Simulasi komputer : gempa dan tsunami di Padang

Kejadian gempa di Simeulue beberapa waktu lalu mengingatkan saya akan adanya sebuah artikel yang saya baca beberapa waktu lalu di Earth and Planetary Science Letters awal tahun 2008 ini. Artikel ilmiah berjudul “Tsunami threat in the Indian Ocean from a future megathrust earthquake west of Sumatra“ ini berisi hasil simulasi dengan program komputer seandainya terjadi gempa besar di laut sebelah barat Padang. Tentunya ini bukan untuk menakut-nakuti atau membuat panik. Tetapi ini merupakan kajian ilmiah apabila sesuatu terjadi. Perlu diketahui ini juga bukan ramalan atau amaran (warning).

😦 “Wah Pakdhe niku, kok bencana diprogramkan itu gimana ta ?”
😀 “Thole, progam ini maksudte program simulasi komputer. Mosok gempa kok dibuat sebagai program kerja”

Lokasi yang diperkirakan atau disimulasikan.

Mengingat kejadian gempa-gempa besar sebelumnya, maka dipilihlah lokasi disebelah barat kota Padang ini karena kejadian gempa dan tsunami Aceh tahun 2004, kemudian gempa Nias dan selanjutnya ke selatan seperti yang terlihat pada gambar disamping ini.

Pemilihan atau penentuan lokasi dimana yang mungkin akan terjadi ini tentu saja juga merupakan bagian dari studi mitigasi pra-bencana. Hasilnya tentu saja merupakan sebuah informasi penting dalam persiapan menghadapi apabila nantinya benar-benar terjadi.

Dari gempa-gempa yang barusaja terjadi pada 5 tahun terakhir menunjukkan dua segment utama Aceh dan Nias yang sudah bergeser dan robek. Sedangkan yang disebelah selatannya justru merupakan tempat-tempat dimana ada tekanan dan energi yang masih terkumpul yang belum terlepaskan. Kalau saja akan terjadi tentusaja yang disebelah selatannya lebih mungkin terjadi ketimbang yang barusaja bergerak itu. Sedangkan robeknya disebelah utara mungkin kecil karena energi (stress) yang terkumpul di segmen itu sudah jauuh berkurang.

Mekanisme terjadinya tsunami masih ingat kaan ? OK deh kalau lupa dilihat diklik gambar diatas itu. Setelah tenaga terkumpul diujung tabrakan lempeng, maka ketika tenaga terlepaskan terjadi gempa dan gerakan ke atas ini mempengaruhi tubuh air diatasnya. Gelombang yang timbul akan bergerak dikedua arah kiri dan kanan. Waktu tempuh gelombang tsunami ini dari saat terjadinya gempa hingga mencapai pantai barat sumatra hanya dalam waktu kira-kira 20-40 menit saja, tergantung kedalaman air.

Perkiraan besarnya kekuatan gempa akan memiliki besaran >8M. Besaran angka ini diperoleh berdasarkan asumsi tenaga yang terkumpul hingga saat ini dari survey geodinamika tektonik didaerah ini. Kekuatan gempa yang >M8 ini akan mungkin menyebabkan rupture atau sobekan sepanjang 630 Kilometer !. Apakah pasti akan >8 ? Wah ini pertanyaan sukar dijawab tentusaja. Yang menjadikan susah dijawab adalah kata “pasti“. Science tidak akan menjawab sesuatu yang akan datang sebagai sebuah kepastian, tetapi pendekatan dengan probabilitas itu bisa saja. Kemungkinan akan terjadi gempa >8M memiliki kemungkinan yang cukup tinggi (misal diatas 50%).

Simulasi komputer.

Secara sederhana cara kerja simulasi ini dapat digambarkan seperti dibawah ini.

Tentusaja ada parameter dasar yang dipakai sebagai dasar pembuatan simulasi ini, antara lain data kegempaan sebelumnya, topografi dasar laut (bathimetri), topografi pantai dsb. Juga yang tidak kalah penting adalah harus ada asumsi-asumsi yang akan dipakai. Asumsi ini diperlukan karena kita tidak tahu apa yang akan terjadi. Namun asumsi-asumsi ini tentusaja tidak dapat lepas dari kenyataan historis yang pernah ada. Tidak akan mungkin menggunakan asumsi ngawur, tidak akan trus dengan asumsi rupture atau robekan dengan pergeseran vertikal 100 meter, karena asumsi ini tidak didukung dengan pengalaman. Jadi asumsi juga tidak boleh sembarangan.

😦 “Jadi kalau ada yang bilang Pulau Jawa akan terbelah dan tenggelam dalam waktu dekat, dengan bukti adanya semburan lumpur, itu mesti ngawur ya Pakdhe ?”
😀 “Yawis, kamu tanya ke Mama Loren saja thole. Science bukan sulapan yang bisa menjawab segala pertanyaan” 

Karena banyaknya kemungkin yang terjadi, modeling ini dibuat dengan banyak kemungkinan. Konon dibuat hingga 1000 kemungkinan ! 😦 . Dari keseluruhan paramater inilah diolah dengan rumusan model fisika mekanika gempa, hydrodinamika, dan juga model matematika.

😦 “Pakdhe, ini seperti Budhe Laras yang membuat masakan gitu kan Pakdhe. Ada bahan mentah data dasar, ada juga bumbu asumsi, diolah dimasukkan panggangan berupa model matematik !”
😀 “Hiyo thole, trus dicicipi juga. 😛 Kalau ngga enak ya bumbunya ditambah kecap biar sedep, seperti misalnya bumbu kejadian-kejadian sebelumnya”
😦 “Looh sudah pernah ada To Pakdhe ?”
😀 “Salahsatu cara melihat apakah sesuai dengan kejadian sebenarnya adalah dengan reality chek !
😦 “Looh kok kayak memprediksi minyak di Aceh juga ya Pakdhe?

Reality chek ini salah satunya dengan melihat studi-studi yang pernah dilakukan sebelumnya. Misalnya model Tsunami Aceh (2004), Tsunami Nias 2005, juga tsunami masa lalu tahun 1883. Di sebelah ini salah satu “model” tsunami yang merupakan simulasi tsunami tahun 1883 yang dibuat oleh seorang ahli dari Australia. Sedangkan disebelah kanan tsunami Aceh 2004 dari NOAA (klick lihat animasi-nya file 2MB).

Mengapa modelnya bermacam-macam ?

Tentusaja harus ada banyak model karena adanya ketidakpastian ini, misalnya seberapa besar gempanya, juga seberapa besar displacement atau slip-nya, juga tidak dapat dipastikan kapan terjadinya. Juga didasari adanya kenyataan ketidakpastian, yaitu bahwa gempa tahun 1907 M=7.6 di Simeulue menghasilkan tsunami lebih besar dari gempa tahun 1861 (M8.3–8.5) maupun gempa tahun 2005 (M=8.7), di daerah yang sama. Artinya besarnya tsunami tidak sesederhana berbanding lurus dengan kekuatan gempa, kan ?.

Tentu saja perkiraan ini belum tentu betul. Hanya berdasarkan asumsi-asumsi tehnis saja. Dibawah ini tiga macam contoh simulasi dengan berbagai kekuatan gempa dengan berbagai kemungkinan tingginya tsunami yang dihasilkan.

Yang mungkin terjadi memang gelombang tsunami dengan ketinggian sekitar 5 meter, namun Padang dan juga Bengkulu dalam kemungkinan terburuknya dapat mengalami gempuran gelombang tsunami hingga 15 meter, bahkan bisa 30 meter.

😦 “Looh Pakdhe, jadi berapa tinggi tsunaminya. Pastinya aja deh Pakdhe?”
😀 “Thole, science tidak mungkin memberikan kepastian. Yang dapat diberikan hanyalah peluang atau probabilitas. Yang paling mungkin gelombang 5 meter, tetapi masih memungkinkan 15 meter. Walaupun maksimum sesuai pengalaman di Aceh adalah 30 meter. Jadi kamu mau nyiapin penahan yang mana ?”

Dibawah ini model tsunami hasil simulasi komputer itu. Dibawah ini perkiraan terbnaik yang dapat dilakukan dengan data, asumsi, serta metode yang ada. Tentusaja kalau ada perbedaan data, perbedaan asumsi, mapun metode, akan menghasilkan model simulasi komputer yang berbeda. Tentusaja model tsunami ini harus selalu diperbaharui sesuai dengan perubahan-perubahan dari data serta perkembangan ilmu pengetahuan.

Apa yang dapat diambil sebagai persiapan ?

Jadi dapat dipelajari bahwa seandainya terjadi tsunami di Padang dan Bengkulu, maka kemungkinan besarnya Magnitude gempa akan >M8. Skali lagi bisa juga yang terjadi gempa kecil-kecil, seperti di Bengkulu waktu itu. Dan besarnya tinggi gelombang tsunami akan kurang dari5m. Walaupun tinggi gelombang tsunami diatas 5m bisa saja terjadi dibeberapa tempat. Dengan demikian kalau saja ini membuat tembok penghalang tsunami perlu memperkirakan ketahanan terhadap getaran gempa serta gempuran gelombang tsunami ini.

😦 “Jadi kira-kira kapan akan terjadi tsunami besar ini ?”
😀 “Whallah,dikasi tahu bahwa ramalan gempa atau tsunami itu masih belum bisa dilakukan. Masih inget ramalan tanggal 23 Desember 07 dari Profesor Brasil yang salah itu ?. Yang betul adalah mempersiapkan kalau terjadi tanpa terlalu risau dengan kapan akan terjadi”
“( “Ya deh, yang penting persiapan ya dhe ?

Bacaan terkait

• Efek bulan pada gempa masih berbau mitos
• Mengintip (meramal) gempa dan banjir berikutnya dari peredaran bulan
• Ramalan CNN dan kemungkinan gempa M 9
• Gempa susulan dan yang terpicu gempa (Sering gempa kecil-kecil atau gempa besar sesekali)
  

Source :

John McCloskey, Andrea Antonioli, Alessio Piatanesi, Kerry Sieh, Sandy Steacy, Suleyman Nalbant, Massimo Cocco, Carlo Giunchi, JianDong Huang, Paul Dunlop. (2008) “Tsunami threat in the Indian Ocean from a future megathrust earthquake west of Sumatra”, Earth and Planetary Science Letters 265 (2008) 61–81. Pssst gratis diunduh disini