Kenapa Ada Gempa Bumi?

Gempa bumi ialah gegaran pada permukaan Bumi yang terhasil apabila tenaga yang tersimpan dalam batuan dilepaskan secara mendadak. Plat tektonik bergerak dengan sangat perlahan, tetapi batuan di sepanjang sesar, terutamanya di sempadan plat, tidak sentiasa tergelincir dengan licin. Pada banyak sesar, geseran menahan batuan itu, dan tenaga terkumpul selama bertahun-tahun sebelum akhirnya dilepaskan dalam beberapa saat.

Tegasan terkumpul, kemudian dilepaskan

Plat tektonik yang bersebelahan bergerak pada kadar beberapa sentimeter setahun. Di sepanjang sesar, iaitu rekahan tempat batuan boleh bergerak, geseran boleh mengunci bahagian tertentu sementara batuan di sekelilingnya terus ditolak. Batuan yang terkunci itu mengalami ubah bentuk secara beransur-ansur, seperti getah yang ditarik, dan menyimpan tenaga tegasan yang semakin bertambah. Gerakan plat lazimnya berlaku perlahan dalam jangka panjang, sedangkan gelinciran gempa pada bahagian sesar boleh berlaku dalam saat hingga minit.

Apabila tegasan melebihi kekuatan geseran, batuan tergelincir dengan pantas dan melantun semula ke bentuk yang kurang terherot. Dalam teori lantunan kenyal, pelepasan mendadak inilah yang menghasilkan gempa bumi. Selepas itu, tegasan mula terkumpul semula, dan kitaran ini boleh berulang pada sesar yang sama.

Fokus, episentrum dan gelombang seismik

Titik di dalam Bumi tempat gelinciran bermula dipanggil fokus, manakala titik di permukaan yang betul-betul di atasnya dipanggil episentrum. Daripada fokus, tenaga merambat ke luar sebagai gelombang seismik. Gelombang P ialah gelombang mampatan yang boleh melalui pepejal dan bendalir, dan ia bergerak lebih laju. Gelombang S ialah gelombang ricih yang tidak melalui bendalir, dan ia bergerak lebih perlahan. Kerana gelombang P tiba dahulu, alat seismograf merekodkannya sebelum gelombang S. Gelombang permukaan turut menyumbang kepada gerakan tanah yang dirasai. Corak gegaran sebenar bergantung pada magnitud, jarak dari ruptur, arah perambatan, serta sifat batuan dan tanah setempat. Namun sumber gempa besar bukan satu titik sahaja: ruptur boleh meliputi kawasan sesar yang luas, jadi gegaran tidak semestinya paling kuat tepat di episentrum.

Magnitud dan keamatan ialah dua perkara yang berbeza. Magnitud mengukur tenaga yang dilepaskan di sumber gempa, manakala keamatan menggambarkan betapa kuat gegaran dirasai atau merosakkan di sesuatu tempat, dan nilainya berubah mengikut jarak serta jenis tanah.

Sejarah penemuan

Gempa bumi San Francisco pada 18 April 1906 berlaku di sepanjang Sesar San Andreas dan menyebabkan tanah di kedua-dua belah sesar beralih dengan ketara. Selepas gempa itu, Harry Fielding Reid mengkaji rekod tinjauan tanah dan mengemukakan idea yang kini dikenali sebagai teori lantunan kenyal. Sejak itu, rangkaian seismograf di seluruh dunia membolehkan saintis memetakan sesar dan menjejaki gelombang seismik dengan lebih tepat.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?