Gempa: Bagaimana, Mengapa, dan Apa

Tulisan ini lahir dari kegelisahan pikiran saya atas bencana alam yang menimpa Sumatera, tanah kelahiran saya, dan kegundahan hati saya pada kondisi orang tua saya di Padang. Harapan saya, ini bisa menjawab pertanyaan rekan-rekan “how your family is doing, Febdian?”

Mama, Papa, maafkan kalau hanya doa yang bisa kukirimkan engkau dari sini untuk saat ini.

Science is about learning how Nature works, not addressing why She works like the way She does!

Ungkapan senada terlontar dari fisikawan terkenal seperti Richard Feynman (Nobelis 1965) dan Stephen Weinberg (Nobelis 1979). Entah apa yang ada di benak kita mendengar ungkapan itu, tapi yang pasti ungkapan itu lahir dari pergulatan panjang orang-orang dalam membuka tabir alam semesta ini.

Bagi saya, ungkapan itu adalah kenyataan: kenyataan bahwa karunia ilmu Allah pada kita hanya sebatas “mengerti bagaimana alam bekerja” namun tidak untuk “kenapa alam bekerja seperti itu”. Saya resapi ungkapan itu sebagai sebuah filosofi dasar dari sains.

Mau contoh? Misalnya foton, si partikel cahaya. Dalam keseharian foton diyakini sebagai gelombang. Dengan demikian sebagian sifat-sifat cahaya seperti dipantulkan, dibiaskan, dan terpolarisasi. Namun, ada juga yang tidak terjelaskan dengan menganggap foton itu adalah gelombang. Misalnya: efek fotolistrik yang dipakai pada sumber energi sel surya.

Ketika permukaan logam Na dalam vakum disinari cahaya¹ maka logam Na itu akan melepaskan beberapa elektronnya. Ini membuat Logam Na terionisasi, dalam hal ini menjadi ion positif. Sehingga dengan demikian logam Na menghasilkan arus listrik. Inilah prinsip kerja sel surya yang sering dipakai di rumah-rumah atau gedung-gedung sebagai salah satu sumber energi alternatif.

Nah, fenomena di atas tidak bisa dijelaskan kalau kita masih keukeuh cahaya itu adalah gelombang. Cahaya bisa bersifat sebagai partikel. Dan fakta ini disebut sebagai dualisme partikel-gelombang. Dan sifat ini tidak berlaku hanya pada foton saja, tapi juga pada elektron dan partikel lainnya.

Pertanyaannya: kapan foton menjadi dirinya sebagai partikel, kapan dia menjadi gelombang? Apakah seperti praktik dokter, menjadi gelombang setiap Selasa-Kamis dan partikel untuk Senin-Rabu, jumat dan akhir pekan libur?

Nobody knows! Yang kita tahu hanyalah: cahaya bisa bersifat sebagai partikel dan ini menjelaskan fenomena fotolistrik, dan menjadi gelombang untuk melakukan fenomena pembiasan ataupun pemantulan. Subhanallah

Seperti biasa, saya selalu larut dan lupa diri kalau sudah berbicara tentang fisika. Padahal, saya mau bercerita sedikit tentang bencana alam yang terjadi di Sumatera akhir-akhir ini.

* * *

Saya bukan geologis ataupun fisikawan bumi, jadi pemahaman saya pada fenomena gempa bumi dan gunung meletus hanya sebatas rule of thumb. Dalam tulisan di bawah ini, saya banyak memakai aturan ini dalam menjabarkan fenomena yang ada. Ulasan teknis dan pembahasan detil sangat terbuka terutama bagi mereka yang menguasai fisika bumi dan/atau geologi.

Gempa Tektonik

Gempa 26 Desember 04 di Aceh yang mengakibatkan tsunami di Samudra Pasifik, Gempa 8.2 SR yang terjadi di Nias satu hari setelah Hari Raya Paskah 05 dan 6.7 SR di Mentawai 11 April 05, semuanya masih berasal dari satu wilayah lempeng yang sama. Di bawah lempengan bumi ada magma yang bergerak. Gerakan ini menghasilkan gaya yang dirasakan oleh lempengan terutama pada daerah sambungan antar lempeng. Secara garis besar ada tiga macam gaya yang diderita oleh sambungan ini: membuat lempengan saling dorong, saling menjauh, atau saling gesek. Pada satu saat, gaya ini benar-benar membuat lempengan bergerak. Gerakan ini membuat tanah di atasnya dan juga magma di bawahnya bergetar (vibrasi). Getaran ini akan diteruskan sampai ke permukaan tanah, dan inilah yang disebut gempa (lebih tepatnya: gempa tektonik). (Cerita yang sama pernah saya ulas saat menjawab pertanyaan Lala.)

Selain mengakibatkan gempa, pergeseran lempengan tadi juga bisa mengalirkan magma dari perut bumi ke permukaan bumi. Magma yang sudah keluar dari perut bumi ini disebut lava. Lava ini bisa keluar “baik-baik”, atau “tidak baik-baik” seperti disemburkan dari gunung berapi. Saya tidak tahu persisnya, tapi bisa jadi Gunung Talang di Solok yang mulai menyemburkan debu dan belerangnya semenjak 11 April 05 ini masih berasal dari “sungai” magma yang sama dengan lempengan di Mentawai, Nias, dan Aceh…

Kekuatan gempa diukur oleh alat yang disebut seismografi, dan satuan gempa dinyatakan dalam Skala Richter (SR). Dalam skala mikro, seismografi menunjukkan gempa selalu terjadi yang artinya lempengan bumi selalu bergerak. Tapi kita tidka merasakannya. Beberapa binatang bisa mendeteksi gempa pada 2 SR, sementara rata-rata manusia adalah pada 4 sampai 4,5 SR. Gempa dengan 5 SR sudah cukup merusak, terutama wilayah yang dekat dengan episentrum. Saya tidak tahu bagaimana hubungan antara kekuatan gempa pada episentrum dengan efeknya pada radius tertentu. Seharusnya ada.

Memprediksi kapan gempa terjadi

Dalam sains, untuk mempelajari sebuah fenomena kita menyelidiki mekanismenya. Begitu mekanismenya dimengerti, akan diuji dengan eksperimen. Hasil eksperimen akan menjadi judgment buat teori mekanisme tadi. (Karena alasan eksperimen inilah Stephen Hawking belum bisa mendapatkan hadiah nobel atas teori gemilangnya tentang Lubang Hitam di jagad raya.) Setelah mekanisme itu valid, maka selanjutnya tugas para insinyur berkarya membuat berbagai macam aplikasi untuk kemaslahatan umat.

Begitu juga dengan gempa. Mekanisme terjadinya gempa harus dipelajari untuk memprediksi gempa-gempa selanjutnya. Beberapa parameter yang jelas kita harus tahu adalah posisi sambungan antar lempengan yang ada di kulit bumi. Pengkategorian yang mana berbahaya dan yang mana kurang berbahaya kemudian akan menjadi topik tersendiri. Selain itu kondisi tanah yang melapisi sambungan lempengan itu juga sangat penting, termasuk keberadaan gunung berapi. Dan tak kalah penting adalah pola aliran magma yang menjadi sebab utama gempa tektonik.

Pengetahuan kita pada how the earthquake happens hanya sanggup memprediksi gempa dengan orde presisi ratusan atau bahkan ribuan tahun. Ini menandakan minim sekali pengetahuan kita pada parameter-parameter gempa. Apakah ini limitasi ilmu kita? Saya rasa bukan, ini hanyalah masalah waktu. Saya yakin (dan juga penasaran) rekan-rekan fisika bumi dan geologi sudah memikirkan sebuah model mekanisme utuh gempa tektonik. Sayang selama ini saya tidak tertarik dengan masalah ini sehingga minim sekali informasi yang bisa saya tuangkan di sini.

Rule of thumb yang lain

Ada juga rule of thumb yang lain tentang bencana alam. Bencana alam seperti gempa biasanya terjadi berulang pada perioda waktu tertentu. Daerah yang paling berbahaya terjadi bencana alam biasanya justru paling lama perioda perulangannya.

Sebutlah Gunung Kratau yang ledakannya pada Agustus 1883 membunuh 2/3 penduduk Sumatera dan Jawa, mengakibatkan tsunami yang bekas-bekasnya masih terlihat di Lampung, Banten, pantai timur Jawa, Kalimantan Barat, juga Afrika dan Asia Selatan. Jangan tanya semburannya, debunya sampai menutupi daratan Eropa!². Itulah bencana alam terdahsyat yang tercatat dalam dokumentasi peradaban manusia. Tahun 1927, anak Krakatau lahir, bersama gugusan pulau-pulau kecil lainnya yang tanahnya masyaallah subur dan kaya tanam-tanaman!

Sekarang, 100 tahun berlalu tidak ada aktivitas apa-apa pada anak Krakatau. Masuk akal karena 100 tahun itu terbilang sebentar dalam evolusi Bumi. Tsunami di Aceh menurut hikayat pernah terjadi ratusan tahun silam, dan dari beberapa tetua di beberapa kampung yang masing teringat cerita turun-temurun itu memberi peringatan pada warganya untuk lari ke atas bukit.

Aturan gigit ibu jari itu dengan kata lain mengatakan: semakin sering gempa terjadi maka semakin tidak berbahaya ia, karena gempa dahsyat hanya terjadi sekali-sekali tapi mematikan.

… dan apa yang bisa kita perbuat?

Kasarnya: tidak ada. Itulah resiko hidup di Bumi. Teringat ujar-ujar seorang sahabat dekat, Beda orang rajin berolahraga dengan yang tidak adalah, olahragawan mati dalam keadaan sehat. Moralnya adalah: pada akhirnya semua mati, dan itulah salah satu jalan yang dilalui semua makhluk. Kita harus ikhlas, suka atau tidak suka, that’s how life works.

Namun, “tidak ada” bukan berarti kita berpangku tangan. Menyelematkan nyawa, menurut saya, adalah kewajiban kita.

Orang akhir-akhir ini sudah ribut dengan early warning system. Saya pikir ini memang ide bagus dan harus serius untuk diwujudkan. Dalam seminar Indonesia Setengah Tiang, Professor Loehner menceritakan kolaborasi beberapa universitas di Jerman dalam mewujudkan teknologi pendeteksian tsunami. Konsep yang sama juga dilakukan Inggris, Jepang, dan Amerika yang berkolaborasi dengan beberapa universitas di Asia seperti di Thailand dan Cina.

Usaha ini adalah salah satu bentuk “tindakan untuk menyelamatkan diri” dari bencana alam, tapi sama sekali bukan untuk membatalkan bencana alam itu terjadi. Prediksi yang dilakukan mesin-mesin itu adalah prediksi yang bersifat alarm, bukan prediksi pola perioda waktu bencana alam terjadi (misalnya orang sudah bisa memprediksi perioda gerhana matahari ataupun kapan Komet Halley melintasi Bumi lagi.)

Di level pemilik kebijakan (pemerintah) sudah ramai-ramai membicarakan management disasater: tentang bagaimana mengatur bala bantuan, penanganan pengungsi, rehabilitasi dan rekonstruksi infrastruktur kota, dan lain sebagainya. Tentu ini sangat bagus, terutama di negara yang rawan bencana alam seperti Indonesia.

Menurut saya, Departemen Sosial kita harusnya sudah melakukan hal ini jauh-jauh hari karena terlalu bodoh bagi mereka tidak tahu Indonesia dilewati cincin api. Jepang tahu ini, dan mereka sudah melakukan ini jauh-jauh hari. Mulai dari pengembangan infrastruktur gedung yang dibangun sedemikian rupa sehingga tidak retak dan rubuh dilanda gempa sampai pada SR tertentu, sampai dengan pelatihan penyelamatan diri untuk rakyat mereka.

Sementara kita? Entahlah, saya tidak tahu apa yang terjadi di dalam sana. Yang jelas, sampai sekarang saya melihat penanganan bencana alam di Indonesia semuanya sporadis. Malah mengolah bantuan dari orang saja kacau balau. Saya cerita papa saya saat Gunung Merapi di Batusangkar meledak sekitar akhir tahun 70-an (peristiwa ini disebut galodo oleh penduduk sekitar, yang artinya: batu-batu besar.) Batu-batu sebesar gajah meluluhlantakkan kampung-kampung sekitar termasuk kampung kelahiran papa saya, Pasialaweh. Sampai sekarang batu-batu itu masih di sana, kalau ada kesempatan rekan-rekan bisa datang dan menengok. Saat itu Pemerintah Pusat mengirim doa dan belangsungkawa, Pemerintah Daerah mengerahkan bantuan seadanya mencari mayat dan hal-hal ringan lainnya. Soeharto masih berkuasa, sehingga manipulasi duka pun tersusun rapi dan sekarang musibah itu hanya menjadi cerita guru-guru surau pada anak-anak pengajiannya menunggu Isa datang.

Memang sebaiknya Departemen Sosial (atau mungkin yang lain, saya tidak tahu persis harus di bawah naungan siapa) menyeriusi ide management disaster itu daripada sibuk membagi-bagi makanan gratis lewat warteg seperti yang dilakukan Hardianti Rukmana pada tahun 1997-1998. Ide konyol dan gila!

Riset fisika Bumi di institut pendidikan Indonesia saya harapkan juga mengarah pada penelitian lempengan Bumi ini. Tentu saja dampaknya bukan pada early warning system, tapi inovasi-inovasi lainnya akan banyak lahir dari sana, dan sangat cirikhas yang hanya bisa dilakukan oleh negara yang dilintasi cincin api. Ingat, keberadaan cincin api dan beberapa garis lempengan yang melintasi ranah Indonesia membuat negri kita menjadi satu-satunya tanah tersubur dan terkaya seantero jagad raya!

Selain itu, peningkatan pengetahuan-dasar umum masyarakat kita juga harus ditingkatkan. Para staf BMG harusnya sudah mulai mengasuh rubrik khusus pada media massa setempat, baik lewat koran, radio, ataupun televisi. Kalau mau keren, bisa buat weblog sendiri!

Membangun jembatan memang penting, masjid, gereja, sekolah, jalan, dll., memang penting. Tapi pencerahan intelektual pada sains untuk masyarakat umum juga tak kalah pentingnya, dan ini jangan hanya mengandalkan sekolah saja. Dan masyarakat umum juga harus mulai sadar bahwa fisika dan ilmu sains lainnya bukan untuk ditakuti atau dijauhi. Kita butuh mereka untuk mengerti prilaku alam ini, karena dengan mengerti dia lah kita bisa hidup lebih baik!

Being cool is not to conquer the Nature, but to be friend with Her!

Penutup

Tidak ada sebenarnya yang mesti saya ketikkan dalam subjudul Penutup ini. Tapi kebiasaan menulis menuntun saya untuk membuat sebuah uraian untuk menutup kajian yang saya buat.

Tapi kali ini, biarlah bab Penutup ini menjadi syarat terpenuhinya artikel yang baik dan benar.

Saya harap, artikel ini membawa kemasylahatan buat kita semua.

* * *

¹Saya harus hati-hati dengan mengatakan “cahaya”, karena cahaya itu bermacam-macam. Interpretasi umum kita cahaya adalah sinar tampak, Cahaya tampak ini hanyalah bagian kecil dari skala cahaya yang panjang, sama seperti skala musik yang panjang namun ada batas not tertinggi dan terendah yang bisa kita dengar. Skala cahaya dapat dideskripsikan oleh angka - disebut frekuensi - dan jika angka ini bertambah, cahaya terlihat dari merah menjadi biru padahal sinar tampak adalah bagian kecil dari jenis cahaya. Semakin tinggi frekuensinya, semakin tinggi energi yang dibawa foton itu.

²Saya ketik paragraf ini pada jam 11.48pm dengan tangan menggigil ketakutan, who dares against the Nature, in the end She is the one whom we have to be friend of, not we are the one who claim to conquere her!.