Bagaimana Peranan Gelombang P dan S dalam Mempelajari Kerak dan
Mantel Bumi?
Bagaimana Peranan Gelombang P dan S dalam Mempelajari Kerak dan
Mantel Bumi?
A. GELOMBANG P DAN GELOMBANG S
Gambar 1: Gelombang P dan Ssumber: http://alabamaquake.com
Gelombang P dan gelombang S merupakan dua dari jenis gelombang
seismik. Adapun proses terjadinya: pada saat terjadi guncangan
hebat akibat gempa bumi, aktivitas gunungapi, penggunaan bahan
peledak, penggunaan mesin-mesin berat, bahkan bisa juga akibat
hentakan meteor dalam hujan meteor, terdapat energi yang
terakumulasi dan kemudian dilepaskan dari proses-proses tersebut,
yang disebut sebagai energi seismik. Energi seismik ini dilepaskan
dalam bentuk gelombang seismik, yang terbagi atas gelombang badan
dan gelombang permukaan. Adapun gelombang permukaan (surface wave),
jenis gelombang tersebut merambat melalui permukaan bumi. Sedangkan
gelombang badan merambat ke dalam permukaan bumi. Gelombang badan
(body wave) sendiri terbagi atas gelombang primer (P) dan gelombang
sekunder (S), yang mana keduanya akan merambat melintasi kedalaman
bumi tertentu, sesaat setelah guncangan tersebut terjadi. Kedua
gelombang ini memiliki karakter berbeda.Gelombang P merupakan
gelombang longitudinal, dimana arah rambat gelombang searah dengan
arah getarnya. Gelombang ini memiliki kecepatan yang lebih besar
daripada gelombang S. Oleh karenanya, gelombang ini tidak hanya
bisa melewati zat padat saja, namun juga zat cair. Gelombang ini
dapat menekan dan menarik batuan sebagaimana sumber bunyi dapat
menggetarkan udara, yang berperan sebagai medium bunyi.Berbeda dari
gelombang P, gelombang S adalah gelombang transversal. Arah rambat
gelombang tegak lurus dengan arah getarnya. Gelombang ini merambat
seperti getaran agar-agar dalam mangkuk. Kecepatan gelombang S
lebih lambat daripada gelombang P, dan gelombang S tidak bisa
menembus fluida seperti yang bisa gelombang P lakukan.Gelombang S
tidak dapat merambat melalui benda cair pada lapisan bumi karena
fluida memiliki sifat tidak meneruskan tekanan geser (shear strain)
yang dimiliki oleh gelombang transversal.
B. PERAN GELOMBANG SEISMIK DALAM MENGENALI KARAKTER KERAK BUMI
DAN MANTEL BUMIPara ahli geofisika dan geologi telah memanfaatkan
kedua jenis gelombang badan ini dalam memperkirakan lapisan-lapisan
bumi. Ketika terjadihentakan hebat (misal: gempa bumi), gempa
tersebut akan memancarkan gelombang badan dan gelombang permukaan.
Gelombang badan yang terdiri dari gelombang primer (P) dan
gelombang sekunder (S) akan menembus ke bawah permukaan bumi.
Gelombang P dan S memiliki keunikan masing-masing dimana gelombang
P bisa menembus lapisan padat dan cair sedangkan gelombang S hanya
bisa melewati lapisan padat saja. Penjalaran gelombang P dan S yang
melewati lapisan bumi dapat dilihat pada gambar berikut ini:
Gambar 2: Penjalaran Gelombang P dan SSumber:
http://cse.ssl.berkeley.edu
Darigelombang gempayang menjalar melalui lapisan bumi kemudian
dideteksi oleh seismometer yang dipasang di seluruh dunia. Data
tersebut dianalisa sehingga didapatlah ketebalan dan sifat
masing-masing lapisan bumi. Seperti pada Gambar 2, gelombang S dan
P hanya melewati mantel bumi yang bersifat dan padat dan kenyal.
Pada lapisan bumi inti luar hanya gelombang P saja yang terdeteksi,
ini berarti lapisan bumi inti luar sifatnya cair dan gelombang S
tidak bisa melewatinya.Adapun salah satu peranan gelombang P dan S
adalah mengidentifikasi wujud zat pada kerak dan mantel. Ternyata,
sesuai dengan Gambar 2, gelombang P dan S dapat melalui kerak dan
mantel, maka dapat dikatakan bahwa kerak dan mantel bumi bersifat
padat, sebab gelombang S yang merupakan gelombang transversal mampu
melewati keduanya.Gelombang gempa ini ternyata juga membantu
Andrija Mohorovivic, seorang seismolog Kroasia untuk menentukan
batas antara kerak dan mantel bumi, yang selanjutnya disebut moho.
Mohorovivic dalam pengamatannya menemukan peristiwa aneh: saat
terjadi gempa, lokasi yang berjarak di atas 200 km menerima
gelombang P dengan kecepatan gelombang yang lebih tinggi daripada
saat gelombang P tersebut melalui lokasi dengan jarak di bawah 200
km. Menurut Mohorovivic, terdapat suatu lapisan di bawah kerak yang
densitasnya lebih tinggi, sehingga gelombang P yang melalui lapisan
tadi bisa merambat lebih cepat daripada gelombang P saat melalui
kerak. Lapisan berdensitas tinggi itulah yang disebut sebagai
mantel bumi. Untuk lebih jelasnya, perhatikan gambar berikut:
Gambar 3: Perbandingan Kecepatan Gelombang P Saat di Mantel dan
KerakSumber: http://toiki.or.id
REFERENSI
AspireAstrophysics Science Project Integrating Research and
Education. Seismic Waves.
http://aspire.cosmic-ray.org/Labs/SeismicWaves/. 7 April
2014.Rusydy, Ibnu (2012). Mempelajari Lapisan Bumi dengan Data
Gempa.
http://www.ibnurusydy.com/mempelajari-lapisan-bumi-dgn-data-gempa/.
7 April 2014.Tim Olimpiade Ilmu Kebumian Indonesia. Dalamnya Bumi,
Siapa yang Tahu?
http://www.toiki.or.id/2010/05/dalamnya-bumi-siapa-yang-tahu.html.
7 April 2014.UCSB Science Line. How Waves Can Lead to Theories
About The Internal Structure of Earth?
http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=3397. 7 April 2014.
Geologi DasarInterior BumiAnnisa Trisnia Sasmi
(13/349836/PA/15582)
