Seismograf: Pengertian, Fungsi, dan Cara Kerjanya

• min read

Table of Contents

Seismograf adalah alat yang berfungsi untuk merekam getaran atau guncangan tanah yang dihasilkan oleh gelombang seismik, termasuk di dalamnya gelombang primer (P), gelombang sekunder (S), dan juga gelombang permukaan. Prinsip kerja seismograf didasarkan pada konsep massa inersia, di mana massa yang terpasang di dalam rangka akan tetap diam saat bingkai di sekitarnya bergerak mengikuti getaran tanah, dan gerak relatif ini kemudian diubah menjadi sinyal listrik oleh transduser.

Untuk mencegah resonansi, perangkat modern menyematkan peredam pada sensor inersianya, bersama dengan perekam digital yang beroperasi dengan laju sampling tinggi dan rentang yang lebar, menciptakan seismogram (kurva amplitudo terhadap waktu) yang dapat ditelaah. Seismograf dibedakan menjadi beberapa jenis sesuai fungsinya, yaitu tipe broadband untuk analisis spektral, periode pendek untuk pendeteksian getaran lokal, dan akselerometer strong-motion yang dikhususkan untuk merekam kekuatan guncangan yang sangat besar saat gempa kuat.

A. Pengertian Seismograf

Berikut ini beberapa pengertian seismograf menurut para ahli antara lain.

Menurut Charles F. Richter, seismograf adalah peralatan khusus yang merekam dan mendokumentasikan setiap getaran bumi, baik yang berasal dari gempa bumi atau dari pergerakan lain di dalam kerak bumi.
Menurut Hiroo Kanamori, seismograf adalah sebuah alat yang merekam gerakan bumi ketika energi seismik dilepaskan, dan rekaman ini menjadi dasar bagi para ilmuwan untuk mempelajari bagaimana gempa bumi dimulai.
Menurut John Milne, seismograf adalah perangkat yang berfungsi untuk mengukur dan merekam guncangan tanah secara tanpa henti, memungkinkan pemantauan pergerakan bumi sepanjang waktu.
Menurut George P. L. Walker, seismograf adalah sebuah alat yang sangat berguna untuk mengamati aktivitas vulkanik, sebab dapat merekam guncangan halus yang tidak dapat dikenali oleh manusia, padahal hal tersebut bisa menjadi indikasi awal letusan kuat.
Menurut Keiiti Aki, Seismograf adalah sebuah alat yang membantu para ilmuwan meneliti karakteristik gelombang elastis yang bergerak di dalam bumi, menjadikannya kunci untuk memahami struktur geologi internal.

B. Fungsi Seismograf

Berikut ini beberapa fungsi seismograf antara lain.

1. Mendeteksi Getaran Bumi

Salah satu fungsi terpenting seismograf adalah mendeteksi getaran bumi yang dipicu oleh kejadian seismik, seperti gempa bumi, letusan vulkanik, dan gerakan lempeng tektonik. Alat ini mengandalkan gerakan kontras antara komponen yang stabil dan terikat pada tanah dengan bagian yang bebas bergerak, contohnya massa pendulum. Berkat cara kerjanya, seismograf berhasil mendokumentasikan getaran sekecil apa pun, yang tidak terdeteksi oleh indra perasa manusia.

2. Mengukur Kekuatan Gempa

Seismograf dipakai untuk mengukur kekuatan gempa, dengan menganalisis amplitudo guncangan dan jumlah energi yang dilepaskan pada saat peristiwa tersebut berlangsung. Setelah direkam, data ini menjadi acuan untuk menghitung kekuatan gempa dalam skala yang telah ditetapkan, yaitu skala Richter atau skala momen magnitudo (Mw). Data yang didapatkan berguna bagi para ahli geofisika untuk mengukur kemungkinan bahaya gempa terhadap lingkungan di area yang terdampak.

3. Menentukan Lokasi Pusat Gempa

Sebuah fungsi penting yang lain dari seismograf adalah untuk mengidentifikasi di mana letak episentrum dan hiposentrum suatu gempa bumi. Para peneliti dapat menentukan letak pusat gempa dengan membandingkan data yang terekam dari beberapa seismograf yang ditempatkan di lokasi berbeda, kemudian melakukan triangulasi. Informasi yang didapatkan sangat penting untuk peringatan dini dan pengkajian risiko bencana yang mungkin terjadi.

4. Memantau Aktivitas Gunung Berapi

Seismograf juga dapat dimanfaatkan untuk mengamati aktivitas vulkanik, memberikan data penting tentang guncangan yang mengindikasikan perubahan di dalam gunung berapi. Guncangan kecil yang dicatat oleh seismograf dapat menjadi indikasi adanya magma yang bergeser di dalam perut bumi, sebuah fenomena yang sangat penting untuk dipantau. Pemantauan yang dilakukan secara non-stop ini membuat para ahli vulkanologi mampu memprediksi erupsi, dan tindakan mitigasi pun bisa diterapkan untuk mengamankan warga dari bahaya.

5. Penelitian Struktur Lapisan Bumi

Di samping kegunaannya dalam mendeteksi bencana, seismograf juga sangat berguna dalam mengamati struktur lapisan bumi. Gelombang seismik yang terekam saat melewati kerak, mantel, dan inti bumi membawa data penting tentang kepadatan, komposisi, serta ketebalan lapisan-lapisan penyusunnya. Data tersebut memiliki peran penting dalam geologi dan geofisika untuk menjelaskan proses yang berlangsung di bagian dalam bumi.

6. Alat Peringatan Dini Bencana

Seismograf berfungsi sebagai alat penting dalam sistem peringatan dini bencana, membantu para ahli dalam memberikan peringatan sebelum dampak yang lebih besar terjadi. Saat gempa bumi mengguncang, gelombang awal (gelombang P) dapat terekam lebih awal dibandingkan gelombang yang berpotensi merusak (gelombang S dan gelombang permukaan). Berkat sistem otomatis, seismograf dapat mengirimkan informasi peringatan beberapa saat sebelum gelombang destruktif datang, waktu yang sangat penting untuk melindungi nyawa orang-orang.

C. Cara Kerja Seismograf

Pada dasarnya, seismograf beroperasi berdasarkan prinsip inersia, yakni kecenderungan suatu benda untuk tetap diam atau terus bergerak dengan kecepatan stabil jika tidak ada pengaruh gaya eksternal. Komponen seismograf meliputi sebuah massa atau bandul yang terhubung pada pegas, dan dilengkapi dengan pena untuk mendokumentasikan guncangan. Ketika gempa bumi melanda, kerangka seismograf akan bergerak seirama dengan getaran tanah, sementara massa bandulnya akan tetap diam akibat prinsip inersia. Perbedaan gerakan antara massa yang cenderung diam dan kerangka seismograf yang bergetar ini akan menciptakan goresan pada kertas rekaman atau sinyal elektronik, yang menjadi catatan dari getaran tanah.

Seismograf juga mengandalkan sebuah sistem peredam yang berfungsi untuk membatasi getaran yang terlalu kuat pada massa bandul, melengkapi prinsip inersia. Peredam ini sangat bermanfaat untuk memastikan rekaman tetap jelas dan tidak berantakan ketika gempa besar terjadi, sehingga data bisa dibaca dengan baik. Adanya peredam membuat gerakan bandul lebih stabil dan menciptakan rekaman getaran yang lebih jernih serta bisa dipelajari secara ilmiah. Seismograf modern tidak lagi memakai pena maupun kertas, melainkan sensor elektronik yang mengonversi gerakan relatif bandul menjadi sinyal digital, yang memungkinkan data diproses dengan cepat, disimpan dalam basis data, dan dianalisis memakai perangkat lunak komputer.

Melalui proses perekaman ini, seismogram pun terbentuk, sebuah grafik yang memuat informasi tentang intensitas serta waktu tibanya gelombang seismik. Berdasarkan rekaman seismogram, para ahli seismologi bisa mengidentifikasi berbagai data penting, misalnya besaran gempa (magnitudo), letak pusat gempa (hiposentrum), dan kedalaman peristiwa tersebut. Selain itu, seismograf modern mampu menangkap gelombang gempa dari seluruh dunia berkat kepekaan alatnya yang sangat tinggi. Karena cara kerjanya yang detail dan akurat, seismograf menjadi alat yang sangat penting untuk mengenali dan mengamati gempa bumi, serta untuk mempelajari struktur di dalam bumi maupun potensi bencana geologi.

Referensi:

Ruyani. 2023. Seri Fenomena Alam dan Mitigasi Gempa Bumi. PT Bumi Aksara. Jakarta.