat ini dikembangkan di

Amerika Serikat dan digunakan untuk merekam periode panjang

gelombang.Seismograf ini kemudian digunakan secara meluas di seluruh dunia

hingga saat ini.

Seismograf adalah sebuah perangkat yang mengukur dan mencatat gempa

bumi.Pada prinsipnya, seismograf terdiri dari gantungan pemberat dan ujung

lancip seperti pensil.Dengan begitu, dapat diketahui kekuatan dan arah gempa

lewat gambaran gerakan bumi yang dicatat dalam bentuk seismogram.Seismograf

memiliki instrumen sensitif yang dapat mendeteksi gelombang seismik yang

dihasilkan oleh gempa bumi.Gelombang seismik yang terjadi selama gempa

tergambar sebagai garis bergelombang pada seismogram. Seismologist mengukur

garis-garis ini dan menghitung besaran gempa

Dahulu, seismograf hanya dapat mendeteksi gerakan horizontal, tetapi saat

ini seismograf sudah dapat merekam gerakan-gerakan vertikal dan

lateral.Seismograf menggunakan dua gerakan mekanik dan elektromagnetik

seismographer.Kedua jenis gerakan mekanikal tersebut dapat mendeteksi baik

gerakan vertikal maupun gerakan horizontal tergantung dari pendular yang

digunakan apakah vertikal atau horizontal.Seismograf modern menggunakan

elektromagnetik seismographer untuk memindahkan volatilitas sistem kawat tarik

ke suatu daerah magnetis.Peristiwa-peristiwa yang menimbulkan getaran

kemudian dideteksi melalui galvanometer.

4

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Seismometer yang menggunakan pendulum digunakan untuk mengukur

gempa yang arah geraknya horizontal.Perangkat ini terdiri dari sebuah horizontal

pendulum seperti terlihat pada gambar. Ketika terjadi getaran yang arah geraknya

horizontal, maka bola pendulum akan bergerak kesamping dan dibagian

bawahnya ada alat seperti pena untuk menggambarkan grafik getaran yang terjadi

pada sebuah kertas. Akan tetapi penggunaan pendulum yang sederhana ini belum

dapat untuk merekam dengan bagus getaran dengan frekwensi rendah. Untuk

mengatasinya, digunakan inverted pendulum yang terdapat pegas pada kedua sisi

bola pendulum. Sehingga ketika bergetar, maka salah satu pegas akan meredam

getaran dan pegas yang lain memberikan itambahan gaya kepada pendulum yang

berakibat pendulum dapat berosilasi dengan frekwensi yang kecil sehingga

getaran berfrekwensi rendah tersebut akan dapat direkam pada kertas.

Pada perangkat pendeteksi getaran modern menggunakan sensor

elektronik, amplifier, dan perangkat untuk merekam data yang

didapat.Berdasarkan gambar dibawah ini, seismometer modern terdiri dari sebuah

pegas, sebuah bebanyang pada bagian luarnya dililit kumparan, rangkaian

amplifier dan perangkat untuk melihat grafik yang dihasilkan (seperti osiloskop).

Prinsip kerjanya ketika getaran terjadi makan beban akan bergerak, akibat gerakan

tersebut akan terjadi perubahanfluks magnet yang dihasilakan arus melalui

kumparan untuk menuju ke amplifier. Oleh amplifier sinyal yang dihasilkan akan

diperkurat dan akan direkam pada sebuah alat seperti osiloskop.

Sedangkan seismogram atau rekaman gerakan tanah, atau grafik aktifitas

gempabumi sebagai waktu yang dihasilkan oleh seismometer.Rekaman ini dapat

dipergunakan salah satunya untuk menentukan magnitudo gempa tersebut. Selain

itu dari beberapa seismogram yang direkam ditempat lain, dapat menentukan

pusat gempa atau posisi dimana gempa tersebut terjadi.

Seismograf memiliki instrumen sensitif yang dapat mendeteksi gelombang

seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi.Gelombang seismik yang terjadi selama

gempa tergambar sebagai garis bergelombang pada seismogram.Seismologist

mengukur garis-garis ini dan menghitung besaran gempa.Dahulu, seismograf

hanya dapat mendeteksi gerakan horizontal, tetapi saat ini seismograf sudah dapat

merekam gerakan-gerakan vertikal dan lateral.Seismograf menggunakan dua

gerakan mekanik dan elektromagnetik seismographer.Kedua jenis gerakan

mekanikal tersebut dapat mendeteksi baik gerakan vertikal maupun gerakan

horizontal tergantung dari pendular yang digunakan apakah vertikal atau

horizontal.Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer

untuk memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetic.

Berikut sejarah singkat penemuan dan perkembangan dari Seismograf

selama ini :

1. Seismometer pertama kali ditemukan oleh Zhan Heng di Cina tahun 132 M (Dinasti Han), alat ini disebut Hoefung Didong Yi.

a. Meskipun China tidak mengatakan dgn pasti bagaimana sebuah gempa diukur dgn skala richter (skala richter belum ditemukan sampai 1935)

5

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

,mereka tercatat berhasil menciptakan detector gempa pertama didunia,

yaitu sesmograf. Penemu seimograf adalah Zhang Heng seorang

astronom, matematik, engineer dan pelukis pada masa pemerintahan

Dinasti Han awal abad kedua.

b. Kreasi seismograf Zhang Heng adalah berbentuk sebuah bejana perunggu yg berat dgn dihiasi 9 ekor naga yg menghadap kebawah dan 9 ekor

katak yg menghadap keatas

c. Didalam bejana tergantung pendulum dlm keadaan diam sampai ada getaran yg menggerakkannya. Kesimpulannya, ayunan pendulum

mengatur tuas gerakan internal seismograf. Hal ini akan memicu

pelepasan bola di mulut naga yang menghadap ke arah episentrum gempa

bumi. Bola kemudian akan langsung jatuh ke dalam mulut katak di

bawah. Sistim kerja seismograf ini sangat sederhana, tetapi negara2 barat

baru dapat mengembangkannya setelah 1500 tahun seismograf Zhang

Heng tercipta.

2. Tahun 1856 Palmieri dari Vesuvius, Italy mengumpulkan seismoskop untuk mengukur perbedaan parameter ( waktu, durasi, amplitudo dari arah vertical

dan horizontal, besarnya yang diukur dalam derajat, dll). Kemudian digunakan di Jepang dan California.

3. Tahun 1895, Vicentini Parcher menggunakan pendulum bermassa 100 kg, magnifikasi 80 yang digantung pada ketinggian 1,5 m. Bila ada getaran,

maka jarum akan bergerak dan hasil rekamannya dicatat pada pias ( dari

kertas rokok) . Seismometer ini hanya dapat merekam gempa dalam

komponen vertikal.

4. Tahun 1880-1895, John Milne, James Alfred Ewing dan Thomas Gray yang bekerjasama di Imperial College of Engineering-Jepang membuat

seismometer dengan menggunakan pendulum horisontal. Setelah tahun

1880, sebagian besar seismometer dibuat berdasarkan rancangan mereka.

5. Pada pertengahan abad ke-18, gempa bumi diukur dengan instrumen yang bernama seismokop. Seismokop adalah peralatan perekam gempa yang

paling primitif. Seismokop terdiri dari sebuah kontainer sederhana berisi air

atau air raksa. Ketika terjadi gempa, cairan tersebut akan bergerak naik-

turun akibat getaran gempa yang terjadi.

6. Zollner menjelaskan tentang teori gerakan ayunan pendulum horisontal awal tahun 1869, namun lebih berkembang untuk ilmu grafimetri daripada

seismometri. Bentuk dasar pendulum horisontal pada seismometer seperti

gerakan daun pintu. Sebuah beban berat dipasang di ujung pendulum

segitiga (10 cm sampai beberapa meter) yang digantungkan pada bidang

vertikal. Sesuai dengan gerakan tanah, beban akan diam atau berayun pada

engselnya. Sebelum dipasang, pendulum harus disesuaikan untuk berayun

per tiga detik atau per 30 detik. Untuk seismometer kecil yang digunakan

amatir umumnya berayun per 10 detik. Ada juga seismometer kecil dengan

beban pendulum ringan yang dimasukkan pada ruang hampa untuk

mengurangi gangguan angin.

6

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

7. Tahun 1904 Wiechert mengubah versi tahun 1900, alat ini terdiri dari beban yang bermassa 1000 kg dan beberapa penyangga. Alat ini mempunyai

magnifikasi 200 dan periode 12 sekon.

8. Tahun 1909, Bosch Omori menciptakan pendulum horizontal yang berukuran besar untuk mengamati jarak gempa. Alat ini berupa perndlum

yang bermassa 25 kg dan mempunyai periode 15-20 sekon.

9. Terobosan besar untuk pengukuran gempa bumi datang pada tahun 1920, ketika dua ilmuwan Amerika mengembangkan alat yang disebut Wood-

Anderson seismograf. Alat ini lebih sensitif dibandingkan seismograf yang

ada pada masa itu, sehingga langsung banyak digunakan di seluruh dunia

dan menjadi cikal bakal seismograf yang sekarang ada dan berkembang.

Saat ini, seismograf banyak digunakan oleh Seismologist dalam

mempelajari sesar dan gempa bumi.

10. Tahun 1969 1971 HGLP ( High gain Long Period) instrumentasi digital dikeluarkan oleh Universitas Columbia ke Alaska Australia, Israel, Spanyol,

dan Thailand.

11. Tahun 1990 Q680 family ( Quanterra low power, 6-channel 24-bit dengan sampling 80 Hz)

Broadband seismometer

Broadband seismometer dapat mendeteksi gerakan melalui berbagai (atau

band) frekuensi dan biasanya lebih dari berbagai macam amplitudo (rentang

dinamis) menanggapi. Broadband sensor untuk frekuensi paling dari 0,01 Hz ke

50 Hz. Untuk seismologi regional, rentang frekuensi bunga ,05-20 Hz karena itu;

sensor broadband yang paling berguna untuk merekam peristiwa gempa bumi

regional dan teleseismic.

Seismograf ada yang horizontal dan vertikal. Masing-masing mempunyai

tugas masing-masing. Seismograf horizontal bertugas untuk mengukur atau

mencatat getaran bumi pada arah horizontal.Sedangkan seismograf vertikal untuk

mencatat getaran bumi pada vertikal.

Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer untuk

memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetik.

Dengan begitu, dapat diketahui kekuatan dan arah gempa lewat gambaran

gerakan bumi yang dicatat dalam bentuk rekaman atau disebut juga

seismogram.Saat ini, seismograf banyak digunakan oleh seismologist dalam

mempelajari gempa bumi.Alat ini juga digunakan oleh BMKG (Badan Metreologi

Klimatologi dan Geofisika).

Seismograf terdiri dari 2 jenis yaitu manual dan digital.Fungsi dan

kegunaan setiap jenis, mempunyai sedikit perbedaan.Di bawah inilah penjelasan

masing-masing seismograf.

7

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

a. Manual (mekanikal) Jenis gerakan mekanikal dapat mendeteksi baik gerakan vertikal

maupun gerakan horizontal tergantung dari pendular yang digunakan

apakah vertikal atau horizontal.

b. Digital (elektromagnetik) Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer

untuk memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah

magnetis. Peristiwa-peristiwa yang menimbulkan getaran kemudian

dideteksi melalui spejlgavanometer.

Selain itu, seismograf digital modern menambahkan komponen

keempat yaitu layar, "user-friendly", dan cepat transfer data.

Menurut, Keluarga Macintosh dari komputer menyediakan antarmuka

pengguna yang konsisten dan maju dengan multi-tasking "sistem" yang

memungkinkan seismograf digital untuk tetap bekerja di "latar belakang" sebagai

tugas lainnya yang dilakukan. .Perangkat lunak yang diperlukan untuk

menjalankan stasiun seismographic adalah SeismoGraf, dan program pendamping

adalah SeismoView, yang memungkinkan siapapun dengan Macintosh untuk

menampilkan dan menganalisa seismogram digital.

Broadband Seismometer Model Ep-300

EP300 ini merupakan generasi baru dari kebisingan rendah yang sangat

broadband seismometer sama-sama cocok untuk stasioner, lapangan dan OBS

(versi daya dikurangi) aplikasi.

Sensor canggih Force-balancing memberikan umpan balik untuk rentang

dinamis diperpanjang, stabilitas bagus dan linieritas di seluruh

passband.instrumen ini digunakan tiga transduser elektrokimia berpemilik dengan

tanggapan identik mount orthogonally sepanjang N, E, dan sumbu-Z. Transduser

ini memiliki banyak keuntungan lebih dari sensor elektromekanik

tradisional.Secara khusus, mereka memiliki gerak-lebih besar ke tegangan rasio

konversi tanah banyak yang menghasilkan suara kurva berbentuk unik yang pada

dasarnya datar dari beberapa Hertz periode terpanjang.

Seperti seismometer kami yang lain, EP300 tersebut sangat kasar yang

membuatnya ideal untuk penggunaan lapangan.Seismometer ini tidak

memerlukan kunci massa, massa berpusat, atau peralatan instalasi khusus atau

prosedur. Memiliki konsumsi daya rendah, beroperasi pada rentang temperatur

yang luas; adalah tahan air sampai kedalaman satu meter, dan tetap operasional

dalam berbagai instalasi miring. Menyediakan biaya kepemilikan yang rendah,

tidak memerlukan pemeliharaan selama umur instrumen tersebut.Pilihan termasuk

5-inch diameter () paket lubang bor, dengan inclinometers internal. Tiga dan

jaminan diperpanjang lima tahun yang tersedia.

8

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

A. Seismograf sebagai pendeteksi Gelombang Seismik

Seismograf menggunakan dua klasifikasi yang berbeda untuk

mengukur gelombang seismik yang dihasilkan gempa, yaitu besaran

gempa dan intensitas gempa.Kedua klasifikasi pengukuran ini

menggunakan skala pengukuran yang berbeda pula.Skala pengukuran

gempa tersebut terdiri dari Skala Richter dan Skala Mercalli.Skala Richter

digunakan untuk menggambarkan besaran gempa sedangkan Skala

Mercalli digunakan untuk menunjukkan intensitas gempa, atau pengaruh

gempa terhadap tanah, gedung, dan manusia.

Gelombang seismik adalah gelombang mekanis yang muncul

akibat adanya gempa bumi.Sedangkan gelombang secara umum adalah

fenomena perambatan gangguan (usikan) dalam medium sekitarnya.

Gangguan ini mula-mula terjadi secara lokal yang menyebabkan terjadinya

osilasi (pergeseran) kedudukan partikel-partikel medium, osilasi tekanan

maupun osilasi rapat massa. Karena gangguan merambat dari suatu tempat

ke tempat lain, berarti ada transportasi energi.

Gelombang seismik disebut juga gelombang elastik karena osilasi

partikel-partikel medium terjadi akibat interaksi antara gaya gangguan

(gradien stress) malawan gaya-gaya elastik. Dari interaksi ini muncul

gelombang longitudinal, gelombang transversal dan kombinasi diantara

keduanya.Apabila medium hanya memunculkan gelombang longitudinal

saja (misalnya di dalam fluida) maka dalam kondisi ini gelombang seismik

sering dianggap sabagai gelombang akustik.

Dalam eksplorasi minyak dan gas bumi, seismik refleksi lebih

lazim digunakan daripada seismik refraksi.Hal tersebut disebabkan karena

siesmik refleksi mempunyai kelebihan dapat memberikan informasi yang

lebih lengkap dan baik mengenai keadaan struktur bawah permukaan.

Penyelidikan seismik dilakukan dengan cara membuat getaran dari

suatu sumber getar. Getaran tersebut akan merambat ke segala arah di

bawah permukaan sebagai gelombang getar. Gelombang yang datang

mengenai lapisan-lapisan batuan akan mengalami pemantulan, pembiasan,

dan penyerapan. Respon batuan terhadap gelombang yang datang akan

berbeda-beda tergantung sifat fisik batuan yang meliputi densitas,

porositas, umur batuan, kepadatan, dan kedalama batuan. Galombang yang

dipantulkan akan ditangkap oleh geophone di permukaan dan diteruskan

ke instrument untuk direkam. Hasil rekaman akan mendapatkan

penampang seismik.

Sumber gelombang seismik pada mulanya berasl dari gempa bumi

alam yang dapat berupa gempa vulkanik maupun gempa tektonik, akan

tetapi dalam seismik eksplorasi sumber gelombang yang digunakan adalah

gelombang seismik buatan. Ada beberapa macam sumber gelombang

seismik buatan seperti dinamit, benda jatuh, air gun, water gun, vaporchoc,

sparker, maupun vibroseis.Sumber gelombang seismik buatan tersebut

pada hakekatnya membangkitkan gangguan sesaat dan lokal yang disebut

sebagai gradien tegangan (stress).

9

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Gradien tegangan mengakibatkan terganggunya keseimbangan

gaya-gaya di dalam medium sehingga terjadi pergeseran titik materi yang

menyebabkan deformasi yang menjalar dari suatu titik ke titik lain.

Deformasi ini dapat berupa pemampatan dan perenggangan partikel-

partikel medium yang menyebabkan osilasi densitas/tekanan maupum

pemutaran (rotasi) partikel-partikel medium. Apabila medium bersifat

elastis sempurna maka setelah mengalami deformasi sesaat tadi medium

kembali ke keadaan semula

1. Gempa Bumi Gempa merupakan getaran keras dan terjadi secara tiba-

tiba.Gempa ini merupakan peristiwa alam yang sangat

menghancurkan.Pergeseran daratan di Bumi selalu diikuti dengan

gempa.Secara umum, penyebab gempa bumi dapat dikelompokkan

menjadi tiga jenis yaitu tektonik, vulkanik, dan runtuhan.

a. Gempa Tektonik Gempa bumi yang sering terjadi di Indonesia disebabkanm oleh

gejala tektonik, yaitu gerakan lempeng tektonik pada mlapisan kulit

Bumi. Lempeng tektonik merupakan bagian dari litosfer yang padat

dan terapung di atas lapisan selubung bergerak satu sama lain.

Gempa ini terjadi karena pelepasan tenaga yang dihasilkan oleh

pergeseran lempeng tektonik.Jika dua lempeng bertemu pada satu

sesar (patahan), kadang dapat bergerak saling menjauhi, mendekati,

atau saling bergeser.Selanjutnya, terjadi pengumpulan energi yang

berlangsung terus sampai pada suatu saat batuan pada lempeng

tektonik tidak lagi kuat menahan gerakan tersebut.Akibatnya, terjadi

pelepasan secara tiba-tiba hingga dapat menggetarkan kulit Bumi

dengan kekuatan besar yang kita kenal sebagai gempa bumi tektonik.

b. Gempa Vulkanik Gempa yang mengguncang Bumi juga dapat ditimbulkan oleh

gejala vulkanik atau gunung api. Letusan gunung api yang terjadi

disebabkan oleh aliran magma dari dalam Bumi menerobos ke atas

lapisan kerak Bumi. Letusan gunung berapi yang keras

menyebabkan getaran kulit Bumi, terutama di daerah sekeliling

gunung berapi.Pengaruh gempa vulkanik tidak sampai radius jarak

yang jauh.Intensitas gempa biasanya lemah sampai sedang.Akibat

yang ditimbulkan oleh gempa vulkanik juga tidak sebesar gempa

tektonik.

c. Gempa Runtuhan Selain gempa tektonik dan vulkanik, gempa bumi dapat

terjadi karena runtuhan lapisan.Kegiatan penambangan bawah tanah

menyisakan rongga-rongga di bawah tanah berupa guagua. Apabila

runtuh, permukaan Bumi akan bergetar. Gempa jenis ini bersifat

lokal dan kekuatannya paling lemah.

10

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Gempa yang mengguncang permukaan Bumi getarannya dapat

dirasakan dalam radius jarak yang jauh.Ini semua karena gempa

menciptakan sebuah gelombang yang disebut gelombang seismik

(gelombang gempa).Gelombang seismik ini merambat ke segala arah dari

sumber atau titik asal gempa di bawah tanah.Gelombang seismik ada yang

merambat melalui bagian dalam Bumi dan ada yang merambat sepanjang

permukaannya.

Ada tiga jenis gelombang seismik.Gelombang pertama yang

mencapai seismograf adalah gelombang primer (P). Gelombang ini

mempunyai sifat sama seperti gelombang bunyi yang merambat melalui

udara. Gelombang primer (P) merupakan bentuk gelombang tekanan yang

merambat melalui batuan dengan memampatkan dan memuaikan

batuannya sendiri.Gelombang kedua adalah gelombang sekunder (S) yang

merambat menembus batuan dengan gerakan naik turun.Jika gelombang P

Gelombang seismik Gempa Bumi

Gelombang Primer

11

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

dan S mencapai permukaan, sebagian berubah menjadi gelombang seismik

jenis ketiga yang disebut gelombang permukaan.

Gelombang P merambat paling cepat serta mudah merambat pada

zat padat dan cair.Gelombang S hanya merambat pada zat padat dengan

kecepatan di bawah gelombang P. Perambatan gelombang makin cepat

apabila batuan makin rapat dan keras.Gelombang permukaan mempunyai

kecepatan paling lambat, tetapi mempunyai tenaga paling

merusak.Gelombang ini dapat mengelilingi Bumi beberapa kali sebelum

mereda.Gelombang seismik memancar dalam tiga dimensi dari sumber

gempa.Gelombang yang mencapai episentrum, yaitu pusat gempa di

permukaan Bumi yang berada tepat di atas sumber gempa di dalam Bumi

kemudian menyebar dalam lingkaran konsentris.

Lapisan kerak Bumi terdiri atas beberapa lempeng.

Lempenglempeng yang membentuk lapisan luar Bumi tidak bersifat diam,

tetapi bergerak perlahan dengan kecepatan 10 cm per tahun. Gerakan

lempeng-lempeng tektonik ini ada yang saling bertabrakan, menjauh, dan

bergesekan.Di sepanjang perbatasan dua lempeng merupakan lokasi atau

sumber gempa bumi. Selain gempa bumi, di sepanjang perbatasan itu juga

merupakan jalur gunung api. Jadi, sumber gempa bumi identik dengan

jalur gunung api.

Gelombang Primer

12

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Selain getaran yang kita rasakan, gempa bumi juga menimbulkan

bencana alam seperti retakan di permukaan bumi hingga menimbulkan

longsor, banjir besar, penurunan, dan pengangkatan lapisan tanah.Akibat

gempa bumi yang paling hebat adalah tsunami.Tsunami terjadi apabila

pusat gempa berada di laut, gempa berkekuatan besar, dan terjadi dislokasi

lempeng bumi di bawah laut.Contohnya tsunami yang melanda Aceh pada

tahun 2004.

Penyebaran lokasi Gempa Bumi dan

Gunung Api dunia

Proses Terjadinya Tsunami

13

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Keterangan:

1) Ketika terjadi pergeseran lempeng tektonik di dasar laut, air laut bergerak secara mendadak. Perubahan air laut yang mendadak

menimbulkan gerak gelombang dahsyat yang disebut tsunami.

2) Tsunami yang terbentuk mempunyai panjang gelombang yang sangat panjang. Gelombangnya relatif datar sehingga kapal tidak

merasakan di bawahnya terjadi gelombang tsunami.

3) Ketika tsunami mendekati daratan, dasar laut yang semakin dangkal bertindak menahan gerak gelombang bagian bawah.

4) Setelah sampai di pantai, gerak gelombang bagian bawah melambat yang mengakibatkan puncak gelombang tertahan dan makin lama

makin tinggi. Akhirnya, gelombang yang puncaknya tinggi ini

menerjang daratan. Semakin cepat gelombang bagian bawah

melambat semakin dahsyat kekuatan tsunami yang ditimbulkan.

2. Jenis jenis gelombang seismik

a. Menurut tempat menjalarnya

Berdasarkan tempat menjalarnya, gelombang seismik dapat

dibedakan menjadi dua bagian, yaitu gelombang tubuh (body wave) yang

menjalar masuk menembus medium dan gelombang permukaan (surface

wave) dimana amplitudonya melemah bila semakin masuk ke dalam

medium. Beberapa tipe gelombang permukaan yaitu:

1) Gelombang Rayleigh Gelombang Rayleigh adalah gelombang yang merambat pada

batas permukaan saja dan hanya dapat merambat pada media padat

serta arah getarannya berlawanan arah dengan arah perambatannya.

2) Gelombang Love Gelombang love adalah gelombang yang hanya merambat

pada batas lapisan saja an bergerak pada bidang yang horisontal saja.

3) Gelombang Tabung Gelombang tabung merupakan gerak/aliran fluida di

sepanjang sumur pengeboran.Gerakan fluida ini diakibatkan oleh

getaran dinding sumur yang merambat dalam arah axial. Gelombang

tabung mempunyai tiga proses yaitu pertama adalah kontraksi

dinding sumur, kedua adalah merenggangnya dinding sumur, dan

ketiga adalah aliran fluida di dalam lubang sumur.

b. Menurut cara bergetarnya Menurut cara bergetarnya gelombang seismik dibagi menjadi dua

macam yaitu:

1) Gelombang Primer (longitudinal/compussional wave)

14

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Gelombang primer dalah gelombang yang arah getarannya searah

dengan arah bergetarnya gelombang tersebut. Gelombang ini

mempunyai kecepatan rambat paling besar diantara gelombang

seismik yang lain.

2) Gelombang Sekunder (transversal/shear wave) Gelombang sekunder adalah gelombang yang raah getarannya

tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang.Gelombang ini

hanya dapat merambata pada material padat saja dan mempunyai

kecepatan gelombang yan lebih kecil dibandingkan gelombang

primer.

c. Menurut bentuk muka gelombang Muka gelombang adalah suatu bidang permukaan yang pada suatu

saat tertentu membedakan medium yang telah terusik dengan medium

yang belum terusik.Muka gelombang merupakan potret dari penjalaran

usikan. Berdasarkan bentuk muka gelombang (wave front) , gelombang

seismik dapat dibedakan atas empat macam yaitu:

1) Gelombang Bidang Gelombang bidang/datar ditimbulkan oleh sumber

terkomilasi.Gelombang bidang menjalar sepanjang satu arah tertentu

dengan muka gelombang yan berupa bidang datar tegak lurus pada

arah perambatan.

2) Gelombang Silinder Gelombang silinder ditimbulkan oleh sumber usikan yang seragam

dan terletak di sepanjang suatu garis lurus. Gelombang silinder

menjalar ke semua arah tegak lurus pada garis sumbu dengan

kecepatan yang sama.

3) Gelombang Bola Gelombang bola/sferis ditimbulkan oleh sumber berupa titik (point

source) yang menjalar ke segala arah menuju ke pusat bola atau

menjauhi pusat bola dengan kecepatan yang sama.

4) Gelombang Kerucut

Gelombang kerucut ditimbulkan oleh adanya sumber yang

bergerak.Dalam hal ini sumber bergerak lebih cepat dari pada sepat

rambat gelombang itu sendiri dan muka gelombangnya berupa

kerucut-kerucut bersumbu.

3. Teknik Pengukuran Gempa Gempa bumi ialah getaran permukaan bumi yng disebabkan oleh

kekuatan-kekuatan dari dalam. Dilihat dari intensitasnya, ada dua macam

gempa :

a. macroseisme, yaitu gempa yang intensitasnya besar dan dapat diketahui dengan menggunakan alat

b. macroseisme, yaitu gempayang intensitasnya kecil sekali dan hanya dapat diketahui dengan menggunakanalat perekam.

15

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Hal ikhwal mengenai gempa bumi ini perlu diselidiki agar akibat yang

ditimbulkannya dapat diramalkan dan upaya penanggulangannya dapat

dilakukan.Ilmu yang mempelajari.Ilmu yang mempelajari gempa bumi,

gelombang-gelombang seismic serta perambatannya disebut

seismologi.Dalam kajian seismologi ini diperlukan berbagai alat.Salah

satu alat yang terpenting ialah seismograf atau alat untuk mencatat gempa.

Ada dua macam seismograf :

a. Seismograf horizontal, yaitu seismograf yang mencatat getaran bumi pada arah horizontal.

b. Seismograf vertical, yaitu seismograf yang mencatat getaran bumi pada arah vertical

Besaran (magnitude)gempa yang didasarkan pada amplitude

gelombangtektonik dicatat oleh seismograf dengan menggunakan skala

richter. Selain itu ada massa yang bebas dari getaran gempa yang disebut

massa stasioner. Cara kerjanya : apabila pada massa stasioner tadi

dipasang pena tajam dan ujung pena itu disinggungkan pada benda lain

yang dipancangkan di tanah, maka pada saat bumi bergetar, akan terjdi

goresan antara massa stasioner dan benda tersebut. Goresan tersebut

merupakan wujud dari gambaran getaran bumi.Dari goresan-goresan itu

para ahli dapat membaca tekanan dan frekuensi suatu gempa.Berkat

kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi, dewasa ini telah ditemukan

beberapa cara untuk mengetahuipusat gempa. Beberapa cara itu adalah:

a. Dengan menggunakan hasil pencatatan seismograf. Yaitu satu seismograf vertical, satu horizontal yang berarah utara-selatan, dan

satu lagi seismograf yang berarah timur-barat. Dengan tiga

seismograf ini akan ditemukan letak episentrum.

b. Dengan menggunakan tiga tempat yang terletak dalam satu homoseista. Ketiga tempat yang terletak dalam satu homosesita itu

dihubungkan, kemudian ditarik garis sumbu pada garis yang

menghubungkan tempat-tempat pencatatan.

c. Dengan menggunakan tiga tempat yang mencatat jarak episentrum. Cara ini dicari dengan rumus Laska, yaitu:

= [(S-P)-1] X 1 megameter

= jarak episentrum

S-P = selisih waktu pencatatan gelombang primer dengan gelombang

sekunder, dalam satuan menit.

Misalnya :

Kota X mencatat jarak episentrum 5000 km

Kota Y mencatat jarak episentrum 7000 km

Kota Z mencatat jarak episentrum 4000 km

Dengan data tiga episentrum di tiga kota, kemudian kita ambil peta

yang sesuai skalanya.

16

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Letak apisentrum akan didapat dari perpotongan Ketiga lingkaran.

Dengan diketahuinya pusat-pusatGempa akan bermanfaat dalam

pembangunan di daerah yang rawan gempa. Di Jepang misalnya di daerah

yang sering terjadi gempa, rumah-rumah dan gedung-gedung telah

dibangun dengankonstruksi yang lebih tahan trehadap gempa dan

masyarakatnya telah dilatih cara-cara menyelamatkan diri dari bahaya

gemp.Dengan demikian, bahaya yang lebih besar sapat diatasi.Memang

tidak mungkin mencegah terjadinya gempa, tetapi dengan kemajuan ilmu

dan teknologi setidak-tidaknya dapat mengurangi bahaya yang

ditimbulkan.

B. Tipe Pembacaan Seismograf Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di

permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang

menciptakan gelombang seismik.Gempa Bumi biasa disebabkan oleh

pergerakan kerak Bumi (lempeng Bumi).Frekuensi suatu wilayah,

mengacu pada jenis dan ukuran gempa Bumi yang di alami selama periode

waktu.Gempa Bumi diukur dengan menggunakan alat

Seismometer.Moment magnitudo adalah skala yang paling umum di mana

gempa Bumi terjadi untuk seluruh dunia.Skala Rickter adalah skala yang

di laporkan oleh observatorium seismologi nasional yang di ukur pada

skala besarnya lokal 5 magnitude.kedua skala yang sama selama rentang

angka mereka valid. gempa 3 magnitude atau lebih sebagian besar hampir

tidak terlihat dan besar nya 7 lebih berpotensi menyebabkan kerusakan

serius di daerah yang luas, tergantung pada kedalaman gempa. Gempa

Bumi terbesar bersejarah besarnya telah lebih dari 9, meskipun tidak ada

batasan besarnya. Gempa Bumi besar terakhir besarnya 9,0 atau lebih

besar adalah 9,0 magnitudo gempa di Jepang pada tahun 2011 (per Maret

2011), dan itu adalah gempa Jepang terbesar sejak pencatatan dimulai.

Intensitas getaran diukur pada modifikasi Skala Mercalli.

Para ilmuwan mengukur kekuatan gempa dengan dua cara.

Pertama, menggunaka alat pengukur yang disebut Skala Richter.Mereka

mengukur jumlah energy gempa yang dilepaskan dengan member sekala 0

sampai dengan 9.Gempa berkekuatan Skala Richter berarti 100 juta kali

kuatnya dari gempa berskala 1.Skala Mercalli mengukur jumlah kerusakan

gempa dan memberi skor dari 1 sampai dengan 12.Skor 1 berarti gempa

tidak berbahaya, tetapi skor 12 berarti gempa merusak seluruh bangunan.

Seismograf menggunakan dua klasifikasi yang berbeda untuk

mengukur gelombang seismik yang dihasilkan gempa, yaitu besaran

gempa dan intensitas gempa.Kedua klasifikasi pengukuran ini

menggunakan skala pengukuran yang berbeda pula.Skala pengukuran

gempa tersebut terdiri dari Skala Richter dan Skala Mercalli.Skala Richter

digunakan untuk menggambarkan besaran gempa sedangkan Skala

17

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Mercalli digunakan untuk menunjukkan intensitas gempa, atau pengaruh

gempa terhadap tanah, gedung, dan manusia.

1. Klasifikasi Besaran Gempa

Pada 1935, seorang Geophysics Amerika bernama Charles

Francis Richter (1900-1985) bersama dengan Geophysics lain

bernama Beno Gutenberg (1889-1960) mengembangkan skala yang

pada prinsipnya dapat membandingkan semua seismogram sehingga

mendapatkan gambaran tremors kekuatan yang serupa. Skala tersebut

bernama Skala Richter dan sampai sekarang diakui sebagai standar

umum skala kekuatan gempa.

Skala Richter dirancang dengan logaritma, yang berarti bahwa

setiap langkah menunjukkan kekuatan yang 10 kali lebih hebat dari

para pendahulunya. 5 Skala Richter menunjukkan benturan keras,

yang 10 kali lebih kuat dari satu di 4 dan 100 kali lebih kuat dari satu

di 3 Skala Richter. Perhitungan ini sering disebut sebagai Skala

Richter terbuka, karena tidak beroperasi tanpa batas atas. Ukuran

Skala Richter dapat dilihat pada tabel berikut:

Ukuran

Skala

Richter

Keterangan

1,0 - 3,0 Tidak diberi label oleh manusia.

3,0 - 3,9 Dirasakan oleh masyarakat di sekitar pusat gempa. Lampu

gantung mulai goyang.

4,0 - 4,9 Terasa sekali getarannya. Jendela bergetar, permukaan air

beriak-riak, daun pintu terbuka-tutup sendiri.

5,0 - 5,9

Sangat sulit untuk berdiri tegak. Porselin dan kaca pecah,

dinding yang lemah runtuh, dan permukaan air di daratan

terbentuk gelombang air.

6,0 - 6,9 Batu runtuh bersama-sama, runtuhnya bangunan bertingkat

tinggi, rubuhnya bangunan lemah, retakkan di dalam tanah.

7,0 - 7,9

Tanah longsor, jembatan roboh, bendungan rusak dan hancur.

Beberapa bangunan tetap, keretakan besar di tanah, rel kereta

api rusak. Terjadi kerusakan total di daerah gempa.

18

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

8,0 - 9,0 Dapat menyebabkan kerusakan serius di beberapa daerah

dalam radius seratus kilometer dari wilayah gempa.

Skala Richter pertama kali dikembangkan oleh ahli seismografi

asal Institut Teknologi California bernama Charles Richter yang dibantu

koleganya Beno Guttenberg di tahun 1935. Skala Richter ini didasarkan

pada pengukuran-pengukuran yang dilakukan oleh alat yang bernama

seismograf yang paling idealnya (menurut salah seorang ahli geologi

Jepang yang saya lihat di sebuah acara di stasiun TV NHK World lewat

jaringan TV kabel) diletakkan sekitar 100 km atau 62 mil dari pusat gempa

(epicentre). Skala Richter ini merupakan skala logaritmik, bukan skala

aritmatik. Jadi misalnya ada dua buah gempa, yang satu berkekuatan 2

skala Richter, yang satu lagi berkekuatan 4 skala Richter, bagi mereka

yang belum tahu mungkin akan mengira bahwa gempa yang berkekuatan 4

skala Richter ini berkekuatan 2 kali dari gempa yang berkekuatan 2 pada

skala Richter. Perkiraan itu salah, pada kenyataannya gempa yang

berkekuatan 4 pada skala Richter tersebut berkekuatan 100 kali dari gempa

yang berkekuatan 2 pada skala Richter.Lha, dari mana angka 100

itu?Mudah saja, untuk mengerti skala logaritma tidak memerlukan

keahlian matematika khusus, cukup hanya bekal ilmu matematika

setingkat SMP saja. Sayapun bukan ahli matematika dan dapat mengerti

dengan cukup baik skala Richter ini, anda tentu juga akan mudah untuk

mengerti skala Richter ini.

Misalkan: gempa X berkekuatan 4 skala Richter, dan gempa Y

berkekuatan 2 pada skala Richter, maka:

log X = 4, maka X = = 10.000.

log Y = 2, maka Y = = 100

maka kekuatan gempa X adalah atau = 100 kali kekuatan

gempa Y.

Nah, sekarang coba kita bandingkan kekuatan gempa di perairan

Sumatra 2004 yang mengakibatkan tsunami besar di berbagai negara Asia

yang berkekuatan 9,2 skala Richter (menurut yang tercatat di salah satu

stasiun gempa di AS) dengan gempa bumi San Francisco di Amerika

Serikat tahun 1989 yang berkekuatan 7,1 pada skala Richter. Misalkan

gempa di Sumatra kita singkat jadi Sm, dan gempa di San Francisco kita

singkat jadi Sf.

Log Sm = 9,2, maka Sm = =

19

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Log Sf = 7,1 maka Sf = =

Jadi kekuatan gempa Sm adalah = 125,4kali kekuatan

gempa Sf.

2. Klasifikasi Intensitas Gempa

Pada 1902, seorang Vulkanolog Italia bernama Giuseppe

Mercalli (1850-1914) mengklasifikasi skala intensitas gempa bumi

dan pengaruhnya terhadap manusia, bangunan (gedung), dan alam

(tanah).Klasifikasi tersebut bernama Skala Mercalli yang ditentukan

berdasarkan kerusakan akibat gempa dan wawancara kepada para

korban, sehingga bersifat sangat subyektif. Oleh karena itu, pada

tahun 1931 seorang ilmuwan dari Amerika memodifikasi Skala

Mercalli ini dan sampai sekarang digunakan di banyak wilayah

gempa. Klasifikasi intensitas gempa dengan Skala Mercalli dapat

dilihat di tabel berikut :

Ukuran Keterangan

I Tidak terasa

II Terasa oleh orang yang berada di bangunan tinggi

III Getaran dirasakan seperti ada kereta yang berat melintas.

IV Getaran dirasakan seperti ada benda berat yang menabrak

dinding rumah, benda tergantung bergoyang.

V Dapat dirasakan di luar rumah, hiasan dinding bergerak,

benda kecil di atas rak mampu jatuh.

VI Terasa oleh hampir semua orang, dinding rumah rusak.

20

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

VII Dinding pagar yang tidak kuat pecah, orang tidak dapat

berjalan/berdiri.

VIII Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan.

IX Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerusakan tekuk.

X Jambatan dan tangga rusak, terjadi tanah longsor. Rel kereta

api bengkok.

XI

Rel kereta api rusak. Bendungan dan tanggul hancur. Seluruh

bangunan hampir hancur dan terjadi longsor besar. Efek

bencana yang lain seperti tsunami, dan kebakaran.

XII

Seluruh bangunan hancur lebur. Batu dan barang-barang

terlempar ke udara. Tanah bergerak seperti gelombang.

Kadang- kadang aliran sungai berubah. Pasir dan lumpur

bergeser secara horizontal. Air dapat terlempar dari danau,

sungai dan kanal. Diikuti dengan suara gemuruh yang besar.

Biasanya bisa menyebabkan longsor besar, kebakaran, banjir,

tsunami di daerah pantai, dan aktivitas gunung berapi. Pasir

dan tanah halus terlihat meledak.

C. Prinsip Kerja Seismograf

Gempa bumi adalah getaran atau vibrasi permukaan bumi.Perhatikan

kata permukaan. Permukaan berarti hanya kerak bumi, suatu patahan di mana satu bongkah batu telah bergesekan dengan batu lain dengan kekuatan

dan gesekan yang sangat besar. Energi dari gesekan ini diubah menjadi

getaran di dalam batu-batuan.Dan getaran ini dapat terasa sampai ribuan mil.

Sekarang getaran-getaran gempa bumi ini adalah sejenis gerakan

gelombang yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda melalui kerak

bumi yang berbatu-batu. Karena getaran-getaran itu mencapai jarak yang jauh

dan merambat melalui batu-batuan, pada waktu getaran-getaran ini sampai di

kota kamu, kamu bahkan tidak dapat melihatnya. Tetapi seismograf dapat

mencatat semua getaran ini.

Bayangkan sebuah balok atau pelat beton.Sebuah grafik yang

ditempelkan balok atau pelat itu menonjol keluar.Grafik itu sejajar dengan

tanah, seperti lembaran kertas.Di atasnya, sebuah balok menonjol keluar dari

tempat tergantungnya suatu beban. Pada dasar beban itu terdapat sebuah

21

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

pena, yang menyentuh grafik itu. Sekarang muncul gelombang gempa

bumi.Balok beton bergerak dan demikian juga grafik yang menempel

padanya.Tetapi beban yang digantung tidak bergerak. Jadi, pena itu membuat

tanda-tanda pada grafik itu pada waktu pena itu bergerak dan kita

memperoleh catatan tentang gempa bumi. Tentu saja alat ini dibuat dengan

sangat teliti sehingga gerakan yang pling kecil sekalipun dapat dicatat. Jadi, sistem pengukuran yang terjadi pada seismograf ada 3 tingkatan :

1. Tingkat 1 : tingkat pendeteksi

Fungsinya adalah untuk untuk mendeteksi getaran di bawah

tanah oleh alat yang tertancap di tanah.

2. Tingkat 2 : tingkat perantara getaran

Fungsinya adalah menyalurkan getaran dari alat yang tertancap

di tanah, biasanya berbentuk tali atau semacamnya yang dapat

menyalurkan getaran.

3. Tingkat 3 : tingkat penerima getaran

Fungsinya adalah menerima getaran dari perantara ke massa

yang jadi satu dengan pena, sehingga pena tersebut bergerak sesuai

getaran yang diterima.

Selama gempa bumi, basis/dasar bergerak dan massa tidak. Gerakan

basis terhadap massa diubah menjadi tegangan listrik. Tegangan listrik

dicatat/direkam di atas kertas, pita magnetik, atau media rekaman lain.

Rekaman ini berbanding lurus dengan gerakan massa Seismometer relatif

terhadap bumi, tetapi bisa dikonversikan secara matematis kedalam rekaman

dari pergerakan mutlak tanah/bumi. Seismograf umumnya merupakan sebuah

seismometer dengan alat perekamnya sebagai satu unit alat.

Prinsip Kerja Hidrofon

Source signature adalah karakteristik pulsa akustik (acoustic pulse) yang

dihasilkan oleh sumber gelombang seismik.Pada akusisi seismik marine, source

signature diukur dengan meletakkan perekam (hydrophone) pada kedalaman

tertentu yang biasanya 90 meter di bawah sumber gelombang (air gun).

Marine source signature memiliki tiga elemen penting yakni direct arrival

atau gelombang yang merambat dari sumber langsung ke penerima, source ghost

yang terefleksikan oleh batas air udara dan bubble pulse yang dihasilkan oleh

gelembung udara akibat ledakan.

22

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Gambar di bawah ini adalah arsitektur marine source signature dalam

domain waktu dan domain frekeunsi.

Sebuah souce signature yang baik harus memiliki direct arrival yang

dominan, memiliki inteferensi konstruktif antara direct arrival dan ghost serta

memiliki interferensi bubbles yang minimum.

Interferensi dekstruktif dari ghost dapat dihindarkan dengan meletakkan

air gun pada kedalaman tertentu sehingga ghost notch tidak terletak pada rentang

frekuensi gelombang seismik yang dikehendaki. Hubungan antara frekuensi ghost

dengan kedalaman dapat digambarkan dengan persamaan sbb:

23

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Dimana k adalah integer 0, 1, 2, 3, dst, Vair adalah kecepatan gelombang

seismik pada air (~1485m/s), dperekam kedalaman hydrophone (biasanya 7 meter), adalah sudut arah penjalaran gelombang terhadap garis vertikal. Jika diasumsikan

=70o maka akan diperoleh fghostpertama=0 dan fghost berikutnya ~110Hz. Pada kondisi ini, jika rentang frekuensi seismik yang umumnya 3-85Hz akan terhindar

dari interferensi ghost notch.

Pengaruh intereferensi bubbles dapat dihindari dengan mendesain volume

airgun yang berbeda-beda. Karena pada praktiknya, air gun tersebut merupakan

rangkaian dari beberapa kompresor udara dengan kapasitas volume yang berbeda

yang dinyalakan pada waktu yang bersamaan. Sehingga, selain memiliki

keuntungan jumlah energi yang besar, rangkaian sumber dengan perbedaan

volume tersebut akan memberikan efek destructive interference antara satu bubble

dengan bubble yang lainnya. Hal ini disebabkan karena waktu munculnya bubble

merupakan fungsi dari dari volume, untuk lebih jelasnya perhatikan gambar di

bawah ini:

24

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Geophone

Geophone adalah sebuah transducer pergerakan tanah yang sangat

sensitif.Sebuah geophone mengubah energi seismik, atau vibrasi, menjadi

tegangan listrik yang dapat diukur secara akurat. Ketika terjadi vibrasi yang

menyebabkan geophone atau magnet yang berada di dalam geophone bergerak,

lilitan akan tetap diam karena kelembamannya. Pergerakan magnet relatif

terhadap lilitan ini menimbulkan tegangan listrik yang proporsional terhadap

kecepatan relatif lilitan terhadap magnet.

Penampang bagian dalam geophone

25

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

Geophone bekerja berdasakan hukum Faraday, dimana pada sebuah

kumparan akan terjadi arus listrik apabila pada kumparan tersebut terjadi

perubahan fluk magnet terhadap waktu. Besarnya tegangan yang terjadi

berbanding lurus dengan besarnya perubahan fluk terhadap waktu tersebut.

Dimana:

- V = tegangan output

- = perubahan fluks magnet - t = perubahan waktu - G = konstanta transducer

- = pergerakan relatif

Diagram perubahan getaran menjadi sinyal listrik pada geophone

Sebuah seismograf, atau Seismometer, adalah alat yang digunakan

untuk mendeteksi dan merekam gempa bumi. Umumnya, terdiri dari

massa yang melekat pada dasar yang tetap. Selama gempa bumi,

basis/dasar bergerak dan massa tidak. Gerakan basis terhadap massa

diubah menjadi tegangan listrik. Tegangan listrik dicatat/direkam di atas

kertas, pita magnetik, atau media rekaman lain. Rekaman ini berbanding

lurus dengan gerakan massa Seismometer relatif terhadap bumi, tetapi bisa

dikonversikan secara matematis kedalam rekaman dari pergerakan mutlak

tanah/bumi. Seismograf umumnya merupakan sebuah seismometer dengan

alat perekamnya sebagai satu unit alat.

Gempa bumi adalah getaran atau vibrasi permukaan

bumi.Perhatikan kata permukaan. Permukaan berarti hanya kerak bumi, suatu patahan di mana satu bongkah batu telah bergesekan dengan batu

lain dengan kekuatan dan gesekan yang sangat besar. Energi dari gesekan

26

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

ini diubah menjadi getaran di dalam batu-batuan.Dan getaran ini dapat

terasa sampai ribuan mil.

Sekarang getaran-getaran gempa bumi ini adalah sejenis gerakan

gelombang yang bergerak pada kecepatan yang berbeda-beda melalui

kerak bumi yang berbatu-batu. Karena getaran-getaran itu mencapai jarak

yang jauh dan merambat melalui batu-batuan, pada waktu getaran-getaran

ini sampai di kota kamu, kamu bahkan tidak dapat melihatnya. Tetapi

seismograf dapat mencatat semua getaran ini.

Bayangkan sebuah balok atau pelat beton.Sebuah grafik yang

ditempelkan balok atau pelat itu menonjol keluar.Grafik itu sejajar dengan

tanah, seperti lembaran kertas.Di atasnya, sebuah balok menonjol keluar

dari tempat tergantungnya suatu beban. Pada dasar beban itu terdapat

sebuah pena, yang menyentuh grafik itu. Sekarang muncul gelombang

gempa bumi.Balok beton bergerak dan demikian juga grafik yang

menempel padanya.Tetapi beban yang digantung tidak bergerak. Jadi,

pena itu membuat tanda-tanda pada grafik itu pada waktu pena itu

bergerak dan kita memperoleh catatan tentang gempa bumi. Tentu saja alat

ini dibuat dengan sangat teliti sehingga gerakan yang pling kecil sekalipun

dapat dicatat.

Selama gempa bumi, basis/dasar bergerak dan massa tidak.

Gerakan basis terhadap massa diubah menjadi tegangan listrik. Tegangan

listrik dicatat/direkam di atas kertas, pita magnetik, atau media rekaman

lain. Rekaman ini berbanding lurus dengan gerakan massa Seismometer

relatif terhadap bumi, tetapi bisa dikonversikan secara matematis kedalam

rekaman dari pergerakan mutlak tanah/bumi. Seismograf umumnya

merupakan sebuah seismometer dengan alat perekamnya sebagai satu unit

alat.

Setiap alat seismograf dibuat secara perhitungan khusus.Tetapi

kelebihan dan kekurangan alat tersebut pasti ada, itu dikarenakan alat tersebut

berfungsi untuk mengetahui atau mendekteksi getaran, atau gempa bumi.

Berikut adalah kelebihan dan kekurangan seismograf :

a. Kelebihan Seismograf

Kelebihan seismograf termasuk dari fungsi seismograf itu

sendiri.Karena seismograf terdapat banyak jenis dan macamnya.Jadi,

seismograf mempunyai tugas masing-masing. Berikut adalah kelebihan

seismograf :

1. Seismograf menggunakan dua klasifikasi yang berbeda untuk

mengukur Gelombang seismik yang dihasilkan gempa, yaitu

besaran gempa dan intensitas gempa. Kedua klasifikasi pengukuran

ini menggunakan skala pengukuran yang berbeda pula. Skala

pengukuran gempa tersebut terdiri dari skala Richter dan Skala

Mercalli . Skala Richter digunakan untuk menggambarkan besaran

gempa, sedangkan Skala Mercalli digunakan untuk menunjukkan

intensitas gempa, atau pengaruh gempa terhadap tanah, gedung, dan

manusia.

27

RONY PRANATA

1112140013

FISIKA SAINS (C)

2. Karena seismograf lama terdiri dari 2 macam yaitu Seismograf

horizontal bertugas untuk mengukur atau mencatat getaran bumi

pada arah horizontal. Sedangkan seismograf vertikal untuk

mencatat getaran bumi pada vertikal.

b. Kekurangan Seismograf

Alat seismograf dapat mengetahui getaran sekecil mungkin, tetapi bukan

berarti seismograf tidak mempunyai kelemahana atau kekurangan.

Kekurangan seismograf tersebut disebabkan oleh :

1. Jika getaran yang terlalu kuat membuat seismograf tidak mampu

membuat catatan, karena tangkai alat pencatat bisa mengalami

kerusakan.

2. Karena seismograf adalah alat yang selalu didekatkan dekat

dengan lokasi getaran. Jadi, ada peraturan yang memasang

seismograf tersebut pada saat getaran besar terjadi, karena melalui

beberapa pertimbangan.