Semua orang telah membaca banyak berita tentang bencana Gempa bumi dan melihat foto-foto tentang akibat yang ditimbulkan. California pertama kali mengalami Gempa Bumi yang terparah tetapi banyak daerah lain di Amerika Utara juga mengalami Gempa Bumi yang parah. Gempa bumi adalah gerakan permukaan tanah, mulai dari getaran samar ke gerakan keras yang mampu menggemetarkan dan menyebabkan bangunan terpisah dan celah menganga serta tanah membuka kedalam.

Dari sudut pandang sistem energi, Gempa adalah bentuk energi kinetik dari gerakan gelombang yang ditransmisikan melalui lapisan permukaan bumi dalam lingkaran melebar dari titik – fokus yang melepaskan energi secara tiba-tiba. Seperti riak yang dihasilkan ketika kerikil dilemparkan ke dalam kolam yang tenang, gelombang berjalan ke segala arah, secara bertahap kehilangan energi melalui tahanan gesek yang mengenai batuan oleh gelombang yang lewat.

Gempa bumi dihasilkan oleh gerakan tiba-tiba dari patahan. Gambar 9.16 menunjukkan dua jenis patahan yang sering muncul di permukaan. Rekahan yang normal memiliki gerak vertikal yang lebih dominan antara blok kerak yang berdekatan, sedangkan rekahan yang bergerak horisontal dinamakan kesalahan transcurrent. Kedua jenis ganguan tersebut menghasilkan Gempa bumi ketika terjadi slip.

Kita tidak akan membahas lebih jauh tentang rekahan mekanika dan bagaimana gempa bumi dihasilkan. Dalam hal ini kita membahas tentang batuan di kedua sisi patahan berubah bentuk secara perlahan selama bertahun-tahun sebagai kekuatan horisontal yang disebabkan pergerakan lempeng litosfer. Energi berpotensi membengkokkan batuan menumpuk yang tidak berada pada busur silang. Ketika sebuah titik kritis terbebas dari tekanan selip pada patahan dengan jumlah besar energi kinetik secara cepat dikeluarkan dalam bentuk gelombang seismik. Gambar 9.18 menunjukkan perubahan bentuk batu yang berlangsung lambat selama puluhan tahun. Pelepasan menyebabkan fitur yang melintasi patahan dalam garis lurus, misalnya sebuah jalan atau pagar. Patahan jenis ini menunjukkan pergeseran tetap yang lambat dikenal sebagai rekahan creep, yang cenderung mengurangi akumulasi tegangan yang tersimpan.

1.Pada mulanya garis AB lurus.

Tidak tegang.

2. Arah lapisan kulit (kerak) dengan lambat merusak bentuk AB sampai bengkok bentuk S. Jalan kereta api ditempatkan lurus di seberang zona.

3. Patahan lapisan kulit (kerak), bagian lurus AB, membengkok dan memutuskan jalan kereta api. Memancarkan gelombang seismik.

Perjalanan gelombang gempa pada bagian bumi dapat diterima dengan cepat pada titik jauh dengan alat penginderaan rumit (seismograf). Perjalanan energi gelombang pada permukaan diibaratkan seperti kapal yang bergerak melakukan-haluan ketika melalui gelombang air yang tenang. Dari sudut pandang lingkungan, tingkat energi gempa diperhitungkan. Hal menarik yang akan kita bahas yaitu ada dua ukuran energi gempa, pertama adalah jumlah energi yang dikeluarkan pada pusat; kedua adalah intensitas efek yang diukur pada suatu titik tertentu di permukaan bumi pada jarak tertentu dari sumber yang terbatas. Sedangkan pusat gempa terletak di bawah permukaan dengan kedalaman 400 mi (600 km) – titik sumber untuk pengukuran efek intensitas pusat terletak di atas pusat permukaan.

Skala Richter Gempa, besaran yang dirancang pada tahun 1935 oleh seismolog, Charles F. Richter, untuk menunjukkan jumlah energi yang dikeluarkan oleh gempa tunggal. Skala angka berkisar dari 0 sampai 9, tapi karena ini adalah skala logaritma maka tidak ada batas atas untuk melepaskan energi sehingga terjadi secara alami. Nilai 8,6 adalah nilai terbesar yang pernah diamati antara tahun 1900 dan 1950. Data dalam tabel 9.1 menunjukkan jumlah asosiasi energi dengan berbagai angka skala.

Tabel 9.1 Skala Richter

MagnitudoDeskripsi
0Gempa yang terdeteksi paling kecil. Energi yang dilepaskan:3 x 1012 ergs.
2.5 – 3Jika di dekatnya, gempa bisa dirasakan. Setiap tahun ada sekitar 100.000 gempa sebesar in.
4.5Gempa sebesar ini dapat menyebabkan kerusakan lokal.
5Sama dengan kuantitas energi untuk bom atom pertama, Alamogordo, New Mexico, 1945. (bom Hiroshima: sebesar 5.7; energi yang dilepaskan 8 x 10 20 ergs)
6Merusak area terbatas. Sekitar 100 per tahun ini besarnya dalam pusat dangkal yang lebih besar.
7Di atas besaran ini merupakan gempa utama dan dapat direkam oleh seluruh bumi; ini merupakan gempa hebat dan lebih besar 14 per tahun ini.
7.8Gempa di San Francisco pada tahun1906
8.4Dekat dengan maksimum yang dapat diamati. Contohnya Honshu, 1933; Assam 1950; Alaska, 1964. energi yang dilepaskan: 3 x 1024 ergs.
8.6Pengamatan maksimum antara tahun 1900 dan 1950. Energi yang dilepaskan adalah 3 juta kali dari bom atom pertama (lihat besarnya 5)

 

Diperkirakan bahwa pelepasan energi total tahunan oleh semua gempa sekitar 1025 ergs, dan sebagian besar gempa bumi besarnya lebih dari 7.

Skala intensitas gempa digunakan untuk mengukur pengaruh getaran dinding. Skala Serikat Mercalli yang dimodifikasi disiapkan untuk digunakan oleh Richter tahun 1956. Untuk mengenal 12 tingkat intensitas, masing-masing ditunjuk oleh suatu angka Romawi. Untuk setiap tingkat ada kriteria tertentu yang dapat dengan mudah diamati oleh orang-orang yang mengalami gempa. Pada tingkat intensitas IV, misalnya, objek tergantung pada ayunan/ getaran seperti sebuah truk yang lewat dan kita berdiri di sebelah jalan maka kita akan merasakan getarannya, begitu juga dengan jendela dan piring yang ikut bergetar.Tingkat kerusakan struktur batu berfungsi sebagai kriteria untuk mengidentifikasi tingkat intensitas yang lebih tinggi (Gambar 9.19) misalnya, pada intensitas XII merupakan jumlah kerusakan struktur yang tertinggi dengan jumlah total masa manusia dan pengungsi.

Salah satu gempa besar yang belakangan ini terjadi adalah Gempa Jumat Agung (Good Friday Earthquake) 27 Maret 1964, dengan pusat gempa terletak sekitar 75 mil (120 km) dari Anchorage, Alaska. Besarnya adalah 8,4-8,6 pada skala Richter, mendekati skala maksimum. Di Anchorage sendiri, pada skala Mercalli yang dimodifikasi intensitasnya mencapai VII ke VIII.

Dapat dilakukan pengamatan khusus yang berkaitan dengan gempa bumi sebagai bahaya lingkungan kedua. Pada pelabuhan, kerusakan paling banyak disebabkan oleh yang kedua ini, karena kerangka bangunan terbuat dari kayu biasanya mengalami kerusakan yang kecil daripada yang terbuat dari batu. Kerusakan yang sangat besar akibat pergerakan bumi terjadi di daerah perkotaan yang mengandung tanah liat terlihat pada gambar 9.20. Tanah liat ini berubah menjadi tanah encer dan menjadikan segmen-segnien tanah surut dan menarik sebagian dalam tahap rangkaian tertentu, yang dapat memiringkan dan merobohkan rumah.