Bisakah Gempa Diprediksi ?

Judul di atas merupakan kalimat yang sering dipertanyakan oleh orang-orang satu sama lain, “bisakah gempa diprediksi” atau “bagaimana cara tahu kapan gempa akan terjadi?”. Mungkin untuk masyarakat biasa masih tidak tahu akan menjawab apa, atau ada yang langsung menjawab “tidak mungkin”.

Dalam ilmu seismologi, sudah pasti kalau gempa itu terjadi di wilayah subduksi/pertemuan lempeng dan di patahan. Gempa-gempa utama (main shock) yang terjadi selalu diirngi dengan gempa-gempa yang lain seperti foreshock (deretan goncangan yang terjadi sebelum gempa utama tadi dan aftershock (deretan goncangan yang terjadi setelah gempa utama). Untuk aftershock, ini bisa terjadi dalam jangka waktu yang lama. Maksudnya, gempa susulan tidak harus langsung terjadi sesaat setelah gempa utama terjadi, waktu dari aftershock bisa saja berbulan-bulan dan magnitudenya juga bisa lebih besar dari gempa utama.

Gempabumi memiliki sifat merusak dalam waktu singkat, sehingga bisa menimbulkan banyak korban harta benda dan jiwa. Oleh karena itu, diperlukan suatu pemahaman mengenai karakteristik gempabumi suatu wilayah khususnya untuk daerah yang memiliki seismisitas yang tergolong tinggi.

Selain pertemuan antar lempeng dan patahan, analisa statistik nilai a (tingkat aktifitas seismic) dan nilai b (tingkat kerapuhan batuan suatu wilayah) juga sangat mempengaruhi besarnya kekuatan gempa (magnitudo) gempa bumi yang akan dilepaskan pada wilayah tersebut.
Menurut para ahli parameter fundamental yang mempengaruhi besar kecilnya nilai b adalah akumulasi stress (tegangan) yang bekerja pada batuan. Nilai b rendah berasosiasi dengan stress tinggi, begitu pula sebaliknya, nilai b tinggi berasosiasi dengan stress yang rendah. (Scholz, 1968). Sehingga didapatkan bahwa apabila disuatu wilayah tertentu memiliki nilai b yang rendah maka kemungkinan akan terjadinya gempa besar pada wilayah tersebut akan tinggi.
Rumus umum yang banyak dipergunakan untuk ini berasal dari rumus empiris yang diturunkan oleh B. GutenbergdanC.F. Richter(1945) adalah sebagai berikut:
log N(M)=a-bM
dimana :
N : Frekuensi gempa
M : Magnitudo
a,b : Konstanta
Nilai a merupakan konstanta dari persamaan linier dengan hubungan frekuensi dan magnitudo dari Gutenberg-Richter yaitu Log N = a – bM. Tiingkat keaktifan seismik (a) juga dipengaruhi oleh tingkat kerapuhan batuan. Menyatakan tingkat seismisitas di suatu daerah yang sedang diamati, dan nilai ini tergantung dari :

Periode pengamatan,
Luas daerah pengamatan,
Seismisitas di daerah tersebut.

Makin besar nilai a di suatu daerah berarti daerah tersebut memiliki aktivitas seismik yang tinggi, sebaliknya untuk nilai a yang kecil berarti aktivitas seismiknya rendah.
Nilai b merupakan konstanta dari persamaan Gutenberg – Richter mengenai hubungan frekuensi dan magnitudo yaitu LogN = a – bM. Dilihat dari bentuk persamaannya, maka nilai b menunjukkan kemiringan atau gradien dari persamaan linier hubungan frekuensi dan magnitudo. Nilai ini erat sekali hubungannya dengan tektonik daerah yang sedang diamati dimana terjadi gempa bumi dan tergantung dari sifat batuan setempat, maka dari itu nilai b dapat menunjukkan tingkat kerapuhan batuan. Makin besar nilai b berarti makin besar pula tingkat kerapuhan batuannya.
Indeks Seismisitas
Indeks seismisitas merupakan harga yang menggambarkan jumlah total even gempa yang terjadi dalam waktu satu tahun dengan magnitude lebih besar dari magnitude M0 pada suatu daerah pengamatan.
Perhitungan indeks seismisitas memakai persamaan berikut :
N1 (M≥Mo)=〖10〗^((a1^’-Mo b) )
Dimana harga a1′ dapat dihitung melalui :
a’=a-log⁡(b ln10)
a1^’=a^’-logT
dimana T = waktu pengamatan
Periode Ulang Gempa
Dengan metode statistik, gempa bumi yang pernah terjadi di suatu daerah tertentu dapat diperkirakan kapan akan terulang lagi dengan skala sama, sehingga dapat meminimalisir kerusakan yang mungkin terjadi. Untuk mendapatkan ratarata periode ulang gempa dapat dihitung dengan persamaan berikut:
Peluang (θ) (M≥M_0=1/(N_1 (M≥M_0))
Dimana: θ (M ≥ M0) adalah periode ulang gempa untuk magnitude M ≥ M0
N1(M ≥ M0) adalah indeks seismisitas untuk magnitude M ≥ M0
Probabilitas (Tingkat Resiko) Kejadian Gempa Bumi
Probabilitas kejadian gempa bumi adalah kemungkinan terjadinya gempa merusak disuatu daerah pada kurun waktu tertentu. Hara resiko gempa sanat berguna untuk perencanaan bangunan tahan gempa. Bila kita anggap distribusi interval waktu mengikuti bentuk eksponensial e-NT, maka kemungkinan terjadinya gempa bumi dengan magnitude lebih besar daripada M selama periode T adalah:
P(M,T)=1-e^(-N1(M≥M0).T)
Dimana P (M, T) adalah probabilitas gempa dengan magnitude M dan periode T.