GEMPA BUMI DAN TSUNAMI SUMATERA, 26 DESEMBER 2004

GEMPA BUMI DAN TSUNAMI SUMATERA, 26 DESEMBER 2004

Liputan media yang luar biasa tentang gempa dan tsunami 26 Desember 2004, menyodorkan kepada dunia gambaran yang mencengangkan tentang kesedihan yang luar biasa atas hilangnya nyawa secara tragis, dan sekaligus kekaguman terhadap energi merusak yang terlepas akibat guncangan kerak bumi. Para ilmuwan Bumi di mana-mana serta merta bersemangat untuk mempelajari gempa yang menggegarkan segenap planet dan menimbulkan tsunami yang membawa begitu banyak kehancuran di lingkar Samudera Hindia. Sebagai guru ilmu bumi, kami melihat kejadian tersebut sebagai sesuatu yang bisa diajarkan yang penuh dengan kemungkinan.

Hubungan antara proses geologi mendasar dan kehidupan sehari-hari manusia menjadi begitu langsung, mencolok, dan secara menyakitkan tampak jelas. Di sinilah kesempatan bagi siswa kami untuk melihat secara langsung pentingnya upaya ilmuwan bumi untuk memahami dan barangkali pada akhirnya memprediksi cara kerja sistem bumi. Ketidaktahuan para pengunjung pantai yang bersuka ria tetapi tidak sadar yang mengikuti surutnya air laut sebelum kedatangan gelombang, dan kisah seorang anak perempuan yang telah mengetahui pentingnya air surut (dan menyelamatkan banyak nyawa dengan mengingatkan orang lain untuk meninggalkan pantai), menyisakan pesan betapa bernilainya pemahaman dan kesiapsiagaan perorangan. Ironi kemunculan foto dan video kehancuran, disandingkan dengan kurangnya peringatan kepada orang-orang yang mungkin punya waktu berjam-jam untuk bersiap, mengilustrasikan fakta bahwa  teknologi dibatasi oleh seberapa efektif ia digunakan. Berbekalkan data aktual yang terkait dengan sebuah peristiwa nyata dan familiar, kami pun siap memperkenalkan kepada siswa kami konsep-konsep seismologi dan lempeng tektonik melalui analisis yang masak dan teliti.

 

LATAR BELAKANG

Gempa bumi Pulau Sumatera-Andaman pada 26 Desember 2004, adalah gempa bumi yang terbesar keempat di dunia sejak tahun 1900 dan yang terbesar sejak gempa yang melanda Prince William Sound di Alaska pada hari Jumat Agung tahun 1964. Gempa bumi Sumatera terjadi dalam bentuk retakan-dorong di antarmuka lempeng India dan lempeng Burma. Dalam rentang waktu beberapa menit, retakan tersebut melepaskan tegangan elastis yang telah menumpuk selama berabad-abad dari pelesakan (subduksi) berkelanjutan lempeng India di bawah lempeng Burma yang bertengger di atasnya. Stein dan Okal (2005) menelusuri asal geologis penyebab gempa luar biasa ini ke belakang lebih dari 120 juta tahun yang lalu, ketika benua-besar Gondwana terbelah. Saat itu, sebuah daratan luas yang sekarang kita kenal sebagai anak benua India memisah dari Antartika mulai pergerakan lambatnya yang stabil ke utara. Sekitar 50 juta tahun yang lalu ia bertumbukan dengan Asia, menciptakan Himalaya dan dataran tinggi Tibet. Benturan lempeng berlanjut pada masa sekarang ketika lempeng India bergerak ke utara dan mendesak kepingan Asia Tenggara dan Cinake timur.

Sebagian dari batas antara lempeng India menganjur di sepanjang parit (Parit Jawa) di pesisir barat Sumatera. Di kawasan ini, sebagian lempeng India lautan sedang melesak ke bawah lempeng Burma. Lempeng Burma merupakan sebuah lempeng kecil, atau kepingan kecil di antara lempeng India dan lempeng Sunda, yang memuat sebagian besar Asia Tenggara. Ketika lempeng India melesak, ini menciptakan sebuah zona sorong di sepanjang perbatasan lempeng. Pada kebanyakan waktu, tampaknya hanya ada sedikit sekali kejadian di sepanjang patuhan sarong besar (-raksasa) yang membentuk antarmuka perbatasan lempeng tersebut. Padahal, sebenarnya ada banyak kejadian. Lempeng Burma dan lempeng India bersinggungan atau saling bergerak ke arah yang lain sekitar 22 milimeter setiap tahun. Karena patahan dorong-besar itu terkunci, terbentuklah ketegangan di atasnya. Cepat atau lambat, akumulasi ketegangan melebihi kekuatan gesekan patahan, dan ia menggelincir dalam bentuk gempa besar seperti yang terjadi pada bulan Desember 2004 (Stein dan Oka1 2005).

Bencana tsunami adalah konsekuensi langsung dari gempa bumi, yang menyebabkan pergerakan dasar laut di sepanjang retakan, menggusur sejumlah besar air dan menimbulkan gelombang tsunami. Lonjakan vertikalnya bisa menjangkau beberapa meter. Di laut terbuka, gelombang tsunami bergerak sangat cepat, 300-500 km/jam (sekitar kecepatan pesawat jet), dan seringkali sangat kecil (Cuma beberapa sentimeter). Ketika gelombang mendekati pantai, ia melambat dan ketinggiannya bertambah sampai bermeter-meter ketika menghantam pantai. Tidak lama setelah gempa bumi 26 Desember 2004, kami mengunduh beberapa peta dan seismogram asli menggunakan Global Earthquake Explorer (GEE) dan mendapati bahwa meneliti lokasi episentrum dan waktu awal seismogram membuahkan hasil yang amat akurat. Dari sana, kami masing-masing bekerja secara bersusulan, mengembangkan kegiatan tambahan dan bahan pendukung (web link, foto, dan halaman web kami sendiri) yang akan memperkenalkan atau memperkuat pemahaman tentang kaidah geologi yang terlibat dan hubungan antara sains, teknologi, dan kehidupan sehari-hari manusia. Di tengah arus e-mail yang masing-masingnya bertolak dari ide pihak lain, latihan kelas komprehensif ini menghasilkan bentuknya yang sekarang. Kegiatannya terdiri atas sejumlah bagian berikut:

  • Bagian 1: Siswa menganalisis seismogram aktual, menghitung perbedaan waktu perjalanan gelombang P dan S, dan menentukan jarak episentrum terkaitnya. Informasi ini dicatat di dalam tabel pada latihan siswa. Dengan menggunakan data itu, siswa kemudian mematok (plot) jarak episentrum gempa di peta dan mengerjakan triangulasi lokasi episentrum, dan akhirnya bekerja mundur untuk menentukan waktu asal gempa. Siswa yang teliti di setiap langkah jalan akan menemukan lokasi episentrum yang sangat akurat di peta mereka, dandengan waktu asal dalam beberapa detik dari waktu aktual. Pertanyaan yang menyertai Bagian 1 mendorong siswa untuk memeriksa sifat batas lempeng timur Indonesia, termasuk studi peta dan penampang lintang, sumber web yang disediakan oleh US Geological Survey (USGS), di samping bahan asli yang disusun untuk latihan ini.
  • Bagian 2: Keterampilan dan konsep yang dikembangkan dalam Bagian 1 diperkuat ketika siswa menganalisis tambahan seismogram dan memplot lokasi episentrum pada peta berskala lebih besar.
  • Bagian 3: Siswa mempelajari sifat tsunami, dan menentukan lokasi gelombang maju selama beberapa saat.
  • Bagian 4: Siswa menentukan kecepatan rata-rata gelombang seismik yang telah menempuh beragam jarak, dan diminta untuk merenungkan penyebab perbedaan yang teramati tersebut. Kegiatan terakhir ini menyediakan rangkaian antisipatif yang sangat cemerlang bagi para guru yang ingin lebih jauh menjelajahi sifat interior Bumi dan bagaimana ini terungkap melalui penafsiran persebaran gelombang seismik.
  • Bagian 5: Bagian ini berisi sejumlah pertanyaan penutup mengenai dampak peristiwa itu terhadap manusia. Siswa melihat klip video dan jepretan foto dan diminta untuk mengulas data mereka dan mengeksplorasi bagaimana berbagai lokasi mungkin telah terhindar dari hilangnya banyak nyawa.

Latihan kami mencakup seismogram, peta, denah waktu perjalanan gelombang seismistik dan peta tektonik dunia yang diubahsuaikan untuk cekungan Samudera Indonesia.

 

MERENUNGKAN KEGIATAN

Sampai saat ini, laboratorium ini telah digunakan oleh ratusan siswa. laporan anekdotal dari para guru akurat, hasilnya sungguh luar biasa. Para guru telah memperhatikan antusiasme siswa dalam mendatangi laboratorium, dan merasa senang dengan konsep yang dianut siswa. Luasnya laboratorium menyediakan beberapa poin “pemicu” untuk tambahan diskusi dan kajian lempeng tektonik; pemeriksaan jarak gunung berapi dari ekspresi permukaan batas lempeng, kedalaman yang harus dimasuki oleh lempeng sebelum magma muncul, dan gempa-bumi yang diproduksi oleh terangkatnya magma.

Mematok plot waktu perjalanan tsunami, menonton video terkait, dan mendiskusikan siapa yang berkesempatan untuk menghindar (dan bahkan apa arti dari “menghindar”) membawa hubungan antara kegiatan manusia sehari-hari dan gagasan abstrak pelesakan lempeng ke dalam fokus yang jelas bagi siswa. Menempuh langkah lebih jauh, kami telah mampu mendiskusikan persamaan dan perbedaan di Pacific Northwest Amerika Serikat, menggambarkan semuanya dengan Earth Science Picture of the Day beberapa artikel mutakhir mengenai bahaya Pacific Northwest, dan foto-foto dan anekdot personal.

Selama bertahun-tahun, para siswa ilmu bumi SMA telah menggunakan seismogram buatan atau olahan untuk mematok plot gempa bumi yang, sejauh anggapan mereka, mungkin atau mungkin tidak pernah terjadi. “Gempa” ini tidak memiliki hubungan nyata dengan kehidupan mereka, dan dengan begitu kegiatan tersebut sering memudar menjadi sekadar penguasaan keterampilan belaka. Apa yang telah membuat kami terkesan oleh kegiatan kami adalah bagaimana siswa yang bekerja dengan cermat bisa dengan amat akurat mematok plot posisi dan menghitung waktu asal gempa yang nyata dan seketika dengan menggunakan data nyata tanpa polesan dan grafik waktu tempuh sederhana sebagaimana terdapat dalam kebanyakan buku pelajaran ilmu bumi selama bertahun-tahun.

-Dave Robison, Steve Kluge dan Michael J. Smith-

Leave a Reply

Close Menu