RIZKI KHIKMAWATI

12/331215/PA/14508

REVISI UTS SEISMOLOGI TAHUN 2015/2016

Soal :

1.A .Dalam seismologi dikenal istilah gelombang badan.Jelaskan karakter gelombang badan yang

penting dalam seismologi .

B.Mengapa gelombang P menjalar lebih cepat di dalam tubuh bumi dibanndingkan gelombang S?

Petunjuk :Arah perambatan gelombang dan sifat bumi sebagai medium .

2.Dalam seismologi gempa bumi , gelombang kepala (headwave) terjadi pada gepa dangkal dan

terekam oleh stasiun yang dekat dengan episenter.Jelaskan bagaimana femomena gelombang

kepala ini bias muncul ?Sebutkan kontribusi signifikan gelombang kepala dan seismologi untuk

pemahaman kita mengenai struktur bumi ?

3.Gelombang permukaan mempunyai sifat dispersif.Apa yang dimaksud dengan sifat dispersif ini

?.Bagaimana hubungan gelombang permukaan dan sifat dispersifnya dalam membuktikan struktur

berlapis kerak bumi ?

4.Jelaskan perbedaan sensor seismometer short periode , seismometer broadband dan

akselerometer .Gambarkan kurva tanggap frekunsi terhadap amplifier untuk masing-masing sensor

tersebut ?

5.Interior bumi dapat dibagi dalam kerak,mantel dan inti yang didasarkan pada perbedaan

komposisi material penyusunnya.Namun,interior bumi ini bias juga dibagi menurut

elisitasnya.Dari gambar berikut,beri penjelasan singkat mengenai litosfer,astenosfer, dan Moho

ditinjau dari karakter elastisitas dan sifat fisis yang berkaitan dengan seismologi .

RIZKI KHIKMAWATI

12/331215/PA/14508

Jawab :

1.A. Gelombang badan (body wave) adalah gelombang yang merambat melalui lapisan dalam

bumi. Gelombang ini terdiri dari 2 macam gelombang yaitu :

Gelombang Longitudinal (Primer/Presure)

Gelombang Longitudinal (pressure) yaitu gelombang yang menjalar dalam segala

medium (padat ,cair) .Gerakan partikel yang disebabkan oleh penjalarannya gelombang ini

adalah searah dengan arah penjalaran gelombangnya .

Gelombang Transversal (Shear)

Gelombang Transversal (S) yaitu gelombang yang arah rambatnya tegak lurus terhadap

arah gerak partikel medium yang dilewatinya, dapat menja;ar pada medium padat saja .

Gelombang P kecepatannya paling tinggi diantara gelombang yang lain dan tiba

pertama kali dan disusul gelombang S.Didalam seismologi , gelombang P dan gelombnag S

dapat digunakan untuk menentukan struktur dalam bumi . Dimana gelombang P dapat menjalar

dalam medium padat dan cair sedangkan gelombnag S hanya dpat menjalar dlam medium

padat .

B.Gelombang kompresi atau gelombang primer (P) memiliki kecepatannya paling tinggi diantara

gelombang yang lain dan tiba pertama kali. Gelombang P mengalami pressure dan

dekompresi,dimana gelombang P lebih banyak ditransfer untuk energy penjalarannya.Sedangkan

gelombnag S hanya merubah bentuk sebagai energy untuk menggeser lebih banyak dan medium

gelombang S hanya pada medium padat (non kompresible) .

2. Gelombang kepala (head wave)

Didalam gelombang seismik yang datang dari medium dengan kecepatan rendah ke

medium dengan kecepatan yang lebih tinggi akan dibiaskan sejajar pada permukaan bidang batas

apabila sudut datang gelombang tersebut sama dengan sudut kritisnya (hukum Snell). Gelombang

seismik yang menjalar di sepanjang bidang batas ini akan dibiaskan lagi ke medium yang

mempunyai kecepatan rendah dengan sudut bias sama dengan sudut kritisnya. Gelombang bias ini

biasa disebut sebagai gelombang kepala (head wave).

RIZKI KHIKMAWATI

12/331215/PA/14508

Terjadinya gelombang kepala ini dapat dijelaskan dengan menggunakan asas Huygen,

yang mengatakan bahwa setiap titik yang dilewati gelombang akan merupakan titik sumber

gelombang baru dan superposisi banyak muka gelombang dari banyak sumber baru tersebut akan

menghasilkan muka gelombang (wave front) yang sesungguhnya dari gelombang yang melewati

medium.Muka gelombang untuk gelombang kepala adalah datar bila bidang batas antar

mediumnya datar

Gambar : Penjalaran gelombang kepala dan Proses kejadiannya berdasar asas Huygen

Dalam seismologi gempa bumi, ada 2 medium dengan sifat berbeda atau ada bidang

batas.Gelombang kepala terjadi pada gempa dangkal dan terekam oleh stasiun-stasiun yang dekat

dengan episenter. Gelombang ini terbiaskan oleh diskontinyuitas Conrad dan diskontinuitas

Mohorofisic (Moho). Dalam eksplorasi seismik bias dangkal gelombang ini terbiaskan oleh bidang

batas perlapisan batuan yang dekat dengan permukaan.

3. Gelombnag permukaan memiliki sifat dispersif .Dispersif adalah suatu gejala fisika bahwa

sepanjang perambatannya gelombang akan terurai berdasar panjang gelombangnya karena

kecepatan gelombang merupakan fungsi frekuensi atau panjang gelombangnya. Suatu gelombang

yang mengalami dispersif akan berubah bentuk gelombangnya. Gambar dibawah adalah contoh

bentuk gelombang yang mengalami dispersi, dengan gambar a) diakibatkan oleh gradien

kecepatan (vertikal) lebih kecil dari pada gambar b) yang diakibatkan oleh gradien kecepatan yang

front gelomb. kepala

RIZKI KHIKMAWATI

12/331215/PA/14508

lebih besar. Sudah tentu perubahan bentuk gelombang ini juga akan dipengaruhi oleh panjang

lintasan yang ditempuh oleh gelombang.

Gambar : Bentuk gelombang yang mengalami dispersi: a) yang diakibat-kan oleh gradient

kecepatan (vertikal) kecil, dan b) yang diakibatkan olehgradien kecepatan yang lebih besar

(Bath, 1979)

Gelombang Love hanya akan timbul bila medium tidak hmogen d nada arah percepatan

dengan kedalaman . Pada gelombang Rayleigh, gejala dispersif tampak pada seismogram dengan

kedatangan gelombang panjang yang mendahului gelombang pendeknya. Gelombang Rayleigh

akan terdispersi bila mediumnya tidak homogen. Groundrole yang bergerak sepanjang permukaan

bias juga disebut dengan gelombnag Reyleigh.Syaratnya harus ada dipermukaan dan bebas serta

merambat di permukaan yang bebas.Gelombang Stonely jarang igunakan .Kecepatan berubah

terhadap kedalaman sehingga bumi berlapis .

RIZKI KHIKMAWATI

12/331215/PA/14508

4.Kurva Respon Seismometer

Seismometer biasanya dirancang untuk merekam sinyal pada rentang frekuensi tertentu

(atau periode) sehingga instrumen pada rentang frekuensi getaran tertentu akan

dapatmendeteksinya.Karakter dari seismometer adalah kecepatannya . Jadi salah satu cara

untuk mengkarakterisasi seismometer adalah untuk menggambarkan rentang frekuensi getaran

yang dideteksi. Amplifikasi sebagai frekuensi vs disebut respon instrumen. Sebuah alat

sensitive terhadap getaran pada frekuensi dimana "respon" kurva relatif besar. Terdapat 3 jenis

seismometer utama yang sering di temuiyaitu : Short Period memiliki besar frekuisi 0.12-0.3 Hz

, biasanya digunakan untuk Mitigasi . Long Period memiliki frekunsi 0.05 0.03 Hz , biasanya

digunakan untuk seismic information . Dan jenis yang ketiga adalah Broad band yang memiliki

frekunsi sebesar 0.01-50 Hz , dimana dapat mendeteksi getaran tanah dalam cakupan periode

dan jangkauan yang luas .

Accelerometer adalah alat yang dirancang untuk merekam amplitudo besar dan

tinggi .Frekuensi gempa bumi besar (strong montion) .Karakter dari cccelerometer adalah

percepatan .Berguna penting dalam membangun jalan raya, desain dan mengukur kekuatan dari

bangunan .

RIZKI KHIKMAWATI

12/331215/PA/14508

Diagram diatas adalah pergeseran tanah yang direkam oleh strong motion seismometer yang

etaknya tepat diatas patahan di gempa mexico 1985 dengan kekuatan 8.1 Mw

5.Sifat elastic litosfer memiliki sifat yang brittle .Dimana sifat brittle merupakan sifat

rapuh.Sedangkan sifat dari lapisan astenosfer memiliki sifat Ductile .Sifat ductile merupakan sifat

dari suatu bahan yang memungkinkannya bisa dibentuk secara permanen melalui perubahan

bentuk yang besar tanpa kerusakan . Lapisan Moho merupakan batas antara kerak dan mantel atas

yang memiliki perbedaan densitas .Diskontinuitas Mohorovisic (dikontinuitas elastik yang tajam

antara material kerak bumi dengan mantel )