Microtremor

Mikrotremor merupakan getaran tanah selain gempa bumi, bisa berupa getaran akibat aktivitas manusia maupun aktivitas alam. Jadi mikrotremor bisa terjadi karena getaran akibat orang yang sedang berjalan, getaran mobil, getaran mesin-mesin pabrik, getaran angin, gelombang laut atau getaran alamiah dari tanah. Mikrotremor mempunyai frekuensi lebih tinggi dari frekuensi gempabumi, periodenya kurang dari 0,1 detik yang secara umum antara 0.05 – 2 detik dan untuk mikrotremor periode panjang bisa 5 detik, sedang amplitudenya berkisar 0,1 – 2,0 mikron. 

Implementasi mikrotremor adalah dalam bidang prospecting, khususnya dalam merancang bangunan tahan gempa, juga dapat dipakai untuk investigasi struktur bangunan yang rusak akibat gempa. Dalam merancang bangunan tahan gempa sebaiknya perlu diketahui periode natural dari tanah setempat untuk menghindari adanya fenomena resonansi yang dapat memperbesar (amplifikasi) getaran jika terjadi gempabumi. Mikrotremor juga dapat dipakai untuk mengetahui jenis tanah atau top soil berdasarkan tingkat kekerasannya, dimana semakin kecil periode dominan tanah maka tingkat kekerasannya semakin besar atau tanah yang mempunyai periode dominan semakin besar semakin lunak atau lembek sifatnya.

Para ahli bangunan Cina mengklasifikasikan jenis tanah menjadi 4 macam berdasarkan periode dominan naturalnya, adalah: bad rock atau hard rock, medium hard rock, medium soft soil dan soft soil (clay). Keempat macam jenis tanah itu berturut-turut mempunyai periode dominan natural: kurang dari 0,1 detik; 0,1 – 0,4 detik; 0,4 – 0,8 detik dan lebih dari 0,8 detik.

Untuk melakukan pengukuran periode dominan tanah natural sebaiknya dilakukan pada saat getaran tremor yang lain seminimal mungkin, misalnya pada waktu malam hari dimana aktivitas manusia tidak ada, sehingga diharapkan getaran yang terekam benar-benar getaran asli dari tanah.

1. Pengukuran Mikrotremor

Pada dasarnya pengukuran mikrotremor dapat dilakukan dengan alat pencatat gempabumi atau seismograf. Namun karena mikrotremor mempunyai karakteristik berbeda dengan gempabumi baik periode maupun amplitudenya, maka untuk mengukur parameter-parameter mikrotremor digunakan seismograf  khusus yang disebut mikrotremormeter.

Mikrotremometer terdiri dari dua komponen pengukur yaitu, pengukur amplitude dan pengukur periode. Pada komponen pengukur amplitude biasanya terdiri dari tiga pilihan, yaitu amplitude simpangan, kecepatan dan percepatan. Sedang pada komponen pengukur periode atau frekuensi mikrotremormeter dilengkapi dengan alat pencacah sampel frekuensi berupa tape recorder beserta alat digital analyzer.

Pada saat ini perkembangan alat pencatat gempabumi sangat pesat, sehingga dengan seismograf tipe digital periode bebas (digital broad band seismograph), pengukuran mikrotremor dapat dilakukan, karena selain periode mikrotremor yang dapat dipisahkan, alat ini juga dilengkapi dengan program analisis spektrum.

2. Karakteristik Tanah

Karakteristik tanah permukaan suatu tempat sangat penting artinya dalam pengkajian masalah seismologi. Dari hasil pengukuran mikrotremor untuk mengetahui karakteristik tanah di berbagai tempat di Jepang, Amerika dan negara-negara yang pernah dilanda gempa besar ternyata ada hubungan antara karakteristik tanah dengan penjalaran gelombang gempa yang sampai pada permukaan.

Apabila periode bangunan sama dengan periode gempa yang sampai di permukaan, maka akan terjadi resonansi dan interferensi getaran sehingga meningkatkan intensitas  kerusakan akibat gempa. Berdasarkan hal tersebut maka dalam pembangunan gedung-gedung atau bangunan penting harus memperhitungkan tingkat faktor karakteristik tanah yang meliputi: jenis tanah permukaan, percepatan tanah maksimum dan periode dominan tanah permukaan yang bersangkutan.

3. Klasifikasi Tanah Permukaan.

Dari pengukuran mikrotremor untuk memperoleh harga periode dominan, para ahli di Jepang membuat klasifikasi jenis tanah permukaan menjadi beberapa kelompok menurut pola atau bentuk kurva distribusi mikrotremor. Kurva tersebut merupakan hubungan antara periode mikrotremor sebagai absis dan jumlah atau frekuensi selang periode tersebut sebagai ordinat. 

Kanai telah melakukan klasifikasi jenis tanah permukaan menjadi empat  macam yaitu:

Jenis I:	Tanah terdiri dari batuan keras (rock) hard sandy gravel, dan tanah yang tergolong dalam tersier atau lapisan tanah tua. Kurva distribusinya mempunyai bentuk yang sederhana dengan satu puncak pada periode 0,5 detik. Range periode antara 0 – 0,3 detik mempunyai frekuensi 300 kali dalam 1 menit.
Jenis II:	Jenis tanah yang digolongkan sebagai tanah pasir berbatu (keras), pasir dengan tanah yang dapat digolongkan pada alluvial atau alluvial berbatu dengan tebal sekitar 5 meter atau lebih. Kurvanya berbentuk sederhana dengan satu puncak. Range periode agak melebar sampai 0,8 detik atau lebih dengan frekuensi lebih rendah dari jenis I.
Jenis III:	Tanah jenis pasir, sandy clay, clay atau yang dapat digolongkan pada jenis alluvial. Kurvanya agak kompleks, dengan range periodenya melebar sampai 1,0 detik, bentuk puncaknya tidak tajam tetapi melebar dibanding jenis I dan II.
Jenis IV:	Tanah ini digolongkan kedalam tanah lembek, berupa endapan delta atau endapan lumpur dari sungai dan dapat dibagi dalam: -          Alluvial yang terdiri dari endapan tanah lunak (soft delta), top soil, lumpur dan sejenisnya dengan kedalaman 30 m atau lebih. -          Tanah urug baik berupa tanah lunak, humus atau lumpur atau yang lainnya. Kurvanya mempunyai bentuk yang kompleks dengan beberapa puncak dan range periodenya melebar sampai 2 detik atau lebih.

S. Omote dan N. Nakajima mengklasifikasikan menjadi tiga macam, yaitu:

Jenis A :	Periode dominan antara 0,1 – 0,25 detik, dimana jumlah gelombang dengan periode 0,25 detik sedikit.
Jenis B :	Periode dominan antara 0,25 – 0,40 detik, dengan gelombang yang periodenya 0,40 sedikit.
Jenis C :	Periode dominan 0,40 detik, dengan gelombang yang periodenya 0,8 detik cukup banyak.