Tsunami

Tsunami (津波, "ombak besar di pelabuhan") adalah gelombang air besar yang diakibatkan oleh gangguan di dasar laut, seperti gempa bumi. Gangguan ini membentuk gelombang yang menyebar ke segala arah dengan kecepatan gelombang mencapai 600–900 km/jam. Awalnya gelombang tersebut memiliki amplitudo kecil (umumnya 30–60 cm) sehingga tidak terasa di laut lepas, tetapi amplitudonya membesar saat mendekati pantai. Saat mencapai pantai, tsunami kadang menghantam daratan berupa dinding air raksasa (terutama pada tsunami-tsunami besar), tetapi bentuk yang lebih umum adalah naiknya permukaan air secara tiba-tiba. Kenaikan permukaan air dapat mencapai 15–30 meter, menyebabkan banjir dengan kecepatan arus hingga 90 km/jam, menjangkau beberapa kilometer dari pantai, dan menyebabkan kerusakan dan korban jiwa yang besar.
Sebab tsunami yang paling umum adalah gempa bumi bawah laut, terutama yang terjadi di zona penunjaman dengan kekuatan 7,0 skala magnitudo momen atau lebih. Penyebab lainnya adalah longsor, letusan gunung, dan jatuhnya benda besar seperti meteor ke dalam air. Secara geografis, hampir seluruh tsunami terjadi di kawasan Lingkaran Api Pasifik dan kawasan Palung Sumatra di Samudra Hindia. Risiko tsunami dapat dideteksi dengan sistem peringatan dini tsunami yang mengamati gempa-gempa berkekuatan besar dan melakukan analisis data perubahan air laut yang terjadi setelahnya. Jika dianggap ada risiko tsunami, pihak berwenang dapat memberi peringatan atau mengambil tindakan seperti evakuasi. Risiko kerusakan juga dapat dikurangi dengan rancangan tahan tsunami, seperti membuat bangunan dengan ruang luas, serta penggunaan bahan beton bertulang, maupun dengan penyuluhan kepada masyarakat tentang cara menyelamatkan diri dari tsunami, seperti pentingnya mengungsi dan menyiapkan rencana darurat dari jauh-jauh hari.

Pemicu

Tsunami dapat dipicu oleh gangguan pada dasar laut yang menyebabkan perpindahan sejumlah besar air. Dalam proses kembalinya air yang terganggu ini menuju ekuilibrium atau keadaan tenang, suatu gelombang dapat terbentuk dan menyebar meninggalkan pusat gangguan, sehingga menyebabkan tsunami. Peristiwa-peristiwa yang dapat menyebabkan perpindahan air seperti ini meliputi gempa bumi bawah laut, longsor yang terjadi di dasar laut, jatuhnya benda ke dalam air seperti letusan gunung, meteor, atau ledakan senjata.
Pemicu paling umum adalah gempa bumi yang mengakibatkan sekitar 80%–90% dari seluruh tsunami. Gempa yang paling berpotensi menimbulkan tsunami adalah gempa yang terjadi pada zona penunjaman (daerah pertemuan dua lempeng yang membenamkan salah satu lempeng tersebut) yang dangkal. Namun, tidak semua gempa seperti ini menyebabkan tsunami. Biasanya, hanya gempa berkekuatan di atas 7,0 skala magnitudo momen yang memiliki potensi ini. Semakin kuat suatu gempa, semakin besar pula peluang tsunami yang disebabkan oleh gempa tersebut. Selain paling umum, tsunami seperti ini adalah satu-satunya yang dapat bertahan jauh (termasuk menyeberangi samudra) sehingga membahayakan daerah yang lebih luas. Tsunami Samudra Hindia 2004 merupakan contoh tsunami seperti ini, dipicu oleh gempa bermagnitudo 9,1 dan merupakan tsunami paling mematikan dalam sejarah.
Penyebab umum lainnya adalah tanah longsor, baik yang terjadi di bawah laut maupun yang terjadi di daratan tetapi memindahkan material seperti bebatuan ke laut. Karena longsor bawah laut sering terjadi akibat gempa, longsor dapat memperparah gangguan pada air setelah gempa. Fenomena ini dapat menyebabkan tsunami bahkan pada gempa dengan kekuatan yang biasanya tidak menyebabkan tsunami (seperti gempa yang bermagnitudo sedikit di bawah 7,0), atau menyebabkan tsunami yang lebih besar dari perkiraan berdasarkan kekuatan gempa. Contohnya, gempa bumi Papua Nugini 1998 hanya bermagnitudo sedikit di atas 7,0, tetapi menghasilkan tsunami besar dengan tinggi maksimum 15 meter. Contoh longsor daratan yang menyebabkan tsunami adalah tsunami Alaska 1958.
Penyebab tsunami lainnya adalah aktivitas vulkanik, terutama dari gunung berapi yang berada di dekat atau di bawah laut. Umumnya, aktivitas vulkanik menyebabkan naik atau turunnya bibir gunung berapi, memicu tsunami yang mirip dengan tsunami gempa bumi bawah laut. Namun, dapat juga terjadi letusan besar yang menghancurkan pulau gunung berapi di tengah laut, menyebabkan air bergerak mengisi wilayah pulau tersebut dan memulai gelombang besar. Contoh tsunami akibat letusan besar seperti ini adalah tsunami letusan Krakatau 1883, yang mengakibatkan tsunami setinggi lebih dari 40 m.
Selain penyebab-penyebab di atas, ada penyebab tsunami yang lebih langka, di antaranya benturan benda besar ke dalam air akibat ledakan senjata atau kejatuhan meteor. Benturan ini memicu gelombang air, dan tsunami yang dihasilkannya memiliki karakteristik fisika yang mirip dengan tsunami letusan gunung berapi.

Kawasan rentan tsunami

Rawan tidaknya suatu daerah terhadap tsunami ditentukan oleh ada tidaknya pemicu-pemicu di atas, terutama gempa bumi berkekuatan besar di lautan, yang merupakan penyebab tsunami paling umum. Hampir 80% dari tsunami di bumi terjadi di kawasan yang disebut Lingkaran Api Pasifik, zona penunjaman di sekitar Samudra Pasifik yang mengalami banyak gempa bumi besar. Lingkaran api (Inggris: ring of fire) ini mencakup (searah jarum jam) Selandia Baru, Papua Nugini, Indonesia, pantai timur Asia (terutama Filipina dan Jepang) sampai ke utara, lalu pantai barat Amerika Utara dan Selatan. Selain itu, kawasan Palung Sumatra yang berada di Samudra Hindia lepas pantai barat dan selatan pulau Sumatra dan Jawa, Indonesia, juga merupakan zona penunjaman yang rentan tsunami. Di luar dua kawasan ini, tsunami cukup jarang terjadi. Tercatat tsunami pernah terjadi di Pantai Makran (selatan Iran dan Pakistan), Laut Tengah, serta pantai barat Portugal.

Dari pusat tsunami hingga ke pantai

Gangguan yang terjadi di tengah laut menyebar sebagai gelombang. Seperti gelombang pada umunya (termasuk gelombang air di kolam atau ombak di pantai), gelombang tsunami memiliki fase "bukit" dan "lembah", panjang gelombang, periode, dan kecepatan. Namun gelombang tsunami memiliki perbedaan besar daripada gelombang ombak biasa. Tak seperti ombak biasa yang energinya berasal dari angin, gelombang tsunami bisa terus bertahan karena gaya gravitasi bumi yang menarik air untuk kembali ke kesetimbangannya. Perbedaan-perbedaan lain adalah dari sifatnya secara matematis. Panjang gelombangnya (jarak antara satu bukit ke bukit berikutnya) berkisar antara beberapa kilometer hingga ratusan kilometer. Ini jauh lebih besar dibandingkan ombak yang panjang gelombangnya sekitar 100 meter. Karena panjang gelombangnya ini, serta kecilnya amplitudo atau tinggi gelombang (umumnya 30–60 cm), gradien atau kemiringan air yang terbentuk sangatlah kecil, sehingga tidak terasa oleh kapal-kapal di laut lepas. Gelombang tsunami juga memiliki perioda yang jauh lebih besar (dapat mencapai 70–2.000 detik) dibandingan ombak biasa (sekitar 10 detik). Hal ini berarti arus yang ditimbulkan tsunami bertahan jauh lebih lama.
Kecepatan gelombang tsunami (dapat mencapai 600–900 km/jam) juga amat besar dibandingkan ombak biasa (sekitar 50 km/jam). Namun ini hanyalah kecepatan rambatan gelombang, dan bukan kecepatan partikel air. Kecepatan partikel air jauh lebih rendah, umumnya di bawah 1 m/s (3,6 km/jam). Kecepatan ini kira-kira berbanding lurus dengan akar kuadrat dari kedalaman laut, sehingga tsunami bergerak lebih cepat di tengah samudra dibanding dekat pantai dangkal. Karena itu, waktu tempuh sebelum tsunami mencapai suatu titik tergantung pada karakteristik dasar laut maupun jarak dari pusat tsunami. Contohnya, Tsunami Samudra Hindia 2004 mulai menghantam Indonesia setelah 15 menit, Sri Lanka setelah 2 jam, dan Kenya (di sisi lain Samudra Hindia) setelah 9 jam.
Perbedaan lainnya antara tsunami dan ombak biasa adalah gelombang tsunami melibatkan air di seluruh area vertikal, baik bagian dalam dan dangkal. Tak seperti ombak biasa yang dalamnya jarang melebihi 20 m, gelombang tsunami mencapai dasar laut sehingga memiliki total energi yang jauh lebih besar. Saat merambat di laut dalam, gangguan yang terjadi di permukaan hanyalah sebagian kecil dari total energi yang dimiliki oleh tsunami tersebut.

Saat mendekati pantai

Saat gelombang tsunami mendekati pantai, kecepatan gelombang menurun akibat gesekan dengan dasar laut. Pada frekuensi tetap, panjang gelombang berbanding lurus dengan kecepatan sehingga gelombang tsunami memendek. Selain itu, karena tsunami menjangkau hingga dasar laut, saat laut menjadi dangkal, energi yang sebelumnya tersebar jauh hingga ke bawah mulai berpindah ke atas. Berpindahnya energi ini meningkatkan amplitudo atau tinggi gelombang. Alhasil, saat mendekati pantai, energi tsunami menjadi jauh lebih padat baik secara horizontal (akibat berkurangnya panjang gelombang) dan secara vertikal (akibat berkurangnya kedalaman air dan meningkatnya amplitudo). Akibat yang lain adalah gradien atau kemiringan air menjadi jauh lebih curam.
Surutnya air laut sering dilaporkan terjadi sebelum datangnya tsunami, dalam kasus tertentu air laut dapat bergerak hingga ratusan meter menjauhi daratan. Hal ini sering memancing datangnya penduduk yang tidak tahu bahwa tsunami akan terjadi, karena dalam keadaan ini ikan mudah ditangkap dan sering terlihat karang atau makhluk laut lainnya yang biasanya tidak terlihat. Tidak semua tsunami didahului oleh surutnya air, tsunami juga dapat langsung dimulai dengan naiknya permukaan air. Hal ini karena tsunami berbentuk gelombang, dengan puncak dan lembah. Jika lembah gelombang yang sampai lebih dahulu, permukaan air laut akan turun. Sebaliknya, puncak gelombang menghasilkan naiknya air laut. Kedua hal ini dapat terjadi dengan peluang yang sama.

Mencapai daratan

Tsunami sering digambarkan secara ikonik sebagai dinding air raksasa yang bergerak menghantam daratan, seperti ombak yang ditunggangi peselancar. Fenomena ini memang terjadi, tetapi hanya pada tsunami-tsunami yang sangat besar, seperti pada Tsunami Samudra Hindia 2004. Pada sebagian besar kasus, tsunami tidak menyebabkan dinding air raksasa, tetapi terjadi dengan naiknya permukaan laut secara tiba-tiba (terkadang didahului surut). Air dapat naik dan surut selama berjam-jam, sesuai bukit dan lembah gelombang. Tsunami yang mencapai daratan bukan hanya sebuah gelombang tetapi terdiri dari rangkaian gelombang yang memiliki amplitudo dan frekuensi berbeda dan dapat saling memperkuat. Saat ini, tidak mungkin memperkirakan jumlah puncak besar yang ada dalam suatu tsunami, atau puncak mana yang paling berbahaya. Karena itu, daerah pantai masih dianggap berbahaya walaupun beberapa gelombang besar telah lewat.
Tsunami yang mencapai daratan dapat menyebabkan kenaikan permukaan air hingga 15–30 meter. Banjir yang dihasilkan dapat bergerak cepat hingga 90 km/jam, dan menjangkau hingga beberapa kilometer dari pantai. Aliran air ini mampu menghancurkan bangunan dan tanaman, menghanyutkan kendaraan atau benda-benda bergerak lainnya. Kerusakan akibat arus yang berkecepatan tinggi dan dipenuhi puing serta benda hanyut ini seringkali lebih besar daripada kerusakan akibat hantaman awal tsunami. Banjir yang diakibatkan tsunami ini sering diukur dengan dua besaran: inundasi atau penggenangan (inundation) dan kenaikan (run-up). Inundasi adalah jarak maksimal yang ditempuh tsunami secara horizontal ke dalam daratan. Kenaikan adalah ketinggian maksimum yang digenangi banjir dibandingkan dengan ketinggian normal air laut.
Saat banjir tsunami mulai surut, arus balik air ke laut juga dapat menimbukan kerusakan besar. Air dapat mengalir dengan cepat dan bergejolak, menyebabkan erosi dan merusak fondasi bangunan. Air dapat bergerak bolak balik hingga beberapa hari.

Sistem peringatan dini

Sistem peringatan dini tsunami berfungsi untuk mendeteksi risiko tsunami, memperkirakan daerah-daerah yang akan terkena, dan mengeluarkan pengumuman agar publik dapat mengambil tindakan untuk mengurangi korban jiwa dan kerusakan. Peringatan dini tsunami biasanya berawal dari terjadinya gempa berkekuatan besar (magnitudo 7,0 atau lebih). Saat gempa seperti ini terjadi, penduduk daerah terdekat dapat langsung diberi peringatan dini disertai perkiraan kasar ukuran atau waktu kedatangan tsunami. Sementara itu, pusat sistem peringatan dini mengumpulkan data-data lain, seperti perubahan pada permukaan laut, serta kedalaman dan karakteristik dasar laut setempat. Perubahan ketinggian air laut dapat diukur dengan alat seperti alat pengukur pasang surut yang sebelumnya telah ditempatkan di berbagai lokasi. Data-data ini kemudian diolah untuk mengeluarkan perkiraan yang lebih rinci. Dengan data yang cukup, dapat dideteksi apakah ada tsunami, dan jika ada, perkiraan juga dapat meliputi peta pergerakan, daerah yang mungkin terkena, waktu kedatangan, maupun ukuran tsunami. Jika dideteksi tidak ada tsunami, peringatan dini dapat dibatalkan. Jika tsunami terdeteksi, pihak berwenang di daerah yang dianggap berisiko dapat mengambil tindakan penanggulangan, termasuk memerintahkan evakuasi daerah pesisir. Waktu respons yang dimiliki tiap lokasi berbeda-beda tergantung jaraknya dari pusat tsunami. Daerah yang cukup jauh bisa jadi memiliki waktu berjam-jam untuk bersiap dan melakukan evakuasi.
Selain deteksi dan perkiraan bahaya tsunami, efektivitas sistem peringatan dini juga tergantung kepada adanya rencana tindakan yang matang. Dalam rencana seperti ini, lembaga pemerintah terkait harus sudah mengenal dan terlatih dalam tindakan-tindakan yang perlu dilakukan, di antaranya menafsirkan sumber-sumber ilmiah maupun menyebarkan informasi dan instruksi kepada masyarakat melalui jalur komunikasi yang efektif. Karena rentang waktu sebelum datangnya tsunami bisa jadi sangat singkat, faktor kecepatan amat penting. Dengan adanya persiapan dan rencana yang matang, keputusan dan tindakan dapat diambil dengan lebih cepat.
Upaya deteksi tsunami melalui pemantauan gempa bumi bermagnitudo besar telah dilakukan sekurangnya sejak awal 1900-an oleh vulkanolog Amerika Serikat Thomas A. Jaggar di Hawaii. Namun, metode peringatan pada awal abad ke-20 masih belum formal dan kurang efektif karena tidak akurat (sering mengeluarkan peringatan ketika sebenarnya tidak ada tsunami), dan tidak adanya jalur komunikasi resmi. Pusat peringatan dini formal pertama adalah Pacific Tsunami Warning Center (PTWC), yang didirikan di Hawaii pada 1949, sebagai tanggapan atas tsunami yang diakibatkan oleh Gempa bumi Kepulauan Aleut 1946. Sejak 1965, negara-negara Samudra Pasifik lainnya ikut berpartisipasi dalam sistem ini, dan kini telah beranggotakan 46 negara. Selain PTWC, Amerika Serikat juga memiliki satu sistem lain yang disebut West Coast and Alaska Tsunami Warning Center. Setelah tsunami Samudra Hindia 2004, negara-negara Samudra Hindia membentuk Indian Ocean Tsunami Warning and Mitigation System, lembaga kerja sama pemantauan dan penyebaran informasi risiko tsunami. Banyak negara di kawasan rentan tsunami memiliki lembaga yang bertugas mengatur sistem peringatan dini nasional, seperti Badan Meteorologi Jepang di Jepang, dan Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) di Indonesia.

Rancangan tahan tsunami

Dengan kecepatan tinggi dan hanyutnya benda-benda yang berat, arus tsunami memiliki energi tinggi yang dapat menghancurkan atau merusak bangunan-bangunan di daerah pesisir. Namun, berdasarkan pengamatan, bangunan-bangunan dengan rancangan tertentu memiliki peluang lebih besar untuk bertahan. Bangunan dengan ruangan terbuka yang luas, yang bisa dilewati oleh air tanpa banyak benturan sering mampu bertahan saat diterjang tsunami. Contohnya adalah rumah-rumah panggung di Hawaii (air bisa mengalir antara lantai dan tanah), dan masjid-masjid besar di Aceh (yang umum memiliki ruangan luas terbuka). Struktur beton bertulang juga sering tidak hancur dalam tsunami, walaupun tembok-tembok bangunannya dapat hancur. Jika bangunan berkerangka seperti ini cukup tinggi, lantai atasnya dapat dirancang sebagai zona evakuasi darurat untuk penduduk yang tidak sempat mengungsi ke tanah yang tinggi.
Struktur khusus yang dibangun di tepi pantai, seperti pemecah gelombang, tembok pantai dibangun di beberapa tempat yang rawan tsunami, seperti Jepang dan Hawaii. Struktur-struktur seperti ini tidak berkekuatan atau berketinggian yang cukup untuk sepenuhnya menghentikan tsunami, namun dapat mengurangi kekuatan arusnya.

Perilaku individu

Beberapa lembaga nasional maupun internasional menyarankan beberapa hal yang dapat dilakukan untuk menyelamatkan diri dari tsunami. Komisi Oseanografi Antarpemerintah menyarankan penduduk di daerah rawan tsunami untuk menyiapkan rencana darurat jauh-jauh hari (jika perlu melibatkan keluarga untuk memudahkan koordinasi) dan mengikuti instruksi pihak berwenang setempat. Lembaga ini juga menyarankan cepat mengungsi ke daerah yang lebih tinggi jika merasakan gempa yang kuat di daerah pantai, bahkan sebelum adanya peringatan resmi, karena tsunami dapat terjadi dengan cepat di daerah yang dekat dengan pusat gempa. Gejala alam yang dapat menandakan datangnya tsunami adalah naik atau surutnya permukaan air laut secara tiba-tiba, ataupun bunyi deruan keras berasal dari arah laut.