Penemuan yang Mengubah Dunia: Seismograf Digunakan di Bumi hingga Mars

KOMPAS.com - Seismograf adalah alat deteksi gempa bumi yang sangat penting bagi dunia. Tidak hanya di Bumi, alat ini juga diterbangkan ke Mars dan Bulan.

Indonesia adalah satu dari sekian negara yang memiliki potensi gempa bumi yang cukup tinggi dan seismograf menjadi alat yang diandalkan untuk mendeteksi bencana alam ini.

Namun, tahukah Anda kapan dan di mana alat ini pertama kali ditemukan?

Seismograf adalah instrumen yang merekam gelombang seismik yang disebabkan oleh gempa bumi, ledakan atau fenomena yang mengguncang Bumi.

Alat ini dilengkapi dengan sensor elektromagnet yang menerjemahkan gerakan tanah menjadi perubahan listrik, yang direkam oleh sirkuit analog atau digital instrumen.

Melansir Encyclopaedia Britannica, Kamis (13/2/2020), instrumen seismik yang awalnya disebut seismoscope ini tidak mencatat waktu osilasi (getaran bolak-balik) tanah, tetapi lebih menunjukkan terjadinya goncangan.

Seorang sarjana China, Zhang Heng menciptakan instrumen semamcam ini pada tahun 132 masehi. Alat itu berbentuk silindris dengan delapan kepala naga tersusun melingkar di atasnya dan masing-masing naga diletakkan bola pada mulutnya.

Ketika gempa bumi terjadi, bola terlepas dari mulut naga, kemungkinkan oleh semacam bandul internal yang bergerak bolak-balik sesuai arah getaran. Kemudian ditangkap oleh mulut katak yang ada di bawahnya, yang menghasilkan suara.

Pada tahun 1855, ilmuwan Italia, Luigi Palmieri merancang seismograf yang terdiri dari beberapa tabung berbentuk U. Tabung ini diisi dengan cairan merkuri dan berorientasi ke berbagai titik kompas.

Ketika tanah berguncang, gerakan merkuri membuat kontak listrik yang menghentikan jam dan secara bersamaan mulai merekam genderang, di mana gerakan terapung di permukaan merkuri akan tercatat.

Masalah dasar dalam mengukur gerakan tanah adalah untuk mencapai titik mantap yang tetap pada saat gerakan tanah. Berbagai jenis pendulum atau bandul telah digunakan untuk tujuan itu.

Jenis paling sederhana adalah pendulum umum di mana massa yang berat ditangguhkan oleh kawat atau batang dari titik tetap (seperti dalam jam).

Setelah serangkaian gempa bumi melanda dekat Perthshire, Skotlandia, pada tahun 1839, seismometer dengan pendulum terbalik, dipasang di dekat Comrie pada tahun 1840.

Sementara seismograf pertama, menurut seismolog Italia, diciptakan oleh fisikawan Italia, Filippo Cecchi. Seismograf Cecchi juga menggunakan pendulum, tetapi itu adalah alat pertama yang dapat merekam gerakan terkait gerakan tanah Bumi sebagai fungsi waktu.

Gerakan yang dihasilkan oleh gelombang seismik akan mengaktifkan jam dan merekam permukaan yang mendeteksi gerakan tanah setiap 1 sentimeter per detik. Selanjutnya, memungkinkan pembaca untuk menentukan waktu terjadinya gempa bumi, serta durasinya.

Perkembangan alat seismograf terjadi dengan cepat pada tahun 1880. Ketika fisikawan Skotlandia Sir James Alfred Ewing, insinyur Skotlandia Thomas Gray dan ahli geologi Inggris John Milne, bekerja di Jepang untuk mempelajari gempa bumi.

Menyusul gempa bumi dahsyat yang terjadi di Yokohama dekat Tokyo. Pada saat itu, para ahli ini mendirikan Seismological Society of Japan.

Organisasi ini kemudian mengembangkan berbagai perangkat deteksi gempa, yang kemudian menjadi cikal bakal lahirnya seismograf yang digunakan saat ini.

Di antara instrumen deteksi gempa yang pernah dibuat pada periode itu, seismograf pendulum horizontal Milne yang paling dikenal.

Sebab, seismograf Milne itu berhasil merekam beberapa gempa bumi di Jepang. Setelah kembali ke Inggris, dia membangun jaringan seismograf di seluruh dunia menggunakan instrumen tersebut.

Seismograf tidak hanya untuk deteksi gempa bumi

Seismograf telah menjadi penemuan yang sangat penting di dunia. Bahkan, tidak hanya mendeteksi potensi gempa bumi besar, tetapi juga kecil.

Meski awalnya dirancang untuk menemukan gempa bumi alami, seismograf memiliki banyak kegunaan lain.

Di antaranya eksplorasi minyak bumi, penyelidikan kerak bumi dan lapisan bawah.

Bahkan, saat letusan gunung berapi selalu disertai gempa-gempa kecil. Di sini, seismograf memegang peranan pentinting dalam memprediksi aktivitas vulkanik.

Seismograf juga dapat mendeteksi osilasi tanah yang kecil dan berlangsung lama, yang disebut mikroseisme yang tidak berasal dari gempa bumi.

Dalam pengujian senjata nuklir jarak jauh di bawah tanah, seismograf juga turut ambil peran.

Alat ini akan mencatat gelombang seismik yang relatif lemah yang dihasilkan oleh ledakan bawah tanah dan membedakannya dengan getaran alami.

Survei seismik juga dilakukan dengan seismograf saat ladang minyak bumi besar ditemukan di Texas pada tahun 1923. Alat ini kemudian dimanfaatkan untuk eksplorasi minyak dan gas bumi.

Tak hanya di Bumi, seismograf juga menjadi alat penting bagi para penjelajah luar angkasa. Untuk mendeteksi getaran pada permukaan bulan, astronom akan menggunakan alat ini.

Seismograf bulan pernah dipasang selama misi Apollo yang dimulai pada tahun 1969.

Instrumen serupa pertama kali ditempatkan di Mars oleh pesawat luar angkasa Viking 2. Seismograf ini digunakan untuk mendeteksi aktivitas seismik di planet merah ini.