Sains · Artikel
Bagaimana Gempa Bumi Terbentuk: Tektonik Lempeng, Stres dan Gelombang Seismik Dijelaskan
Terbit:

Singkatnya
Gempa bumi terjadi ketika stres yang telah terkumpul selama bertahun-tahun, puluhan tahun, atau berabad-abad di sepanjang patahan terkunci akhirnya mengatasi gesekan dan batu tiba-tiba tergelincir. Tergelincir tersebut melepaskan energi yang tersimpan sebagai gelombang seismik, yang menyebar ke luar dan mengguncang tanah. Survei Geologi AS (USGS) dan Caltech menggambarkan ini sebagai siklus berkelanjutan yang didorong oleh pergerakan lambat lempeng tektonik Bumi.
Versi ini adalah terjemahan mesin dari naskah asli (English). Baca naskah asli
Kerak bumi adalah teka-teki yang bergerak
Menurut Survei Geologi AS (USGS), kulit luar bumi terbagi menjadi potongan-potongan besar yang disebut lempeng tektonik yang pas bersama seperti teka-teki. Lempeng-lempeng ini terus-menerus, perlahan-lahan bergerak — meluncur melewati, di atas, atau di bawah satu sama lain. Sebagian besar gempa bumi di planet ini terjadi di perbatasan di mana lempeng-lempeng ini bertemu, karena itulah tempat di mana patahan — celah dalam kerak — terkonsentrasi.
Lempeng itu sendiri jarang bergerak dengan mulus. USGS menjelaskan bahwa gesekan di tepi patahan menyebabkan batu menempel, bahkan sementara sisa lempeng terus bergerak. Ketidaksesuaian ini adalah titik awal dari setiap gempa bumi tektonik.
Bagaimana stres terakumulasi di sepanjang patahan
Sementara patahan terkunci oleh gesekan, kerak sekitarnya membengkok dan berubah bentuk secara elastis, seperti pegas di bawah ketegangan. Menurut USGS, tegangan ini disimpan dalam batu sementara patahan tetap terkunci. Semakin lama patahan tetap terkunci, semakin banyak regangan yang terakumulasi — ini dapat terjadi selama bertahun-tahun di beberapa zona atau selama berabad-abad di zona lain.
Gempa bumi disebabkan oleh selip tiba-tiba pada patahan.
USGS memberikan San Andreas Fault di California sebagai contoh kerja dari proses ini. Lempeng Pasifik bergerak ke barat laut relatif terhadap Lempeng Amerika Utara dengan kecepatan sekitar dua inci (sekitar 5 cm) per tahun, kata USGS, dan patahan itu sendiri membentang lebih dari 650 mil (sekitar 1.050 km) dan memanjang lebih dari 10 mil (16 km) dalam kedalaman. Di sepanjang beberapa bagian lempeng merayap secara teratur dan menghasilkan getaran kecil yang sering; di tempat lain mereka tetap terkunci untuk jangka waktu yang lama, membangun regangan yang akhirnya dilepaskan dalam gempa bumi besar.
Saat pecah: hiposenter dan episenter
Ketika tegangan terakumulasi akhirnya melebihi gesekan yang menyatukan patahan, batu retak dan melepaskan energi yang tersimpan ke luar sebagai gelombang seismik, menurut USGS. Titik di bawah tanah di mana pecahan dimulai adalah hiposenter; titik di permukaan langsung di atasnya adalah episenter — lokasi yang biasanya dilaporkan dalam liputan berita.
USGS mencatat bahwa getaran lebih kecil yang disebut gempa foreshock dapat mendahului pecahan utama, sementara gempa aftershock — gempa lebih kecil di sepanjang patahan yang sama — dapat berlanjut selama berhari-hari hingga bertahun-tahun setelahnya saat kerak sekitarnya menyesuaikan dengan distribusi stres baru.
Bagaimana energi yang dilepaskan bepergian: gelombang seismik
Energi yang dilepaskan di hiposenter menyebar ke luar dalam beberapa jenis gelombang yang berbeda, masing-masing dengan kecepatan dan perilaku yang berbeda. USGS membandingkan pola penyebaran dengan riak di kolam, sementara Science Exchange Caltech mengelompokkan gelombang menjadi dua kelas luas: gelombang badan, yang melintasi interior bumi, dan gelombang permukaan, yang melintasi tanah.
| Jenis gelombang | Juga merambat melalui | Gerakan tanah | Urutan kedatangan |
|---|---|---|---|
| Gelombang P (primer) | Padatan, cairan dan gas | Memampatkan dan memperluas batu ke arah perjalanan | Tiba paling awal |
| Gelombang S (sekunder) | Hanya padatan | Gesekan batu dari samping ke samping, tegak lurus terhadap arah perjalanan | Tiba setelah gelombang P |
| Gelombang permukaan (Love dan Rayleigh) | Hanya di sepanjang permukaan tanah | Gerakan bergulir atau samping, mirip dengan ombak laut | Tiba paling akhir, tetapi menyebabkan kerusakan terbanyak |
USGS membandingkan celah gelombang P/S dengan penundaan antara melihat kilat dan mendengar guntur: semakin besar waktu antara kedua kedatangan di stasiun seismik, semakin jauh gempa bumi terjadi. Caltech mencatat bahwa gelombang permukaan — gelombang Love dan Rayleigh — tiba paling akhir tetapi biasanya paling merusak karena membawa lebih banyak energi di dekat permukaan, di mana bangunan dan infrastruktur berada.
Di mana dan seberapa dalam gempa bumi terjadi
USGS menyatakan bahwa gempa bumi terjadi dalam kerak atau mantel atas, dalam rentang kedalaman dari permukaan hingga sekitar 800 kilometer (kira-kira 500 mil). Laporan Science Exchange Caltech bahwa sekitar 80% gempa bumi terbesar dunia terjadi di sepanjang sabuk seismik circum-Pacific, sering disebut 'Ring of Fire,' yang melacak batas-batas lempeng di sekitar Samudra Pasifik.
Tidak setiap gempa bumi bersifat tektonik. Science Exchange Caltech juga mencantumkan gempa bumi gunung berapi, gempa bumi runtuh, dan gempa bumi yang berhubungan dengan ledakan sebagai kategori yang diakui lainnya, dan mencatat bahwa aktivitas seperti fracking atau pembuangan air limbah kadang-kadang telah dikaitkan dengan peristiwa seismik terinduks yang lebih kecil di beberapa wilayah.
Bagaimana para ilmuwan mengukur apa yang terjadi
Karena patahan biasanya terlalu dalam untuk diamati secara langsung, USGS menjelaskan bahwa seismolog mengandalkan catatan seismograf sebagai gantinya. Garis bergelombang pendek di seismogram menunjukkan gempa bumi kecil, sementara garis bergelombang panjang menunjukkan yang lebih besar — panjang gelombang berhubungan dengan ukuran patahan yang retak, dan amplitudo berhubungan dengan seberapa jauh batu tergelincir.
- Gempa bumi dimulai ketika stres pada patahan terkunci mengatasi gesekan yang menahannya di tempatnya (USGS).
- Hiposenter adalah titik bawah tanah pecah; episenter adalah titik di permukaan langsung di atasnya (USGS).
- Gelombang P tiba pertama dan memampatkan batu ke arah perjalanan; gelombang S tiba kedua dan hanya bergerak melalui padatan (USGS, Caltech).
- Gelombang permukaan — gelombang Love dan Rayleigh — tiba paling akhir tetapi biasanya menyebabkan kerusakan struktural terbanyak (Caltech).
- Sekitar 80% gempa bumi terbesar terjadi di sepanjang 'Ring of Fire' circum-Pacific (Caltech).
Pertanyaan
- Apa yang benar-benar memicu gempa bumi?
- Menurut USGS, gempa bumi dipicu ketika stres terakumulasi pada patahan terkunci akhirnya melampaui gesekan yang menyatukan kedua sisi, menyebabkan selip tiba-tiba yang melepaskan energi elastis yang tersimpan sebagai gelombang seismik.
- Apa perbedaan antara gelombang P dan gelombang S?
- USGS menjelaskan bahwa gelombang P (gelombang primer) tiba pertama dan memampatkan serta memperluas batu ke arah mereka bepergian, bergerak melalui padatan, cairan dan gas. Gelombang S (gelombang sekunder) tiba setelah gelombang P, hanya bergerak melalui batu padat, dan mengguncang tanah dari samping ke samping, tegak lurus terhadap arah perjalanan.
- Mengapa gelombang permukaan menyebabkan kerusakan terbanyak?
- Science Exchange Caltech mencatat bahwa gelombang permukaan — gelombang Love dan Rayleigh — bergerak di sepanjang tanah daripada melalui interior bumi dan tiba paling akhir, tetapi mereka biasanya menghasilkan guncangan terkuat di permukaan, di mana bangunan dan infrastruktur berada.
- Apa perbedaan antara hiposenter dan episenter?
- USGS mendefinisikan hiposenter sebagai titik bawah tanah di mana patahan retak dan episenter sebagai titik di permukaan bumi langsung di atas hiposenter — lokasi yang biasanya dilaporkan untuk gempa bumi.
- Seberapa dalam di bawah tanah gempa bumi terjadi?
- USGS menyatakan bahwa gempa bumi terjadi dalam kerak atau mantel atas, dalam rentang kedalaman dari permukaan hingga sekitar 800 kilometer (kira-kira 500 mil).
Sumber
Tulisan ini disiapkan dengan kecerdasan buatan dan lolos pemeriksaan sumber otomatis sebelum terbit. Jika Anda melihat kesalahan, ajukan koreksi. Ajukan koreksi atau hak jawab · Cara kami bekerja
Terkait

SainsArtikel
Fotosintesis Dijelaskan: Bagaimana Tumbuhan Mengubah Sinar Matahari Menjadi Energi Kimia
Fotosintesis adalah proses di mana tumbuhan, alga dan beberapa bakteri menggunakan sinar matahari, air dan karbon dioksida untuk membuat gula dan oksigen. Hal ini terjadi dalam dua tahap yang terhubung di dalam kloroplas: reaksi yang bergantung pada cahaya yang menangkap energi surya, dan siklus Calvin yang menggunakan energi itu untuk membangun karbohidrat.

SainsArtikel
Cara Kerja Vaksin: Dari Pengembangan Lab hingga Perlindungan Imun
Vaksin bekerja dengan menunjukkan sistem kekebalan tubuh sepotong patogen yang tidak berbahaya — disebut antigen — sehingga tubuh membangun antibodi dan sel memori tanpa menderita penyakit yang sebenarnya. Untuk mencapai titik itu, vaksin memerlukan tahun pengujian preklinik dan tiga fase uji coba manusia sebelum regulator seperti FDA melisensikannya. Perlindungan penuh setelah vaksinasi biasanya memerlukan beberapa minggu, karena sistem kekebalan tubuh membutuhkan waktu untuk menghasilkan pertahanan yang bertahan lama.

SainsArtikel
Warhound: Startup Mengumpulkan $200 Juta untuk Merekayasa Genetika Anjing untuk Militer AS
Warhound, yang didirikan bersama oleh Ben Lamm dari Colossal Biosciences dan Palmer Luckey dari Anduril, mengumpulkan $200 juta pada 22 Oktober 2026 untuk mengedit gen dan mengkloning anjing untuk militer AS, dengan tujuan menghilangkan penyakit bawaan dari ras seperti Belgian Malinois. Para ilmuwan independen mengatakan tujuan genetik dapat dicapai secara teknis, namun para bioetikawan memperingatkan bahwa kloning tetap tidak efisien dan menimbulkan pertanyaan kesejahteraan hewan dan peraturan yang belum terpecahkan.

SainsArtikel
Mengapa Dunia Menghapuskan Detik Kabisat, dan Apa yang Berubah pada 2027
Detik kabisat, penyesuaian satu detik yang digunakan sejak 1972 untuk menjaga jam tetap selaras dengan rotasi Bumi, akan berhenti sepenuhnya. Otoritas penjaga waktu dunia, Biro Internasional Berat dan Ukuran (BIPM), mengonfirmasi pada 15 Oktober 2026 bahwa UTC berkelanjutan mulai berlaku pada 20 Mei 2027. Langkah ini, yang pertama kali disepakati secara prinsip pada 2022, dipercepat setelah para ahli menandai risiko yang meningkat dari detik kabisat 'negatif' yang mengganggu.