18 Juli 2011

Kemagnetan Bumi (Geomagnetism)

1. Medan magnetik bumi
Medan magnetik bumi menyerupai sebuah dipole magnetik. Kutub selatan medan magnet  berada disekitar kutub  utara geografis dan kutub utara medan magnet berada disekitar kutub selatan geografis.
 Penyebab adanya medan magnet ini dijelaskan oleh teori dinamo sebagai berikut :
The earth as dynamo.  Lines show a possible configuration of fluid flow and magnetic field in the liquid outer core
Diagram courtesy of Scientific American (December 1989
Medan magnet bumi dibangkitkan didalam inti bumi (besi yang meleleh), berpadu dengan pergerakan panas, rotasi harian bumi, dan gaya listrik didalam bumi. Elemen-elemen tersebut membentuk dinamo yang memberi kontribusi medan magnet bumi sehingga menyerupai batang magnet.
Medan magnetik umumnya menyebar dalam jarak tak hingga. Semakin jauh kekuatannya semakin  melemah. Medam magnetik bumi atau medan geomagnetic, yang secara efektif menyebar keruang angkasa sejauh puluhan ribu kili meter, membentuk magnetospere bumi.


2. Komponen medan magnetik
Magnetic field components
Arah dan kekuatan medan magnetik dapat  diukur dipermukaan bumi. total medan magnetik dapat diuraikan menjadi beberapa komponen.
2.1 Declination (D) menunjukan perbedaan (dalam derjat), antara arah utara sebeharnya dan arah utara magnetik.

2.2 Inclination (I) Besar sudut (dalam derajat), dari arah medan magnet dengan bidang horisontal.
2.3 Horizontal Intensity (H)  mendefinisikan komponen horisontal dari intensits medan magnet total.
2.4 Vertical Intensity (Z) mendefinisikan komponen vertikal dari intensits medan magnet total.
2.5  Total Intensity (F) adalah kekuatan medan magnet total.
                                                                     Declination
US Map - Declination

Inclination
US map - Inclination

Total Intensity
US map - Total Intensity


















14 Juli 2011

Gempa Bumi (Bagian III)

1. Ring of Fire
Gempa bumi tidak  terjadi disemua tempat dibumi, sumber gempa bumi berkaitan erat dengan daerah pertemuan lempeng tektonik (lihat Bagian I). Salah satunya dikenal dengan sebutan Ring of Fire.




Ring of Fire adalah zone mengelilingi basin samudera Pacifik dimana gempa bumi dan letusan gunung api sering terjadi. Berbentuk seperti tapal kuda dengan panjang sekitar 40,000 km.
90% kejadian gempa dunia dan 81% gempa bumi terbesar terjadi di  Ring of Fire. 
Zona sumber gempa lainnya (5­6% kejadian gempa dan 17% gempa bumi terbesar) disebut  Alpide belt yaitu dimulai dari Jawa meluas ke Sumatera, Himalaya, Mediterranean, dan berujung di Samudera Atlantic. Zona Mid-Atlantic Ridge adalah sumber gempa ketiga terpenting.



2. Gempa bumi terbesar sepanjang jaman
Menurut USGS gempa bumi terbesar sejak tahun 1900 adalah sbb: 


Largest Earthquakes in the World Since 1900
Location Date UTC Magnitude Lat. Long. Reference
1. Chile 1960 05 22 9.5 -38.29 -73.05 Kanamori, 1977
2. Prince William Sound, Alaska 1964 03 28 9.2 61.02 -147.65 Kanamori, 1977
3. Off the West Coast of Northern Sumatra 2004 12 26 9.1 3.30 95.78 Park et al., 2005
4. Near the East Coast of Honshu, Japan 2011 03 11 9.0 38.322 142.369 PDE
5. Kamchatka 1952 11 04 9.0 52.76 160.06 Kanamori, 1977
6. Offshore Maule, Chile 2010 02 27 8.8 -35.846 -72.719 PDE
7. Off the Coast of Ecuador 1906 01 31 8.8 1.0 -81.5 Kanamori, 1977
8. Rat Islands, Alaska 1965 02 04 8.7 51.21 178.50 Kanamori, 1977
9. Northern Sumatra, Indonesia 2005 03 28 8.6 2.08 97.01 PDE
10. Assam - Tibet 1950 08 15 8.6 28.5 96.5 Kanamori, 1977
11. Andreanof Islands, Alaska 1957 03 09 8.6 51.56 -175.39 Johnson et al., 1994
12. Southern Sumatra, Indonesia 2007 09 12 8.5 -4.438 101.367 PDE
13. Banda Sea, Indonesia 1938 02 01 8.5 -5.05 131.62 Okal and Reymond, 2003
14. Kamchatka 1923 02 03 8.5 54.0 161.0 Kanamori, 1988
15. Chile-Argentina Border 1922 11 11 8.5 -28.55 -70.50 Kanamori, 1977
16. Kuril Islands 1963 10 13 8.5 44.9 149.6 Kanamori, 1977
Updated 2011 March 15

(dikutip dari berbagai sumber)

Gempa bumi (Bagian II)

1. Mencatat gempa bumi.
Seismograf adalah perangkat yang digunakan ilmuwan untuk mengukur (sekaligus mencatat) gempa bumi .  Alat ini ditujukan untuk mencatat secara akurat pergerakan tanah selama terjadi gempa.
Untuk mencegah kesalahan pencatatan, seismograf harus ditempatkan  terisolasi dan terhubung ke bedrock.
Anda bisa membuat seismograf yang sangat sederhana dengan menggantungkan bandul besar pada tali di atas meja. Dengan menyematkan pena pada bandul dan menempelkan kertas ke meja sedemikian rupa sehingga bila bandul berayun jejak pena dapat terekam di atas kertas. Jika anda menggunakan gulungan kertas serta ada motor yang dapat menarik kertas secara perlahan, anda akan merekam getaran dari waktu ke waktu.
Merekam getaran tanpa penguatan seperti ini akan menghasilkan jejak dengan simpangan yang kecil dan sulit diamati. Dalam seismograf yang sesungguhnya, digunakan penguat sinyal sehingga getaran sangat kecil dapat terdeteksi. Sebuah seismograf mekanik besar memiliki bandul yang beratnya bisa mencapai 450 kg  atau lebih.

2. Skala pencatatan gempa
Skala standar yang digunakan untuk menctat gempa adalah skala Richter. Skala ini adalah skala logaritmik  artinya bahwa  skala 1 adalah lebih kuat sepuluh kali dari skala 0, skala 2 lebih kuat 10 kali dari skala 1, dan seterusnya.
Definisi dari skala Richter sendiri adalah sbb: Gempa dikatakan memiliki kekuatan 0 pada skala Richeter apabila gempa tersebut mampu membuat simpangan 1 micro meter pada seismograf Wood-Anderson, yang bejarak 100 km dari pusat gempa.
Gempa yang tersedeksi di bawah 2,0 pada skala Richter, tidak terdeteksi oleh orang normal dan disebut gempa mikro. Gempa mikro sesungguhnya terjadi terus-menerus. Gempa bumi dengan kekuatan diatas 2.0 sampai kurang dari 6.0 disebut gempa Moderat. Gempa bumi berkekuatan 6,0 atau lebih dapat menyebabkan kerusakan yang signifikan. Gempa terbesar di dunia sejak tahun 1900 tercatat 9,5 pada skala Richter terjadi di Chili pada 22 Mei 1960.

3. Kerusakan bangunan akibat gempa bumi
Seperti  disebutkan diatas bahwa gempa berkekuatan 6 atau lebih pada skala Richter dapat mengakibatkan kerusakan pada bangunan. Kerusakan yang ditimbulkan berbeda-beda dari suatu tempat ketempat yang lain. Hal ini tergantung dari kondisi geologi setempat serta kondisi bangunan itu sendiri.
Untuk menggambarkan tingkat kerusakan akibat gempa, didefinisikan Skala Intensitas Mercalli  yang sekarang digunakan adalah skala intersitas yang telah dimodifikasi yan disebut Modified Mercalli Intensity Scale.  Skala ini secara luas digunakan oleh seismologis di Amerika Serikat untuk mencari informasi terntang seberapa parah kerusakan yang ditmbulkan oleh gempa. Tingkat intensitas dinyatakan oleh bilangan Romawi antara I dan XII.
Untuk keperluan disain bangunan,  didefinisikan pula Percepatan Tanah Puncak (Peak Ground Acceleration) yaitu percepatan tanah maksimum yang dapat terjadi di wilayah geografis tertentu.


Instrumental
Intensity 
Acceleration
(g)
Velocity
(cm/s) 
Perceived Shaking  Potential Damage 
I  < 0.0017 < 0.1  Not Felt  None
II-III 0.0017 - 0.014  0.1 - 1.1  Weak  None 
IV  0.014 - 0.039  1.1 - 3.4  Light  None 
V 0.039 - 0.092  3.4 - 8.1  Moderate Very light 
VI 0.092 - 0.18  8.1 - 16  Strong  Light 
VII 0.18 - 0.34  16 - 31  Very Strong  Moderate 
VIII 0.34 - 0.65  31 - 60  Severe Moderate to Heavy 
IX 0.65 - 1.24  60 - 116  Violent Heavy 
X+ > 1.24  > 116  Extreme  Very Heavy 

(sumber tabel http://en.wikipedia.org/wiki/Peak_ground_acceleration)



(dikutip daei berbagai sumber)