SEISMOGRAF

1. Pengertian         

      Seismograf sering disebut dengan sebutan sismometer. Sismometer berasal dari bahasa Yunani: seismos gempa bumi dan metero: mengukur. Menurut Giancoli (2001 : 78) menyatakan : “Secara umum seismograf adalah alat atau sensor getaran, yang biasa digunakan untuk mendeteksi gempa bumi atau getaran pada permukaan tanah”. Hasil rekaman dari alat ini disebut seismogram.

        Sebuah seismograf dapat mencatat gempa berbentuk vertical dan gempa berbentuk horizontal. Ketika terjadi gempa, getaran yang terekam adalah gelombang primer, karena kecepatan rambatnya paling tinggi, lalu diikuti oleh rekaman gelombang sekunder yang memiliki kecepatan rambat lebih rendah dari gelombang primer. Gelombang permukaan datangnya paling akhir karena memiliki kecepatan rambat paling rendah. Seismograf mencatat semua getaran dan kecepatan rambat gempa bumi dalam bentuk seismogram. Alat ini sangat sensitif terhadap gelombang seismik yang ditimbulkan karena gempa bumi, ledakan nuklir dan sumber gelombang seismik lainnya.     
        Skala yang digunakan untuk mengukur kekuatan gempa bumi yang paling populer adalah skala Richter yang disebut dengan magnitude (M). Berdasarkan skala-skala ini orang dapat mengenali kekuatan gempa yang pada akhirnya berguna untuk mengantisipasi seperti desain konstruksi bangunan dan jalan raya. 

2. Sejarah 

        Menurut Asti (2009:89), “Seismograf pertama kali ditemukan oleh Zhang Heng seorang astronom, matematik, engineer dan pelukis pada masa pemerintahan Dinasti Han awal abad kedua. Pada masa itu Zhang Heng tidak mengatakan dengan pasti bagaimana sebuah gempa diukur dengan satuan skala richter (skala richter belum ditemukan sampai 1935), tapi tercatat berhasil menciptakan detector gempa pertama di dunia, yaitu seismograf”. 

         Menurut refrerensi Indra, pada zaman Dinasti Han Timur Tiongkok, sering terjadi gempa bumi di ibukota Luoyang dan daerah sekitarnya. Menurut catatan buku sejarah, selama 50 tahun dari tahun 89 hingga 140, pernah terjadi 30 kali gempa bumi di daerah tersebut. Maka rakyat setempat sangat takut. Kemudian seorang ilmuwan bernama Zhang Heng melakukan penelitian bidang gempa bumi tersebut. Akhirnya pada tahun 132 M, Zhang Heng berhasil membuat alat pertama yang dapat meramalkan gempa bumi di Tiongkok bahkan di seluruh dunia, dan dinamakan “ seismograf”.

       Didalam mulut setiap naga terdapat bola tembaga yang kecil, di bawah kepala setiap naga mendekam seekor katak tembaga, mereka semua membuka mulut besar-besar, yang sewaktu-waktu dapat menyambut bola tembaga kecil yang dilontarkan dari mulut naga. 
        Seandainya terjadi gempa bumi, maka batang tembaga seismograf itu akan condong ke arah asal gempa bumi tersebut, kemudian menggerakkan kepala naga dan naga yang berada di arah itu akan membuka lebar mulutnya, maka bola tembaga kecil itu akan keluar dari mulut naga tersebut dan jatuh ke dalam mulut katak yang justru mendekam di bawahnya. Dengan demikian, akan diketahui di mana terjadinya gempa bumi.

Beberapa abad kemudian pada tahun 1855, Luigi Palmieri dari Italia merancang sebuah seismometer merkuri. Seismometer buatan Palmieri ini memiliki tabung berbentuk U (lihat gamabar diisi dengan merkuri dan disusun di sepanjang titik-titik kompas.

3. Fungsi Seismograf

     Pada seismograf terdapat dua bagian, yaitu bagian horizontal dan vertikal :

3.1 Seismograf  Horizontal

      Seismograf horizontal  berfungsi untuk mencatat getaran bumi pada arah mendatar. Pada Seismograf  horizontal, massa stasioner digantung dengan sebuah tali. Dibagian bawah terdapat jarum yang ujungnya menyentuh roll pita, yang selalu berputar searah jarum jam. Tiang penompang roll pita terpancang pada tanah. Pada waktu terjadi gempa, roll pita bergetar, sedang massa stasioner dan jarum jam tetap. Maka terbentuklah goresan pada roll pita tersebut yang disebut seismogram.

3.2 Seismograf Vertikal

      Seismograf Vertikal berfungsi untuk mencatat getaran gempa vertikal. Massa Stasioner pada Seismograf vertikal ditahan oleh sebuah pegas (P) dan sebuah tangkai berengsel. Ujung massa stasioner yang berjarum disentuhkan pada roll pita yang selalu bergerak searah jarum jam. Jika terjadi  getaran gempa, maka roll pita akan bergerak sehingga akan terbentuk seismogram pada roll pita tersebut.

       Dengan menggunakan alat pengukur gempa, seismograf vertikal dan seismograf horizontal gempa yang terjadi baik gempa vertikal maupun gempa horizontal akan tercatat dan terdeteksi. Untuk mengetahui keakuratan data gempa yang diperoleh, maka lebih baik jika pada sebuah stasion BMG di pasang 3 alat pengukur gempa atau Seismograf. Yaitu 2 pasang seismograf  Horizontal yang dipasang arah utara-selatan dan arah timur–barat, serta satu seismograf  Vertikal. Hal ini dilakukan untuk mengetahui dari arah mana getaran gempa terjadi.

4. Jenis Seismograf Berdasarkan Pembacaan Skala
          Berdasarkan cara pembacaan data, sesmograf terdiri atas 2 yaitu :

4.1   Seismograf Manual (mekanikal)

Jenis gerakan mekanikal dapat mendeteksi baik gerakan vertikal maupun gerakan horizontal tergantung dari pendular yang digunakan apakah vertikal atau horizontal. Pada komponen horizontal utara-selatan, arah gempa yang dicatat adalah arah gempa pada posisi utara atau selatan sedangkan pada komponen horizontal timur-barat, arah gempa yang dicatat adalah arah gempa pada posisi timur atau barat, dan pada komponen vertikal arah gempa yang dicatat adalah arah gempa dilatasi atau kompresi.

4.2   Seismograf Digital (elektromagnetik)

            Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer untuk memindahkan  volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetis. Peristiwa-peristiwa yang menimbulkan getaran kemudian dideteksi melalui  spelgavanometer.Selain itu, seismograf digital modern menambahkan komponen keempat yaitu layar, "user-friendly", dan cepat transfer data.

5. Komponen-Komponen Seismograf

       Menurut Olivia N. Harahap (1994:93) : “Seismograf adalah sebuah alat elektronika yang berfungsi sebagai pencatat gempa bumi. Dalam sebuah seismograf terdiri dari beberapa bagian, yaitu sebuah sensor, amplifier dan pengkondisi sinyal, ADC, Time System, Rekorder, dan tentunya power supply. Gabungan antara amplifier dan pengkondisi sinyal, ADC, dan time system biasa disebut dengan Digitizer”. 
5.1 Sensor

         Sensor untuk sebuah Seismograph disebut Seismometer. Seismometer diartiakan sebuah sensor yang menangkap gelombang seismik yang berbentuk besaran fisik. Bentuk output dari seismometer adalah tegangan listrik. Seismometer sendri terbagi dua jenis yaitu Short Period dan Broadband. 
5.2 Amplyfier / Pengkondisi sinyal
         Output dari seismometer yang berupa tegangan tersebut merupakan input dari bagian ini. Seperti namanya Amplyfier, berfungsi sebagai penguat tegangan dari seismometer. Sebab tegangan yang dihasilkan oleh seismometer belum dapat diolah secara langsung oleh ADC, Jadi perlu dikuatkan dan dipilih (difilter) oleh pengkondisi sinyal. Hasil dari bagian Amplyfier dan Pengkondisi Sinyal inilah yang menjadi input bagi ADC. 
5.3 ADC 
         ADC atau Analog to Digital Converter adalah sebuah bagian yang berfungsi sebagai perubah dari sinyal analog, berupa tegangan listrik yang dikeluarkan oleh pengkondisi sinyal menjadi sebuah bentuk digital. Bentuk digital inilah nantinya yang akan diproses menjadi sebuah informasi. Digitizer juga diintegrasikan dengan sebuah logger sebagai media penyimpan data. Sehingga data tersebut tidak hilang dan dapat dipergunakan sewaktu-waktu.
 5.4 Time System
       Time System atau sistem pewaktu dalam sebuah Seismograf sangat penting sebagai penyedia informasi waktu dari parameter gempa bumi. Sistem pewaktu dapat diperoleh dari sebuah RTC (Real Time Clock), biasanya berupa IC, dan sebuah GPS (Global Position system). Pada masa sekarang ini RTC dan GPS keduanya dibutuhkan dalam seismograf untuk saling melengkapi. 
5.5 Recorder 
      Recorder di dalam sebuah seismograf berfungsi sebagai pencatat atau perekam untuk selanjutnya di lakukan analisa lanjutan. Sudah jamak di sini bahwa recorder berupa sebuah PC atau laptop. Selain sebagai recorder, peran PC bisa juga sebagai data logger dan juga analisis data. Hal tersebut dimungkinkan karena dilengkapi dengan software analisa. 
5.6 Power Supply

       Sebuah alat elektronika tidak dapat bekerja tanpa diberi power supply. Power supply yang digunakan adalah tegangan DC atau searah. Untuk sebuah seismograf tegangan dari sumber masuk ke digitizer untuk selanjutnya didistribusikan ke semua bagian. 
6. Cara menggunakan Seismograf
        Seismograf horizontal dan vertical,  mempunyai tugas masing-masing. Seismograf horizontal bertugas untuk mengukur atau mencatat getaran bumi pada arah horizontal. Sedangkan seismograf vertikal untuk mencatat getaran bumi pada vertikal. Mengetahui getaran yang dirasakan yaitu dengan pendalar, dengan adanya pendalar tersebut dapat mengetahui seberapa besar tekanan yang diberikan oleh getaran tersebut.
         Menurut Paz (1996:23) : “Cara kerjanya adalah apabila pada massa stasioner dipasang pena tajam dan ujung pena itu disinggungkan pada benda lain yang dipancangkan di tanah, maka pada saat bumi bergetar, akan terjadi goresan antara massa stasioner dan benda tersebut. Goresan tersebut merupakan wujud dari gambaran getaran bumi. Dari goresan-goresan itu para ahli dapat membaca tekanan dan frekuensi suatu gempa”.
         Seismograf modern dan Seismograf yang belum moderen, mempunyai tugas yang sedikit berbeda, dikarenakan seismograf modern adalah gabungan dari seismograf lama. Seismograf menggunakan dua gerakan mekanik dan elektromagnetik seismographer. Kedua jenis gerakan tersebut dapat mendeteksi baik gerakan vertikal maupun gerakan horizontal tergantung dari pendulum (pemberat) yang digunakan apakah vertikal atau horizontal. Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer untuk memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetik.
7. Kelebihan dan Kekurangan

Setiap alat seismograf dibuat secara perhitungan khusus. Tetapi kelebihan dan kekurangan alat tersebut pasti ada, itu dikarenakan alat tersebut berfungsi untuk mengetahui atau mendekteksi getaran, atau gempa bumi. Berikut adalah kelebihan dan kekurangan seismograf :

7.1 Kelebihan

Kelebihan seismograf termasuk dari fungsi seismograf itu sendiri. Karena seismograf terdapat banyak jenis dan macamnya. Jadi, seismograf mempunyai tugas masing-masing. Berikut adalah kelebihan seismograf :

7.1.1   Seismograf menggunakan dua klasifikasi yang berbeda untuk mengukur Gelombang seismik yang dihasilkan gempa, yaitu besaran gempa dan intensitas gempa. Kedua klasifikasi pengukuran ini menggunakan skala pengukuran yang berbeda pula. Skala pengukuran gempa tersebut terdiri dari skala Richter dan Skala Mercalli . Skala Richter  digunakan untuk menggambarkan besaran gempa, sedangkan Skala Mercalli digunakan untuk menunjukkan intensitas gempa, atau pengaruh gempa terhadap tanah, gedung, dan manusia.

7.1.2  Karena seismograf lama terdiri dari 2 macam yaitu Seismograf horizontal bertugas untuk mengukur atau mencatat getaran bumi pada arah horizontal. Sedangkan seismograf vertikal untuk mencatat getaran bumi pada vertikal.

7.2 Kekurangan

Alat seismograf dapat mengetahui getaran sekecil mungkin, tetapi bukan berarti seismograf tidak mempunyai kelemahana atau kekurangan. Kekurangan seismograf tersebut disebabkan oleh :

7.2.1 Jika getaran yang terlalu kuat membuat seismograf tidak mampu membuat catatan, karena tangkai alat pencatat bisa mengalami kerusakan.

7.2.2 Karena seismograf adalah alat yang selalu didekatkan  dengan lokasi getaran. Jadi, ada peraturan yang memasang seismograf tersebut pada saat getaran besar terjadi, karena melalui beberapa pertimbangan.

 Sekian ilmu tentang seismograf, semoga bermanfaat..

*Referensi :
http://komputerizam.blogspot.com/2012/05/cara-kerja-seismograf.htm