Perkembangan Sesar Besar Sumatra (Sumatra Fault)

A.  Perkembangan Tatanan Tektonik Indonesia

Pada 50 juta tahun yang lalu (Awal Eosen), setelah benua kecil India bertubrukan dengan Himalaya, ujung tenggara benua Eurasia tersesarkan lebih jauh ke arah tenggara dan membentuk kawasan Indonesia bagian barat. Saat itu di kawasan Indonesia bagian timur masih berupa laut (laut Filipina dan Samudra Pasifik). Lajur penunjaman yang bergiat sejak akhir Mesozoikum di sebelah barat Sumatera, menyambung ke selatan Jawa dan mengalir ke tenggara-timur Kalimanyan-Sulawesi Barat, mulai melemah pada Paleosen dan berhenti pada kala Eosen.

Pada 45 juta tahun yang lalu. Lengan Sulawesi terbentuk bersamaan dengan jalur Ofiolit Jamboles. Sedangkan jalur Ofiolit Sulawesi Timur masih berada di belahan selatan bumi.

Pada 20 juta tahun lalu benua-benua mikro bertubrukan dengan jalur Ofiolit Sulawesi Timur, dan Laut Maluku terbentuk sebagian dari Laut Philipina.Laut Cina selatan mulai membuka dan jalur tunjaman di utara Serawak-Sabahm, mulai aktif.

Pada 10 juta tahun yang lalu, benua mikro Tukang Besi-Buton bertubrukan dengan jalur Ofiolit di Sulawesi Tenggara, tunjaman ganda bertubrukan dengan jalur Ofiolit di Sulawesi Tengara, tunjaman ganda terjadi di kawasan Laut Maluku, dan Laut Serawak terbentuk di Utara Kalimantan.

Pada 5 juta tahun yang lalu, benua mikro Banggai-Sula bertubrukan dengan jalur Ofiolit Sulawesi Timur, dan mulai aktif tunjangan miring di utara Irian Jaya-Papua Nugini.

B.  Fenomena Geotektonik di Sumatera dan Palung Jawa

Sebagian daerah tempat bertemunya tiga lempeng dunia yaitu Australia, Eurasia, dan Pasifik, Indonesia merupakan daerah yang rawan gempa bumi. Hampir seluruh Nusantara ini kecuali Kalimantan kerapkali diguncang gempa bumi. Daerah yang paling rawan adalah Sumatera yang dibelah oleh patahan Semangko yang membujur dari Aceh hingga Lampung. Karena itu gempa dasyat berkekuatan 7 skala Richter, tercatat sering menerjang daerah sepanjang patahan terutama Sumatera Utara, Bengkulu, dan Lampung, hingga menimbulkan korban jiwa dan harta benda. Jalur sesar Sumatera itu diketahui tidak hanya dibentuk di daratan tetapi hingga berlanjut hingga ke perairan Selat Sunda.Ujung selatan Selat Sunda berjarak 50 km dari Teluk Semangko di ujung Sumatera atau sekitar 200 km sebelah selatan kota Pelabuhan Ratu. Hal itulah yang menyebabkan mengapa daerah di selatan sekitar Selat Sunda pun tak luput dari guncangan gempa.

C.  Patahan Besar Sumatera

Aktivitas sesar Sumatera dipicu oleh adanya interaksi pertamuan lempeng di Samudera Hindia, yang membentang disebelah barat Sumatera hingga ke selatan Jawa dan Bali.Dalam hal ini, Lempeng Indo-Australia menujam lempenga Eurasia. Di barat Sumatera berdesakan lempeng Indo-Australia yang lebih aktif mengarah ke utara dengan kecepatan 7 sentimeter per tahun, sedangkan di serlatan Jawa kecepatannya 6 sentimeter per tahun.

Adanya Subduksi aktif dan patahan di Sumater menyebabkan munculnya Bukit Barisan sejajar patahan, yang merupakan lapisan permukaan tanah yang terangkat. Sementara itu, di Selat Sunda terjadi mekanisme tekanan dan regangan, yang menimbulkan struktur geologi yang unik seperti munculnya Gunung Krakatau di selat itu.

Sepanjang Bukit Barisan berderet-deret lembah yang lurus memanjang, seperti lembah Semangko (Teluk Semangko di Lampung), Lembah Kepahiang, Ketahun, Kerinci, Muara Labuh, Singkarak Maninjau, Rokan Kiri, Gadis, Angkola, Alas , Tangse, dan Aceh. Lembah-lembah ini merupakan zona lemah Patahan Besar Sumatera. Disini kulit bumi retak, dan satu sisi dengan sisi lainnya bergerah horizontal. Pergerakan pada umumnya ke kanan, yaitu blok timur bergerak ke tenggara dan blok barat sebaliknya.

Di sepanjang Bukit Barisan ditemukan perisai-perisai yang diatasnya terletah sejumlah besar graben-graben. Graben-graben yang terletak diatas kulminasi Bukit barisan ini peda umumnya berbentuk tidak memanjang, akan tetapi berupa persegi empat. Hal ini disebabkan karena bentuk memanjang dari graben itu telah diganggu oleh aktivitas vulkanik yang kemudian membentuk depressi vulkano-tektonik.
Zona patahan Sumatera mengandung batuan-batuan vulkanik asam, aliran tufa pasir dan tuf berbatuapung. Hal ini disebabkan patahan-patahan ini terletak di daerah orogen dan besar kemungkinan batuan asam lelehan ini bersumber dari batu granit yang terletak dibawahnya.

D. Perkembangan Struktur Sesar Sumatera (Eosen-Recent)

1.    Eosen Awal - Oligisen Awal

Pada jaman Eosen gerak lempeng Hindia-Australia mencapai 18 cm/thn dengan arah utara, sedangkan menjelang Oligosen berkurang hingga mencapai hanya 3 cm/thn saja. Kemudian terjadi perubahan arah gerak beberapa derajat ke arah timur.

Kondisi ini mengakibatkan sesar mendatar ‘dextral’ Sumatera yang mulai terbentuk akan menimbulkan pola rekahan sepanjang sesar, sebagian respon terhadap gerak gesernya. Pembentukan rekahan ini kemungkinan dimulai di Sumatera Selatan dan terus berkembang ke utara (DAVIES, 1987). Gerak-gerak mendatar pada pasangan sesar yang bertenaga (overstepping wrench) akan membentuk cekungan lokal (pull apart basin).

2.    Oligosen Akhir - Miosen Awal

Terjadi gerak rotasi yang pertama dari lempeng mikro sunda sebesar 20° kearah yang berlawanan dengan arah jarum jam, disertai dengan pemisahan Sumatera dari Semenanjung Malaya.

Rotasi yang pertama ini masih belum dapat menempatkan kedudukan sumatera kedalam keadan dimana interaksi antar kedua lempeng akan mampu menimbulkan terjadinya tegasan ‘kompresi’.

3.    Miosen Tengah

Terjadi kembali sesar-sesar, bersamaan dengan berhentinya rotasi lempeng mikro sunda.

4.    Miosen Atas sampai Sekarang

Terjadi gerak rotasi yang kedua saebesar 20-25° kearah yang berlawanan dengan jarum jam, yang dipicu oleh membukanya laut Adaman. Pada saat ini interaksi antara lempeng Hindia-Australia dengan lempeng Sunda sudah meningkat dari 40° menjadi hampir 65°, yang menimbulkan terjadinya tegasan kompresi. Keadaan ini menyebabkan pengankatan bukit barisan Dan pengangkatan kegiatan volkanisme.

Sebagai akibat daripada rotasi yang bekelanjutan ini, mengakibatkan terbentuknya jalur subduksi dan sesar-sesar mendatar di barat Dan perubahan status daripada pola-pola sesar di cekungan Sumatera Timur. Sesar-sesar Paleogen yang berarah utara-selatan, berubah menjadi baratlaut-tenggara, sedangkan yang berarah timurlaut-baratdaya (sesar normal), menjadi utara-selatan. Karen lingkungan tegasannya berubah, maka sesar-sesar mendatar yang berubah menjadi baratlaut-tenggara, menjadi aktif kembali sebagai sesar naik dengan kemirinagn curam, sedangkan sesar normal yang berubah menjadi utara-selatan, aktif kembali menjadi sesar mendatar (dextral).

E.   Kontinuitas Sesar Sumatera

Posisi yang menyudut atau miring terhadap khatulistiwa dan Jawa yang sejajar khatulistiwa menimbulkan mekanisme tektonik yang unik. Berdasarkan catatan sejarah kebumian, Pulau sumatera beribu-ribu tahun yang lalu pernah mengalami rotasi dari posisi sejajar ke posisi menyudut dengan khatulistiwa, seperti yang terlihat sekarang ini.

Jalur sesar Sumatera diketahui tidak hanya terbentuk di daratan, tetapi juga hingga keperairan Selat Sunda. Jarak ujung patahan yang ada sekitar 50 kilometer dari teluk semangko. Secara ilmiah, daerah Selat Sunda ini menarik karena tidak ditemui fore arc basin.

Patahan geser Sumatera (Sumatera Fault Zone) menerus keselatan melalui Selat Sunda dan memotong daerah prisma akresi sepanjang kerang lebih 350 kilometer adapun ujung dari patahan ini berada pada jarak sekitar 200 kilometer sebelah selatan Kota Pelabuhan Ratu.

Lipatan dan Patahan

Lipatan (kerutan), yaitu gerakan horisontal yang menyebabkan lapisan kulit bumi berkerut. Contoh:

a.    Pegunungan-pegunungan tua, misalnya Pegunungan Ural dan Allegani pada zaman primer,

b.  Pegunungan-pegunungan muda, misalnya Pegunungan Mediterania dan Sirkum Pasifik (terjadi pada zaman tersier).

Pelipatan terjadi karena tekanan yang melemah pada suatu bagian dalam waktu yang lama dan tidak mengalami patahan. Bagian puncak lipatan disebut antiklinorium, dan lembahnya disebut sinklinorium. Puncak dan lembah kecil-kecil di atas antiklinorium dan sinklinorium disebut abtiklin. Jika terjadi pelipatan hebat maka akan dikenal geantiklinal dan geosinklinal.

Patahan terjadi karena tekanan yang kuat dan cepat, sehingga batuan sudah terpisah satu sama lain. Daerah di sepanjang patahan umumnya merupakan pusat gempa bumi karena selalu mengalami pergeseran batuan kerak bumi. Istilah-istilah yang berhubungan dengan patahan antara lain graben (slenk), horst, fault scrap.

a. Graben yaitu tanah turun, yang merupakan suatu depresi yang terbentuk antara dua patahan atau penurunan di bagian tengahnya

b.  Horst yaitu tanah naik, bila di bagian antara dua patahan mengalami pengangkatan menjadi lebih tinggi dari sekitarnya

c.   Fault scrap yaitu suatu dinding terjal (cliff) yang dihasilkan oleh patahan, pada salah satu blok bergeser ke atas menjadi lebih tinggi.

Jika tenaga endogen yang satu berlawanan arah dengan yang lain secara tidak frontal, maka kemungkinan menimbulkan suatu pergesekan yang dinamakan sesar (pergeseran horisontal). Sesar dibedakan menjadi dua macam, yaitu:

a.  Dekstral yaitu jika kita berdiri di potongan besar yang satu, potongan yang di depan kita bergeser ke kanan,

b.   Sinistral, yaitu jika sebaliknya, potongan di depan kita bergeser ke arah kita.

Bentuk pergeseran vertikal yang merupakan peralihan dari sebuah lipatan, akibat dari kekuatan tenaga endogen yang meningkat dinamakan fleksur. Akibat dari tenaga endogen terbentuk retakan-retakan yang banyak di suatu daerah, ada yang naik, ada yang turun, ada yang bergerak miring, sehingga terjadilah suatu kompleks pegunungan patahan yang terdiri atas balok-balok litosfer yang dinamakan balok mountain.

Patahan yang terkenal di dunia terdapat di bagian timur Afrika di sekitar Danau Nyasa, Tanganyika, Gunung Kilimanjaro dan Kenya, Danau Rudolf, melalui Adis Ababa, lalu ke Teluk Aden sepanjang Laut Merah Teluk Akaba, Sungai Yordan sampai ke Danau Tibertas di Timur Tengah. Sedangkan di Amerika terdapat di sekitar Sungai Missisipi, Sungai Amazon.

Sesar Palu Koro

Secara istilah, sesar (fault) sama dengan patahan (faulting) kerak bumi (crust) yang salah satunya, atau keduanya sekaligus, berubah posisi dari posisi semula. Jika hanya patah saja, tidak berubah posisi, disebut kekar. Bentuk sesar ada 3 macam, yaitu sesar turun (sesar normal), sesar naik dan sesar geser. Dua bentuk yang pertama biasa disebut sesar vertikal, sedang bentuk yang ketiga biasa disebut sesar mendatar. Ada 2 jenis sesar geser, yaitu dextral dan sisnistral.

Salah satu sesar yang terdapat di Pulau Sulawesi adalah sesar Palu-Koro. Karena dimensinya yang besar, maka paling tepat disebut sistem atau zone sesar Palu-Koro. Tetapi seringkali disebut sesar Palu-Koro saja. Lajur sesar ini berarah hampir utara-selatan, memanjang mulai dari sekitar batas perairan Laut Sulawesi dengan Selat Makassar sampai pantai utara Teluk Bone. Panjangnya sekitar 500 km. Di darat, sesar ini mempunyai panjang sekitar 250 km, mulai dari Teluk Palu sampai pantai utara Teluk Bone, mungkin di sekitar Masamba Kab. Luwu Prov. Sulawesi Selatan. (Bukan Masomba sebagaimana yang termuat di HU Radar Sulteng pada Selasa 25 Januari 2005. Karena kesalahan nama ini, sehingga masyarakat di sekitar Masomba sempat resah karena menyangka gempa berikutnya akan berpusat di Masomba).

Semula sesar ini dinamakan sesar Fossa Sarassina kemudian dinamakan  sesar Palu-Koro. Perubahan nama ini mungkin karena lajur sesar ini memotong Kota Palu (Lembah Palu) dan Sungai Lariang pada segmen Sungai Koro (Lembah Koro). Semua ahli geologi dan geofisika yang mengenal sesar Palu-Koro sepakat bahwa sesar tersebut adalah sesar aktif, berciri sinistral (pergeseran mengiri) dengan kecepatan sekitar 14 - 17  mm/tahun. Pada segmen Palu - Kulawi, sesar ini berciri sesar normal dan membentuk graben yang menyebabkan Kota Palu sampai Kulawi diapit oleh 2 sesar normal. Sering pula segmen ini disebut "sistem sesar Palu-Koro". Ciri-ciri keberadaan sistem sesar ini adalah banyaknya dijumpai mata air panas di kedua sisi dataran antara Palu - Kulawi.

Sebagian besar gempa yang terjadi di wilayah ini, khususnya Lembah Palu dan perairan Selat Makassar merupakan kontribusi dari aktivitas sesar ini. Sejarah gempabumi tektonik yang diakibatkan oleh aktivitas sesar Palu-Koro seumur dengan awal mula terbentuk dan aktifnya sesar tersebut, ribuan tahun yang lalu. Beberapa yang sempat tercatat, yang menimbulkan bencana adalah Gempa Donggala 1927 (penulis menyebutnya Gempa Watusampu), menyebabkan sejumlah korban jiwa dan menimbulkan tsunami dengan tinggi gelombang 15 m yang menerjang pantai timur Teluk Palu, merubah daratan sekitar 200 m dari pantai termasuk di dalamnya kawasan pasar Mamboro menjadi dasar laut, Gempabumi Tambu atau Gempa Mapaga 1968, menimbulkan tsunami dengan tinggi gelombang sekitar 10 m, longsoran tanah, dan munculnya mata air panas di sepanjang pantai. Di Mapaga tercatat sekitar 790 rumah rusak dan mengakibatkan korban jiwa yang cukup besar; Gempa Lawe 1995, menimbulkan kerusakan lahan berupa retakan tanah, pelulukan, longsoran dan kerusakan rumah terjadi di Kulawi, Gimpu, Lawe dan Kantewu; Gempabumi Tonggolobibi 1996, menimbulkan tsunami dan merubah daratan di sekitar pantai menjadi dasar laut; dan masih banyak lagi gempabumi tektonik yang pernah terjadi akibat aktivitas sesar Palu-Koro, misalnya Gempa Donggala 1938, Rano 1998, Donggala 1998, dan lain-lain, serta yang terakhir Gempa Bora.

Gempa Bora

Hanya berselang beberapa jam setelah 3 rangkain goncangan kuat, menjelang fajar pada Senin 24 Januari 2005,  yang menggetarkan Lembah Palu dan sekitarnya, Pusat Gempa Nasional (PGN) di Jakarta mengeluarkan data resmi tentang guncangan tersebut. Yakni: Pusat Gempa di Bora, Jarak Episenter 16 km (ke arah tenggara Kota Palu), Kedalaman Gempa 33 km dan Magnitudo Gempa 6,2 pada Skala Richter. (Khusus untuk pusat gempa, setelah penulis mengamati wilayah Sigimpu sampai Ranteleda, maka penulis lebih cenderung berpendapat bahwa pusat gempa yang sebenarnya terletak di wilayah Gunung Sibalaki, Desa Bakubakulu Kec. Palolo, tidak jauh dari Desa Bora Kec. Sigi Biromaru).

Gempa ini telah menimbulkan “panik massal” yang belum pernah terjadi sebelumnya di Lembah Palu, khususnya di Kota Palu. Mereka takut terhadap tsunami yang kemungkinan akan muncul setelah guncangan-guncangan tersebut. Ada yang benar-benar panik, ada juga yang berpanik-ria. Namun, semuanya diliputi ketakutan dan kecemasan. Semuanya mengikuti “pelatihan mengungsi”, dengan satu komando: AIR...!

Apalagi, setelah itu, berbagai isu muncul. Isu tsunami secara pelan-pelan redup, muncul isu bahwa Danau Lindu bisa pecah karena rentetan gempa belum selesai. Muncul juga isu akan ada aliran lahar panas dari Bora karena telah terjadi ledakan vulkanik di sana. Setelah itu, muncul lagi isu bahwa akan terjadi gempa yang berpusat di Masomba. Semuanya tidak terbukti…! Namun, setelah itu, muncul lagi isu bahwa akan terjadi gempa yang lebih besar, tepatnya pada 26 – 28 Januari 2005. Belakangan, muncul lagi isu bahwa gempa besar tersebut akan terjadi pada awal Februari. Memang sangat mudah orang panik percaya pada isu.

Gempa Susulan

Gempa susulan muncul setelah gempa utama. Berdasarkan realitas, dapat disimpulkan bahwa gempa susulan untuk Gempa Bora dimulai dari gempa ketiga dari 3 rangkain guncangan di waktu menjelang fajar itu. Gempa susulan ini masih berlanjut hingga sekarang dan bisa memakan waktu yang lama, mencapai bulanan. Gempa susulan untuk Gempa Aceh yang terjadi pada 26 Desember 2004, hingga saat ini masih sering dirasakan oleh warga Banda Aceh dan sekitarnya. Tetapi kekuatan gempa susulan ini tidak akan melebihi kekuatan gempa utama. Hal yang sama juga berlaku bagi Gempa Bora, tapi mungkin waktunya lebih pendek dibanding Gempa Aceh.

Gempa Watusampu 1927

Menurut sumber dari Stasion Geofisika Palu, gempa ini terjadi pada 1 Desember 1927, jam 12:37 waktu lokal dengan pusat gempa: 0.5 LS, dan 119,5 BT. Pusatnya di Teluk Palu. Gempa ini menimbulkan kerusakan bangunan di Palu, Donggala, Biromaru dan sekitarnya. Di Palu 3 kios besar di pasar rusak total, yang lainnya rusak berat. Jalan utama, menuju pasar rusak berat dan beberapa bagian jalan di belakang pasar tersebut turun setengah meter. Pasar Biromaru rusak total dan kantor kecamatan rusak berat. Kantor Pemerintah Daerah Donggala roboh sebagian. Gempa juga dirasakan di bagian tengah Sulawesi yang jaraknya sekitar 230 km dari pusat gempa.

Terjadi gelombang pasang dari Teluk Palu dengan ketinggian maksimum 15 meter. Rumah-rumah di pantai mengalami kerusakan, 14 orang meninggal dan 50 orang luka-luka. Tangga dermaga Talise hanyut sama sekali. Dasar laut setempat turun 12 meter. Gempa susulan dirasakan sampai di Parigi hingga 17 Desember 1927.

Sebenarnya, dalam referensi yang ada, gempa ini disebut Gempa Donggala. Penulislah yang mengganti namanya menjadi Gempa Watusampu. Alasannya, agar pikiran orang langsung tertuju ke sana begitu Gempa Donggala 1927 disebut, apalagi wilayah Kab. Donggala relatif luas. Perobahan nama ini juga didasari bahwa gempa tersebut sedang berada dalam periode berulangnya, sehingga perlu dicermati dan diwaspadai.

Sebuah rumus empiris, yang didasarkan pada hitungan-hitungan statistik, telah dikemukakan oleh seorang seismolog Jepang: bahwa periode berulangnya gempa-gempa besar adalah dalam rentang waktu (69 ± 13,2) tahun. Tepatnya: 55,8 sampai 82,2 tahun. Jadi, Gempa Watusampu yang terjadi lebih dari 77 tahun yang lalu, berada dalam periode pengulangan tersebut. Akankah tejadi...? Tuhan mengaruniai akal kepada manusia, mari kita gunakan sejenak...!

Watusampu ke Bora

Pengulangan Gempa Watusampu telah terjadi. Penulis menduga bahwa energi dalam bentuk gelombang gempa yang lepas di Bora pada Senin 24 Januari 2005 adalah energi yang terakumulasi selama puluhan tahun untuk pengulangan Gempa Watusampu. Hanya saja, pusat pelepasan energi tersebut bergeser ke Bora atau Gunung Sibalaki, bukan di Teluk Palu. Dugaan ini berdasarkan pada pertimbangan bahwa berulangnya sebuah gempa tidak mesti persis di titik yang sama, karena:

a.    Isi perut bumi dinamis, yang menyebabkan lempeng-lempeng yang ada di atasnya juga dinamis.

b.  Jarak antara pusat Gempa Watusampu dengan pusat Gempa Bora hanya sekitar 5 - 8% dari panjang total lajur sesar Palu-Koro.

c.  Tidak ada catatan sejarah gempa yang mengatakan bahwa di lokasi pusat Gempa Bora pernah terjadi gempa besar yang waktu kejadiannya berada dalam rentang waktu tersebut di atas.

Masih adakah Gempa?

Gempa tidak pernah berhenti. Menurut rekaman seismograf pada Stasion Geofisika Palu, hampir setiap hari sesar Palu-Koro menimbulkan beberapa kali gempa. Untunglah bahwa sebagian besar dari gempa tersebut bermagnitudo kecil, yang getarannya hanya dapat dideteksi oleh seismograf.

Isu tentang akan adanya gempa yang lebih besar lagi setelah Gempa Bora, mungkin muncul dari prediksi berulangnya Gempa Donggala 1927. Berdasarkan analisis penulis sebagaimana dijelaskan di atas, pengulangan itu telah terjadi. Dan, pengulangannya adalah Gempa Bora. Olehnya itu, masyarakat tidak usah resah dan takut, karena gempa yang lebih besar itu tidak akan terjadi, paling tidak, sampai beberapa tahun yang akan datang.

Daripada percaya kepada isu yang dihembuskan oleh orang iseng dan orang kesurupan, lebih baik kita berzikir dan bertawakkal kepada Sang Khalik, karena Dia-lah yang menentukan segalanya...!

Dikutip dari Dosen Fisika, Staf Peneliti PPLH dan Ka. PP BMBA Lembaga Penelitian UNTAD serta Dir. Penelitian LPPS - DAOT