“Seismometer”, Alat Pengukur Getaran Saat Terjadi Gempa Bumi

posted in: teknologi | 0

Apa yang kalian pikirkan ketika mendengar kata “bencana alam”? Pastinya hal-hal yang membuat kalian takut akan kejadiannya. Seperti apapun bentuk bencana alam yang terjadi, pastinya semua orang tidak menginginkannya. Tetapi kita juga tidak bisa memastikan kejadian itu kapan terjadi. Karena apabila bencana alam itu terjadi, maka akan timbul masalah yang membuat kita menjadi suntuk bahkan stres.

Contohnya saja seperti kehilangan dan kerusakan yang sering terjadi. Harta benda bahkan nyawa sekalipun terpaksa harus di relakan dan itu semua bukan masalah yang mudah. Kita sebagai manusia yang tinggal di dunia, pastinya tidak ada yang tau kapan bencana alam itu terjadi. Sebagai manusia pun kita hanya bisa berdoa dan mencegah supaya bencana alam itu tidak terjadi.

Jika melihat berita di televisi, gempa bumilah yang menjadi salah satu bencana alam yang sering terjadi di berbagai belahan dunia. Nah, ngomong-ngomong soal gempa bumi, apa yang kalian pikirkan ketika mendengar bencana alam yang satu ini bila terjadi? Ya, besaran guncangan atau kekuatan yang terjadi akibat pergeseran lempeng bumi yang dinamai dengan skala ritcher.

Bicara masalah skala ritcher, ada yang tau gak bagaimana orang BMKG bisa tau besar guncangan atau kekuatan yang terjadi pada saat gempa? Orang-orang BMKG itu bisa tau karna mereka menggunakan alat ukur yang namanya “Seismometer”. Ada yang tau gak apa itu Seismometer? Kalau kalian tidak tau apa itu alat Seismometer, jangan khawatir. Karna pada artikel kali ini, kita akan membahas selengkapnya tentang alat ini. Kalau kalian ingin tau, mari kita liat selengkapnya.

Apa Itu Seismometer?

Pada pertengahan abad ke-18, gempa bumi di ukur dengan alat yang bernama Seismokop. Seismokop merupakan peralatan perekam gempa paling sederhana. Seismokop terdiri dari sebuah alat sederhana yang berisikan air biasa ataupun air raksa. Apabila terjadi gempa, maka cairan tersebut akan bergerak naik-turun akibat getaran gempa yang terjadi.

Seiring dengan berjalannya waktu, pengetahuan semakin berkembang pada tahun 1920 yakni ketika dua ilmuwan Amerika mengembangkan alat yang disebut Wood-Anderson seismograf. Alat ini lebih sensitif di bandingkan seismograf yang ada pada masa itu. Dan pada masa itu juga alat ini langsung banyak di gunakan oleh pengamat gempa bumi di seluruh dunia.

Awal kisah, istilah kata dari Seismometer yang berasal dari gabungan dua kata Yunani, yaitu Seismos dan metero. Seismos sendiri memiliki arti gempa bumi, sedangkan metero yang berarti mengukur. Dari gabungan kedua kata tersebut dapat disimpulkan bahwa arti kata dari Seismometer adalah alat pengukur gempa bumi. Ada istilah lain yang menyebutkan bahwa alat ini sebagai alat sensor pendeteksi gempa yang dinamai Seismograf. Hasil deteksi yang di dapat dari alat ini disebut dengan Seismogram.

Seismometer merupakan alat elekrtonik modern yang mengukur gerakan tanah, termasuk gelombang seismik yang di hasilkan dari gempa bumi, letusan gunung berapi, dan berbagai bencana alam lainnya. Hasil deteksi dari gelombang seismik memungkinkan ahli gempa untuk mendetailkan bagian dalam dari bumi. Alat modern yang satu ini menggunakan sensor elektronik, amplifier, dan alat perekam. Sebagian besar bagian internal dari alat ini berisi berbagai frekuensi.

Saat pertama kali di buat, seismometer memakai alat optik atau hubungan mekanis yang berguna untuk menyeimbangkan getaran, kemudian mencatatnya dalam kertas. Semakin berkembangnya jaman moderen seperti sekarang, seismometer memakai perangkat listrik. Yang dimana elektro magnetik yang digunakan sebagai alat untuk mengukur dan kemudian mencatatnya dalam bentuk digital.

Pengamat gempa bumi biasanya memakai 3 alat ukur untuk mengukur getaran di bumi. Fungsi dari ketiga alat ukur tersebut berfungsi untuk mengukur getaran dari segala arah. 3 arah alat ukur tersebut adalah utara – selatan (y- axis), timur – barat (x- axis), dan vertikal (z- axis). Awal di perkenalkannya alat ini pertama kali pada tahun 132 SM oleh matematikawan dari Dinasti Han yang bernama Chang Heng. Dengan alat ini orang pada masa tersebut bisa menentukan dari arah mana gempa bumi terjadi.

Dengan berkembangnya teknologi ini, maka kemampuan dari seismometer dapat ditingkatkan. Sehingga bisa merekam / mendeteksi getaran dalam jangkauan frekuensi yang cukup luas. Alat seperti ini disebut seismometer broadband. Jika seorang ilmuwan hanya memakai satu alat ukur, maka gerakan tersebut berupa gerakan vertikal. Sedangkan gerakan horizontal bertipe ke segala arah, oleh karena itu minimal memakai 2 alat ukur.

Sejarah Perkembangan Seismometer

Ada beberapa tahap perkembangan seismometer yakni mulai dari pertama kali ditemukan sampai dengan seismometer yang digunakan saat ini. Berikut di bawah ini beberapa tahap perkembangan dari alat pengukur gempa yang dinamakan dengan Seismometer.

Seorang ilmuwan yang pertama kali menemukan seismometer adalah Zhang Heng. Ia hidup pada zaman Dinasti Han bagian dari Timur Cina. Beliau merupakan seorang matematikawan dan astronom yang di klaim pertama kali menemukan seismometer itu. Ia berfikir untuk membuat alat pendeteksi gempa di karenakan wilayah Luoyang daerah tempat beliau tinggal sering mengalami gempa bumi. Setidaknya pernah terjadi 30 kali gempa bumi dalam 50 tahun.

Zaman dahulu, fenomena gempa bumi pastinya sangat membuat banyak masyarakat ketakutan. Zhang Heng kemudian meneliti kejadian tersebut dan membuat alat yang dapat memprediksi kapan akan terjadi gempa. Bentuk dari seismometer saat itu seperti sebuah guci dengan hiasan bodynya ada ornamen berbentuk naga yang terhubung pada batang tembaga yang menghadap ke delapan arah mata angin. Berikut adalah cara kerjanya :

  1. Ketika terjadi getaran gempa, batang dari tembaga akan menggerakan ornamen naga tersebut.
  2. Kemudian, butiran tembaga yang berada pada mulut naga akan di keluarkan.
  3. Butiran tembaga tersebut akan menuju ke ornamen katak yang berada di bawah ornamen naga.
  4. Butiran tembaga yang di tangkap oleh ornamen katak itulah yang menjadi penanda dimana lokasi titik gempa. Misalnya, butiran tembaga menuju ke ornamen katak yang condong ke arah barat, maka titik pusat gempa berada di bagian barat dari seismometer tersebut.

Perkembangan Seismometer di Eropa dan Amerika

Berabad- abad setelah di temukannya seismometer pertama tersebut, seorang ilmuwan berkebangsaan Italia bernama Luigi Palmieri membuat seismometer dengan menggunakan merkuri. Ia membuat tabung berbentuk huruf U dan kemudian menuangkan merkuri ke dalamnya. Tabung- tabung itu lalu di susun di delapan arah mata angin.

Beberapa puluh tahun setelah itu, seorang ahli geologi dari Inggris yang bernama John Milne menemukan seismometer modern. Seismometer ini bisa mencatat gempa horizontal yang terjadi di sepanjang lempeng tektonik. Pada pertengahan abad 19, seismometer modern tersebut di kembangkan lagi di Amerika yang kemudian menjadi seismometer Press Ewing. Seismometer inilah yang kemudian digunakan di berbagai belahan benua di dunia.

Macam-Macam Seismometer

Ada berbagai macam seismometer, berdasarkan fungsinya seismometer di kelompokkan menjadi 2 yakni seismometer horizontal dan vertikal. Masing- masing seismometer bertugas untuk mencatat gempa dengan arah mendatar dan vertikal. Di Indonesia, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) biasanya memasang kedua jenis seismometer ini dengan susunan satu seismometer horizontal dan dua pasang seismometer vertikal.

Pemasangan tersebut bertujuan untuk memprediksi dari arah sebelah mana gempa bumi terjadi gempa. Seismometer juga dapat mengetahui letak pusat gempa yang terjadi di bawah permukaan bumi. Lokasi titik pada permukaan bumi yang terletak tegak lurus di atas pusat gempa yang ada di dalam bumi juga dapat di ketahui dengan menggunakan seismometer. Selain kedua jenis seismometer tersebut, ada lagi jenis seismometer yang lain, yaitu :

  • Seismometer mekanik

Seismometer merupakan alat ukur mekanik yang sudah bisa mencatat gempa horizontal maupun gempa vertikal. Gempa horizontal di catat pada arah selatan atau utara, sedangkan gempa vertikal di rekam pada posisi barat atau timur.

  • Seismometer digital

Seismometer digital lebih memudahkan para pengamat gempa. Alat ini sudah di lengkapi teknologi mutahir seperti teknologi elektromagnetik dan spelgavanomeer. Data yang telah di rekam oleh seismometer digital bisa langsung di transfer dengan cepat dan mudah. Selain itu, alat ini juga di lengkapi dengan layar atau display panel.

  • Teleseismometer

Seismometer ini di buat dengan rentang frekuensi yang luas. Produsennya adalah Guralp Systems Ltd yang merupakan bagian dari Monterey Accelerated Research System. Alat ini dapat mengukur kecepatan pergerakan tanah dengan sangat baik.

  • Seismometer strong motion

Jenis seismometer yang satu ini lebih di kenal dengan sebutan akselerograf. Seismometer ini dapat memberikan keberadaan posisi gempa dengan cepat. Seismometer strong motion tidak terlalu sensitif. Sesuai dengan namanya, seismometer ini dapat mendeteksi gerakan atau getaran yang sangat kuat. Data yang di peroleh dari akselerograf berguna untuk mengetahui dampak gempa bumi terhadap struktur bangunan yang ada di sekitar daerah gempa terjadi.

Cara Kerja Dari Seismometer

Seismometer merupakan alat untuk mengukur getaran bumi. Getaran bumi memiliki dua macam bentuk, yaitu getaran vertikal dan getaran horizontal. Setiap getaran memiliki karakter yang berbeda, oleh karena itu alat yang di pakai juga berbeda. Terdapat dua macam seismometer, yaitu seismometer untuk mengukur getaran vertikal dan seismometer untuk mengukur getaran horizontal.

Pada seismometer sederhana, dalam mengukur menggunakan bantuan bandul yang bergantung pada seutas tali. Setiap bandul yang bergantung pada seutas tali di pasang dengan cara yang berbeda tergantung pada getaran gempa tersebut. Berikut di bawah ini beberapa pembagian dari cara kerja seismometer:

1) Getaran Horizontal

Untuk mengukur getaran horizontal, membutuhkan bandul yang bergantung pada seutas tali dengan posisi yang horizontal. Bandul yang bergantung pada seutas tali dengan posisi horizontal adalah bandul yang akan bergerak ke kanan dan kiri yang berfungsi untuk mengukur getaran dari gempa bumi. Di bawah bandul yang bergantung pada seutas tali tersebut, terdapat pena yang berfungsi untuk mencatat hasil pengukuran dari seismometer ini. Akan tetapi, alat seismometer sederhana ini tidak mampu mengukur getaran yang memiliki frekuansi rendah.

Sehingga alat ini tidak dapat mengukur dan mencatat getaran dari gempa bumi dengan sekala yang rendah. Oleh karena itu, seismometer yang sederhana ini di modifikasi dengan memakai inverted pendulum. Inverted pendulum adalah bandul yang bergantung pada seutas tali yang di pasang pada sebuah pegas. Pada saat terjadi getaran, pegas akan meredam getaran, sehingga pendulum dapat mengukur getaran dengan frekuensi yang kecil.

2) Getaran Vertikal

Untuk mengukur gerakan vertikal, maka di butuhkan beban. Selain itu membutukan pegas dan jarum yang nantinya akan berfungsi untuk menunjukkan skala. Cara kerjanya adalah beban di gantung pada sebuah pegas, dengan posisi pegas lainnya di gantung di tempat lain. Saat terjadi getaran dengan posisi vertikal, pegas akan memanjang dan memendek.

Saat pegas memanjang dan memendek, fungsi dari beban adalah untuk mempertahankan pegas dalam keadaan inersia. Inersia adalah kelebaman akibat pegas yang bergerak, yang dimana pegas akan bergerak naik dan turun sesuai getaran yang di rasakan. Saat pegas bergerak naik dan turun, jarum pada alat seismometer ini akan bergerak dan menunjukkan pada skala yang telah di sediakan.

Semakin maju teknologi, seismometer mengalami banyak perubahan dan peningkatan. Seismometer digital yang di pakai sekarang, mampu mengukur getaran hingga frekuensi yang tidak akan mampu di rasakan oleh manusia. Selain itu, seismometer modren, mampu mencatat getaran horizontal maupun vertikal sekaligus. Sehingga alat ini tidak membutuhkan dua seismometer untuk mengukur dua getaran yang terjadi di bumi.

Skala Pada Seismometer

Seismometer merupakan alat ukur yang bekerja ketika terjadi pada saat gempa. Alat ini membutuhkan skala untuk mengukur tingkat dan besar getaran yang di hasilkan dari gempa bumi. Di dunia, terdapat dua jenis skala yang di pakai hingga sekarang sebagai acuan oleh para pengamat untuk mengukur getaran yang ada di bumi. Skala tersebut adalah skala richter dan skala mercalli. Berikut di bawah ini sedikit penjelasannya.

1) Skala Richter

Skala richter merupakan skala yang di pakai untuk mengukur besar dari getaran yang di hasilkan oleh bumi. Dalam membuat tabel skala, di pakai sistem logaritma. Sehingga terdapat perbedaan 10 kali lipat lebih besar, antara skala yang satu dengan skala yang berada di atasnya. Skala richter juga biasa disebut sebagai skala richter terbuka. Bentuk skala dari skala richter adalah:

  • 1 – 3 : Getarannya tidak terasa
  • 3 – 3,9 : Mulai terasa, tapi hanya di sekitar pusat gempa
  • 4 – 4,9 : Getaran terasa di luar pusat gempa dan jendela pun mulai bergetar
  • 5 – 5,9 : Manusia mulai sulit berdiri, kaca mulai pecah
  • 6 – 6,9 : Batu, gedung, dan bangunan mulai rubuh
  • 7 – 7,9 : Tanah longsor dan tanah mulai retak
  • 8 – dsb : Menyebabkan kerusakan yang fatal dalam radius 100 m dari pusat gempa.

2) Skala Mercalli

Skala mercalli merupakan skala yang di pakai untuk mengukur tingkat intensitas getaran. Selain itu, skala mircelli juga di gunakan untuk mengukur pengaruh gempa bumi terhadap manusia, binatang, bangunan dan jalan yang ada di sekitarnya. Pada skala mircelli, memakai angka romawi sebagai skala pengukurnya. Skala ini tidak memakai algoritma, skala ini hanya melihat pada dampak yang di hasilkan. Bentuk dari skala mercalli adalah:

  1. Hanya dapat di rasakan oleh seismometer
  2. Hanya di rasakan di sekitar pusat gempa
  3. Mulai di rasakan oleh beberapa orang
  4. Mulai di rasakan banyak orang, dimana perabotan mulai pecah seperti kaca pecah
  5. Binatang mulai ketakutan, bangunan mulai bergoyang
  6. Benda- benda mulai berjatuhan
  7. Dinding mulai retak
  8. Barang- barang mulai bergeser
  9. Masyarakat menjadi panik, tanah mulai longsor
  10. Bangunan mulai rubuh, tanah mulai retak
  11. Retakan tanah makin melebar
  12. Bangunan hancur.

Sekian dari artikel dari saya mengenai alat ukur gempa bumi dari jaman dulu sampai sekarang ini beserta penjelasan lainnya. Semoga bagi yang membaca, dapat menambah wawasan kalian. Terima kasih..