Kenapa Gempa Bumi Bisa Terjadi? Ini Penjelasan Lengkap Berdasarkan Sains Terbaru

AKURAT.CO Gempa bumi selalu menjadi topik yang menyita perhatian, apalagi saat guncangan tiba-tiba mengguncang kota atau memicu tsunami. Fenomena alam ini kerap memunculkan pertanyaan besar: kenapa gempa bisa terjadi dan apa yang sebenarnya berlangsung di bawah permukaan Bumi hingga menghasilkan getaran begitu dahsyat?

Untuk memahami prosesnya, kita perlu melihat ke dalam mekanisme Bumi, data ilmiah, hingga riset terbaru dari berbagai lembaga kredibel seperti United States Geological Survey (USGS), Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG), dan jurnal-jurnal ilmiah internasional.

Proses Terjadinya Gempa: Dari Lempeng Tektonik hingga Gelombang Seismik

Mayoritas gempa bumi muncul akibat pergerakan lempeng tektonik, lapisan besar batuan yang membentuk permukaan Bumi. Lempeng-lempeng ini terus bergerak, meski sangat lambat, dan saling berinteraksi di batas-batasnya. Saat dua lempeng saling bertabrakan, bergesekan, atau saling menjauh, energi akan terkumpul dalam bentuk tegangan.

Ketika tegangan tersebut melebihi kekuatan gesek batuan, terjadilah pelepasan energi secara tiba-tiba, memicu getaran yang kita rasakan sebagai gempa bumi. Fenomena ini dikenal dengan elastic rebound theory, pertama kali dijelaskan ilmuwan Harry Fielding Reid setelah gempa San Francisco 1906.

Gelombang seismik yang dihasilkan gempa terbagi menjadi beberapa jenis. Gelombang primer (P) bergerak paling cepat dan biasanya menjadi sinyal pertama yang terdeteksi alat seismograf. Setelahnya datang gelombang sekunder (S) yang lebih lambat namun lebih merusak. Di permukaan, gelombang Rayleigh dan Love menyebar, menyebabkan guncangan kuat yang dapat merobohkan bangunan, memicu likuefaksi, bahkan tsunami.

Jenis-Jenis Gempa Menurut Penyebabnya

Meski gempa tektonik adalah yang paling umum, ada beberapa jenis gempa lain yang patut diketahui:

Gempa Tektonik: Terjadi akibat pergerakan lempeng Bumi. Ini adalah penyebab utama gempa besar, termasuk gempa megathrust yang dapat memicu tsunami seperti yang terjadi di Aceh pada 2004.
Gempa Vulkanik: Muncul akibat pergerakan magma dan aktivitas gunung api. BMKG mencatat, gempa jenis ini sering menjadi tanda awal erupsi.
Gempa Runtuhan: Terjadi ketika gua atau rongga bawah tanah runtuh. Skala dan dampaknya biasanya kecil dan lokal.
Gempa Buatan (Induced Seismicity): Aktivitas manusia seperti pengeboran minyak, fracking, atau pengisian waduk besar bisa memicu gempa. Penelitian di Oklahoma, Amerika Serikat, menunjukkan peningkatan kejadian gempa terkait pembuangan limbah cair ke bawah tanah.

Mengukur Kekuatan Gempa: Magnitudo dan Intensitas

Kekuatan gempa sering disalahartikan. Banyak orang mengenal istilah “skala Richter”, tetapi seismolog kini lebih mengandalkan moment magnitude scale (Mw) karena lebih akurat untuk gempa besar. Skala ini mengukur energi total yang dilepaskan dari sumber gempa.

Sementara itu, intensitas gempa menggambarkan dampak guncangan yang dirasakan di permukaan, diukur dengan skala Modified Mercalli Intensity (MMI). Satu gempa bisa memiliki satu nilai magnitudo, tetapi tingkat intensitasnya berbeda-beda tergantung lokasi.

Data USGS menunjukkan, rata-rata setiap tahun terjadi sekitar 15 hingga 18 gempa dengan magnitudo 7,0 hingga 7,9, serta satu gempa dengan magnitudo 8 atau lebih. Meski terlihat sering, angka ini relatif stabil dalam beberapa dekade terakhir. Peningkatan jumlah gempa kecil yang terdeteksi lebih banyak disebabkan oleh kemajuan teknologi seismograf, bukan karena Bumi semakin “gelisah”.

Gempa Dalam dan Misteri di Kedalaman Bumi

Sebagian gempa terjadi sangat dalam, bahkan mencapai kedalaman 700 kilometer di bawah permukaan. Gempa ini disebut deep-focus earthquake dan mekanismenya masih menjadi bahan penelitian. Pada kedalaman tersebut, batuan seharusnya mengalami deformasi plastis dan tidak mudah patah.

Para ilmuwan menduga proses perubahan mineral, seperti transformasi olivin menjadi spinel, atau pelepasan air yang memicu patahan mendadak, menjadi penyebab gempa dalam. Studi terbaru di Nature Communications mendukung hipotesis ini, namun riset lanjutan masih berlangsung.

Faktor Pemicu Lain: Aktivitas Manusia dan Perubahan Lingkungan

Selain proses alami, aktivitas manusia terbukti dapat memicu gempa. Studi di Science menemukan hubungan kuat antara injeksi limbah cair ke dalam tanah dengan lonjakan gempa di beberapa wilayah Amerika Serikat. Volume dan kecepatan injeksi cairan mampu meningkatkan tekanan pori-pori batuan, mengurangi gesekan, dan memicu patahan.

Peneliti juga menyoroti kemungkinan keterkaitan perubahan iklim dengan aktivitas seismik. Perubahan beban hidrologi akibat pencairan gletser atau peningkatan curah hujan ekstrem dapat memengaruhi tekanan pada sesar. Meski riset awal menunjukkan potensi korelasi, bukti global yang kuat masih terbatas.

Upaya Prediksi dan Sistem Peringatan Dini

Sampai saat ini, tidak ada metode ilmiah yang bisa memprediksi gempa secara akurat—baik lokasi, waktu, maupun kekuatannya. Namun, ilmuwan mampu membuat forecast probabilistik, misalnya memperkirakan kemungkinan gempa besar dalam periode tertentu berdasarkan sejarah aktivitas seismik.

Di sisi lain, teknologi Earthquake Early Warning (EEW) telah berkembang pesat. Sistem ini mendeteksi gelombang primer dan mengirimkan peringatan beberapa detik sebelum gelombang merusak tiba, memberi waktu untuk menyelamatkan diri. Jepang, Amerika Serikat, dan Indonesia melalui BMKG telah mengembangkan sistem semacam ini.

Dampak Gempa dan Pentingnya Mitigasi

Gempa bumi dapat menimbulkan dampak langsung seperti kerusakan bangunan, korban jiwa, dan gangguan infrastruktur, serta dampak sekunder berupa tsunami, likuefaksi, kebakaran, dan longsor.

Bencana besar seperti gempa dan tsunami Tōhoku Jepang 2011 atau gempa Aceh 2004 menjadi pengingat pentingnya mitigasi. Penerapan standar bangunan tahan gempa, edukasi masyarakat, serta pemetaan sesar aktif menjadi kunci untuk mengurangi risiko.

Kesimpulan

Gempa bumi adalah hasil dari proses alam yang kompleks, melibatkan pergerakan lempeng tektonik, perubahan mineral di kedalaman Bumi, hingga aktivitas manusia. Meski belum bisa diprediksi secara pasti, pemahaman ilmiah yang semakin mendalam dan teknologi peringatan dini memberi kita peluang lebih baik untuk mengurangi dampak bencana.

Kalau kamu ingin terus mengikuti informasi terbaru seputar gempa bumi dan riset ilmiah terkait fenomena ini, pantau terus update dari BMKG, USGS, dan media terpercaya lainnya.

FAQ

1. Apa penyebab utama gempa bumi?
Sebagian besar gempa bumi terjadi karena pergerakan lempeng tektonik yang saling bergesekan, bertabrakan, atau menjauh. Energi yang menumpuk di sesar akan dilepaskan secara tiba-tiba ketika gaya gesek tidak lagi mampu menahannya.

2. Apa bedanya gempa tektonik dan gempa vulkanik?
Gempa tektonik dipicu oleh pergeseran lempeng Bumi, sedangkan gempa vulkanik terjadi akibat pergerakan magma dan tekanan di dalam gunung api yang dapat mendahului erupsi.

3. Mengapa ada gempa yang sangat dalam di bawah permukaan Bumi?
Gempa dalam atau deep-focus terjadi hingga kedalaman 700 kilometer. Peneliti menduga proses perubahan mineral atau pelepasan air dalam lempeng yang menunjam memicu patahan, meski mekanismenya masih terus diteliti.

4. Apakah aktivitas manusia bisa menyebabkan gempa?
Ya. Aktivitas seperti injeksi limbah cair, pengeboran minyak, fracking, atau pengisian waduk besar dapat mengubah tekanan bawah tanah dan memicu gempa, meski skalanya umumnya kecil hingga menengah.

5. Apakah gempa bumi bisa diprediksi?
Belum ada metode ilmiah yang mampu memprediksi waktu, lokasi, dan kekuatan gempa secara akurat. Para ilmuwan hanya dapat membuat perkiraan probabilistik berdasarkan pola sejarah aktivitas seismik.

6. Bagaimana cara mengukur kekuatan gempa?
Kekuatan gempa diukur dengan skala Moment Magnitude (Mw) yang menunjukkan energi total yang dilepaskan, sedangkan dampak guncangan di permukaan diukur dengan skala intensitas Modified Mercalli (MMI).

7. Apakah jumlah gempa bumi semakin meningkat?
Data USGS menunjukkan jumlah gempa besar relatif stabil. Peningkatan jumlah gempa kecil yang tercatat lebih disebabkan oleh kemajuan teknologi deteksi seismik, bukan karena Bumi semakin sering berguncang.

8. Apa yang bisa dilakukan untuk mengurangi dampak gempa?
Penerapan bangunan tahan gempa, edukasi kesiapsiagaan, pemetaan sesar aktif, dan sistem peringatan dini seperti yang dikembangkan BMKG dapat meminimalkan kerugian jiwa dan materi.

9. Bagaimana sistem peringatan dini bekerja?
Sistem Earthquake Early Warning (EEW) mendeteksi gelombang primer yang datang lebih dulu dan mengirimkan peringatan beberapa detik sebelum guncangan kuat tiba, memberi waktu bagi masyarakat untuk menyelamatkan diri.

10. Mengapa Indonesia rawan gempa?
Indonesia berada di pertemuan beberapa lempeng besar dunia seperti Indo-Australia, Eurasia, dan Pasifik. Posisi ini membuat wilayah Indonesia memiliki banyak sesar aktif dan zona subduksi yang memicu gempa besar serta potensi tsunami.