Likuifaksi Terparah di Dunia: Berubahnya Tanah Padat Menjadi “Lautan”

likuifaksi terparah di dunia – Pernah nggak sih Grameds membayangkan bumi nan padat dan kokoh di bawah injakan kaki kita tiba-tiba melunak, mencair, lampau mengalir menyerupai sungai lumpur raksasa? 

Kedengarannya seperti segmen dalam movie fiksi ilmiah bergenre apocalypse, tapi secara geologi, kejadian ini nyata dan pernah terjadi dalam sejarah peradaban manusia.

Dalam keilmuan sains kebumian, kejadian mencekam ini dikenal dengan nama likuifaksi tanah (soil liquefaction). 

Di antara serangkaian peristiwa gempa bumi luar biasa di beragam penjuru bumi, tragedi di Palu, Indonesia pada tahun 2018 kerap disebut oleh para mahir geofisika internasional sebagai salah satu peristiwa likuifaksi terparah di dunia.

Biar kita nggak sekadar merinding saat mendengar istilahnya, yuk kita kupas tuntas rahasia di kembali kejadian pengetahuan bumi ini! 

Kita bakal telaah mulai dari pengertian dasar, proses fisika tanah, peristiwa likuifaksi paling luar biasa dalam sejarah bumi, hingga langkah mitigasi teknik nan bisa dilakukan. Check this out, Grameds!

Apa Itu Likuifaksi Tanah? 

Likuifaksi adalah proses hilangnya kekuatan dan kekakuan tanah akibat guncangan gempa bumi, sehingga padatan tanah berubah sifat menjadi cairan kental (fluid-like behavior).

Secara terminologi, likuifaksi berasal dari bahasa Latin liquidus (cair) dan facere (buat). 

Syarat Utama Terjadinya Likuifaksi di Lapisan Tanah

Secara mekanika tanah (soil mechanics), tidak semua jenis tanah bisa mengalami likuifaksi. Dikutip dari United States Geological Survey (USGS), kejadian ini memerlukan tiga syarat utama nan terjadi secara bersamaan:

1. Lapisan Tanah Pasir Jenuh Air (Saturated Loose Sand)

Tanah terdiri dari butiran pasir alias lanau nan belum tersolidasi (unconsolidated) dan mempunyai pori-pori melimpah nan terisi air (water-saturated).

2. Muka Air Tanah Dangkal (Shallow Water Table):

Posisi air tanah berada sangat dekat dengan permukaan, biasanya kurang dari 10 meter.

3. Guncangan Gempa Bumi Kuat (Strong Seismic Shaking)

Gelombang geser seismik (S-wave) berintensitas tinggi nan menggoncang lapisan tanah secara mendadak.

Mengapa Tanah Bisa Kehilangan Daya Dukung?

Pada kondisi normal, daya dukung tanah dihasilkan dari kontak antarbutiran pasir nan saling mengunci (grain-to-grain contact). Kontak ini menciptakan apa nan disebut tegangan efektif.

Ketika gempa bumi terjadi, guncangan berulang nan sangat sigap memaksa butiran pasir merapat. Namun, lantaran pori-pori tanah terisi penuh oleh air, air tersebut terperangkap dan tidak sempat melarikan diri. Akibatnya, tekanan air pori (excess pore water pressure) melonjak drastis hingga menyamai alias melampaui beban berat tanah di atasnya.

Saat tekanan air pori setara dengan tekanan total, kontak antarbutiran terlepas sepenuhnya . Di titik inilah tanah kehilangan kekuatan gesernya (shear strength) dan beralih bentuk menjadi susupan lumpur cair nan bisa menenggelamkan gedung di atasnya!

Tragedi Palu 2018: Salah Satu Kasus Likuifaksi Terparah di Dunia

Mengapa gempa bumi di Palu, Sulawesi Tengah pada 28 September 2018 digolongkan sebagai salah satu musibah likuifaksi terparah di dunia?

Dikutip dari publikasi ilmiah di jurnal Nature Geoscience, gempa berskala 7,5 magnitudo nan dipicu oleh aktivitas Sesar Palu-Koro melahirkan kejadian likuifaksi jenis flow liquefaction (aliran likuifaksi) berkecepatan tinggi nan sangat langka dan masif.

Fenomena Flow Liquefaction nan Menggeser Pemukiman Ratusan Meter

• Pergeseran Lahan Berjarak Ratusan Meter

Di area Balaroa, Petobo, dan Jono Oge, tanah tidak hanya melunak di tempat, tetapi “mengalir” menyerupai sungai lumpur sejauh 1-1,5 kilometer menyusuri kemiringan lereng nan sangat landai.

• Fenomena “Memutus” Pemukiman

Ribuan rumah terangkat, terbelah, dan tertimbun lumpur tebal hanya dalam hitungan menit. Area pemukiman berhektar-hektar seolah lenyap ditelan bumi lantaran lapisan tanah dasar berubah menjadi cairan kental berkecepatan tinggi.

Peran Air Tanah dan Irigasi dalam Memicu Kebasahan Ekstrem

Penelitian nan dirilis oleh Badan Geologi Kementerian ESDM menunjukkan bahwa keberadaan saluran irigasi Gumbasa nan tidak dilapisi beton (unlined canal) membikin air meresap secara konstan ke dalam tanah pasir di bawahnya selama bertahun-tahun. 

Hal ini menciptakan kejenuhan air tanah nan sangat ekstrem sebelum gempa terjadi, sehingga saat guncangan melanda, tekanan air pori melonjak secara instan.

Deretan Peristiwa Likuifaksi Dahsyat Lainnya dalam Sejarah Geologi

Sebelum tragedi Palu, sejarah pengetahuan bumi mencatat beberapa peristiwa likuifaksi besar nan merubah lanskap bumi dan menjadi tonggak krusial berkembangnya rekayasa geoteknik modern:

Gempa Niigata 1964 (Jepang) & Robohnya Apartemen Utuh

Gempa berskala 7,5 magnitudo di Niigata menjadi batu injakan utama bagi para intelektual untuk memahami likuifaksi. 

Gedung-gedung apartemen beton berketinggian 4 lantai di area Kawagishi-cho bertumbangan dan miring hingga 45° tanpa kerusakan struktur nan berfaedah pada bangunannya. 

Bangunan-bangunan tersebut “tenggelam” utuh lantaran tanah pendukungnya mencair secara mendadak.

Gempa Christchurch 2011 (Selandia Baru) & Fenomena Sand Boils

Gempa bumi berkekuatan 6,2 magnitudo ini memicu likuifaksi nan meluas di seluruh wilayah perkotaan. Uniknya, kejadian nan paling mendominasi di sini adalah munculnya sand boils alias “gunung api pasir”, di mana lumpur cair meletus keluar dari celah-celah retakan tanah dan menutupi ribuan jalan raya serta pemukiman penduduk dengan ratusan ribu ton lumpur pasir.

Rekapitulasi Komparasi Peristiwa Likuifaksi Terbesar di Dunia

Untuk memandang gambaran komparatif skala dampaknya, berikut adalah rekapitulasi info dari beragam peristiwa likuifaksi global:

Langkah Mitigasi Geoteknik: Mencegah Risiko Likuifaksi Sejak Dini

Apakah wilayah nan berpotensi likuifaksi bisa diidentifikasi sejak dini? Jawabannya sangat bisa, Grameds! Ilmu geoteknik modern telah merumuskan beragam metode mitigasi untuk meminimalkan akibat kejadian ini.

Ciri-Ciri Tanah Pemukiman Rawan Likuifaksi

• Lokasi berada di area endapan aluvial, dataran banjir sungai, alias lahan reklamasi pesisir pantai.
• Memiliki lapisan tanah pasir nan sangat gembur (loose sand) berasas pengetesan Standard Penetration Test (SPT) alias Cone Penetration Test (CPT).
• Kedalaman muka air tanah sangat dangkal (<5 meter)

Metode Pemadatan Tanah (Soil Densification) dan Rekayasa Pondasi

1. Pemetaan Kawasan Rawan Bencana (KRB): Tahap awal identifikasi kerentanan tanah.

Pemerintah dan tim mahir pengetahuan bumi menyusun peta mikrozonasi ancaman likuifaksi berasas info bore-hole dan parameter gempa historis.

2. Perbaikan Drainase & Muka Air Tanah: Memadamkan kondisi jenuh air dalam tanah.

Membuat saluran penurun muka air tanah (dewatering system) agar lapisan tanah pasir tidak selalu dalam kondisi jenuh air penuh.

3. Pemadatan Tanah (Soil Densification): Meningkatkan kerapatan butiran tanah.

Melakukan proses Vibro-replacement, Dynamic Compaction, alias Grouting (penyuntikan semen) untuk merapatkan susunan butiran pasir gembur menjadi sangat padat.

4. Pondasi Dalam (Pondasi Tiang Pancang):Rekayasa pondasi tahan likuifaksi.

Memastikan struktur gedung bertumpu pada lapisan batuan keras (bedrock) di bawah kedalaman area cair, bukan sekadar bertumpu pada tanah dangkal.

Dampak Ekologis Pasca Likuifaksi

Likuifaksi tidak hanya merusak struktur gedung dan prasarana di permukaan, tetapi juga membawa akibat ekologis jangka panjang nan merubah kegunaan serta ekosistem lingkungan secara permanen.

Ketika pencairan tanah (soil liquefaction) terjadi, massa tanah mengalami deformasi hebat, teraduk, dan mengalir (flow liquefaction). Berikut adalah penjelasan perincian mengenai akibat ekologis pasca-likuifaksi:

Kerusakan Struktur dan Kesuburan Profil Tanah

• Kerusakan Lapisan Topsoil

Lapisan tanah atas (topsoil) nan kaya bakal bahan organik, humus, dan mikroorganisme teraduk alias tertimbun oleh endapan pasir, lanau, dan lumpur anorganik dari lapisan tanah dalam.

• Penurunan Kualitas Unsur Hara

Campuran material pasir-lanau mentah dari bawah tanah mengurangi tekstur gembur dan kapabilitas ikat air tanah. Akibatnya, lahan jejak likuifaksi mengalami penurunan kesuburan nan signifikan, membikin tanaman susah tumbuh secara alami tanpa reklamasi tanah nan intensif.

Gangguan Sistem Hidrologi & Akuifer Air Tanah

• Merusak Saluran Akuifer Alami

Pergeseran massa tanah secara lateral (lateral spreading) dan keruntuhan area pemicu mencincang dan menutup rongga-rongga akuifer dangkal.

• Pencemaran Air Tanah

Sumur penduduk dan sumber air bersih terkontaminasi oleh endapan lumpur pekat, material lumpur jenuh, hingga potensi polutan sekunder dari prasarana pemukiman nan tertimbun (seperti saluran septic tank alias bahan kimia rumah tangga).

• Perubahan Arah Aliran Air Tanah

Terbentuknya retakan dan pemadatan tanah di area baru mengubah rute resapan air (recharge area) dan aliran air tanah dangkal di wilayah sekitar.

Pembentukan Bentang Alam Baru (Topografi & Lahan Basah)

• Penurunan Permukaan Tanah (Subsidence)

Hilangnya volume material bawah tanah menyebabkan amblesan tanah di beberapa titik hingga membentuk cekungan-cekungan besar.

• Munculnya Danau/Lahan Basah Baru (Topogenic Wetland)

Cekungan amblesan nan berada di bawah tingkat muka air tanah bakal terisi air secara konstan, menciptakan danau-danau baru alias rawa-rawa buatan nan mengubah ekosistem daratan menjadi ekosistem perairan/lahan basah.

Disrupsi Vegetasi dan Keragaman Hayati Lokal

• Kematian Masif Vegetasi

Pergerakan tanah nan deras merusak perakaran pohon dan vegetasi lokal, mencabut alias menimbun tanaman di atasnya.

• Kehilangan Habitat Alami

Satwa lokal dan organisme tanah (seperti cacing tanah, kuman pengikat nitrogen, dan fungi mikoriza) kehilangan kediaman utamanya akibat perubahan sifat bentuk dan kimia tanah secara drastis.

Ancaman Erosi Sekunder dan Bahaya Debu Pasir

• Rentan Erosi Air dan Angin

Tanah jejak likuifaksi nan mengering condong menjadi sangat gembur, mudah lepas, dan kehilangan pengikat alami. Saat musim hujan, area ini rentan mengalami erosi air dan tanah longsor susulan.

• Polusi Udara (Debu Pasir)

Di musim kemarau, material lembut pasir dan lanau nan mengering di permukaan mudah diterbangkan angin, menyebabkan polusi debu nan mengganggu kesehatan pernapasan makhluk hidup di sekitarnya.

Mitigasi & Tata Ruang Pemukiman Rawan Likuifaksi

Tragedi kejadian likuifaksi terparah di bumi memberikan pelajaran berbobot bahwa pembangunan pemukiman tidak boleh lagi mengabaikan aspek geoteknik dan hidrologi. 

Mitigasi musibah berbasis penataan ruang (spatial planning mitigation) adalah tembok pertahanan utama untuk mencegah jatuhnya korban jiwa serta kerugian prasarana nan masif di area rawan bencana.

Identifikasi & Indikator Fisik Tanah Pemukiman Rawan Likuifaksi

Sebelum membangun area perumahan, masyarakat maupun developer (developer) perlu mengenali karakter lingkungan nan berpotensi mengalami likuifaksi:

• Morfologi Lahan

Terletak di wilayah dataran aluvial (endapan sungai), jejak rawa-rawa, area delta, alias lahan reklamasi pesisir pantai.

• Muka Air Tanah Dangkal

Air tanah dapat ditemukan dengan mudah pada kedalaman kurang dari 3-5 meter di bawah permukaan tanah.

• Karakteristik Tanah Gembur

Didominasi oleh pasir halus, pasir lanauan, alias lanau tanpa perekat (non-cohesive loose soil) nan belum terkompaksi secara alami.

• Kemunculan Sand Boils

Sering muncul semburan air bercampur pasir lembut dari celah tanah saat terjadi guncangan mini alias musim hujan ekstrem.

Penerapan Tata Ruang Berbasis Mikrozonasi (Spatial Planning)

Penataan ruang nan kondusif kudu merujuk pada pemetaan mikrozonasi musibah pengetahuan bumi (seismic hazard microzonation) untuk membagi area pemukiman menjadi beberapa area peruntukan:

Strategi Rekayasa Geoteknik untuk Pemukiman

Pada area bersyarat, beberapa teknologi mitigasi struktur dapat diterapkan untuk mengamankan lahan pemukiman dari ancaman pencairan tanah:

• Pengujian Geoteknik Lapangan (SPT/CPT):Uji ketahanan dan kebalan lapisan tanah dasar.

Melakukan pengetesan Standard Penetration Test (SPT) alias Cone Penetration Test (CPT/Sondir) untuk mengetahui nilai perlawanan penetrasi dan kedalaman lapisan keras (bedrock).

• Pemasangan Drainase Bawah Tanah (Subsurface Drainage):Menghilangkan aspek jenuh air pada pori tanah.

Membangun sistem sumur resapan, sumur dalam (dewatering well), dan saluran drainase terintegrasi untuk menjaga tinggi muka air tanah berada di kedalaman kondusif >8 meter

• Stabilisasi dan Pemadatan Tanah (Soil Densification):Meningkatkan kerapatan butiran pasir gembur.

Menggunakan teknologi stone column (tiang batu), vibro-flotation, alias penyuntikan semen (grouting) agar kepadatan tanah meningkat sehingga tekanan air pori tidak melonjak saat gempa.

• Penerapan Pondasi Dalam (Deep Foundations):Menyalurkan beban ke lapisan batuan keras.

Menggunakan pondasi tiang pancang (pile foundation) alias bored pile nan menembus lapisan tanah lunak hingga menancap kokoh pada batuan keras di bawahnya.

Edukasi Masyarakat & Kesiapsiagaan Jalur Evakuasi

Mitigasi bentuk kudu didukung oleh kesiapan komunal masyarakat lokal:

• Sistem Peringatan Dini Berbasis Komunitas

Melatih penduduk mengenali bunyi gemuruh alias retakan tanah saat gempa bumi melanda.

• Peta Rute Evakuasi Mandiri

Menentukan titik kumpul kondusif (assembly point) nan berada di luar area merah alias di atas bukit/batuan keras (bedrock) terdekat.

• Pengawasan Izin Mendirikan Bangunan (IMB/PBG)

Pemerintah wilayah wajib memperketat proses audit geoteknik sebelum menerbitkan izin pembangunan pemukiman baru.

Memahami pentingnya tata ruang dan mitigasi pengetahuan bumi adalah langkah awal untuk mewujudkan pemukiman nan kondusif dan ramah bencana.

Kesimpulan

Belajar dari rentetan peristiwa bencana, khususnya kejadian likuifaksi terparah di bumi seperti nan terjadi di Palu, membuka mata kita bahwa pemahaman pengetahuan bumi bukan sekadar teori akademis di atas kertas. 

Pemahaman mengenai mekanika tanah, kondisi hidrologi, dan karakter Sesar aktif adalah kunci utama dalam membangun peradaban nan handal musibah (disaster resilient society).

Mitigasi berbasis sains dimulai dari tata ruang nan berbasis mikrozonasi hingga rekayasa geoteknik nan memadai. 

Hal ini kudu menjadi prioritas utama sebelum membangun prasarana di negara nan berada di jalur Ring of Fire seperti Indonesia.

Gimana Grameds? Makin penasaran mau mendalami rahasia kebumian, sains geofisika, geoteknik, hingga pengetahuan mitigasi musibah alam lainnya? 

Yuk, perluas wawasan dan literasi sainsmu dengan membaca beragam koleksi kitab pengetahuan kebumian, sains populer, dan kebencanaan terlengkap hanya di Gramedia.com. Mari terus belajar dan mengenal bumi tempat kita tinggal berbareng Gramedia!

• 7 Fungsi Kawah Gunung Berapi
• Bikin Takjub Inilah Kawah Gunung Terbesar di Indonesia
• Fakta Aliran Lahar Gunung Berapi
• Fakta Awan Panas Gunung Berapi
• Fakta Tentang Magma
• Kawah Gunung Terbesar di Dunia
• Kaldera Terbesar di Dunia
• Likuifaksi Terparah di Dunia
• Pengertian Kaldera
• Perbedaan Kawah dan Kaldera
• Proses Terbentuknya Kawah
• Proses Terbentuknya Kaldera
• Wajib Punya Tas Siaga Bencana Gunung Meletus