Snow Avalanche bencana yang terjadi karena sebutir salju

9

http://nsidc.org/snow/gallery/avalanche.htmlKetika tebing sangat labil
Self Organized Criticality – SOC

Beberapa hari lalu kita mendengar runtuhnya dinding di Ngarai Sianokย  longsor dan mengubur siapa saja yang berada dibawahnya. Bagaimana dinding yang keras ini bisa runtuh ?. Di belahan bumi yang lain kita mendengar adanya snow avalanche atau runtuhnya gunung salju yang sangat membahayakan di daerah beriklim dingin.

Apa saja didalam teori fisika SOC ini ? Mengapa tebing kuat ini ternyata sangat rapuh ? Dan bagaimana tumpukan salju yang putih sayup indah ini bisa mengumpulkan tenaga longsor luar biasa ? Tahukah anda ada teori bagaimana menumpuk karton/kardus kemasan ?

Kali ini crita dulu soal mengapa avalance bisa disebabkan oleh jatuhan sebutir salju … ya sebutir saja !

soc-0.pngsoc.gifPada musim dingin salju akan menumpuk sangat perlan-lahan hingga mencapai sudut kritis dan salju akan terjadi gelinciran kecil kecil sehingga sudut yang terbentuk menjadi sangat labil.

Pingin main-main dengan memodelkan longsoran kecil ? Coba saja di rumah menggunakan butir-butir beras yang ditaburkan pelan-pelan ke atas sebuah papan datar. Akan kita peroleh sebuah bukit kecil yang memiliki sudut sama sisi berupa kerucut. Taburkan pelan-pelan saja sampai mendapatkan sudut yang paling curam.

Atau kalau menginginkan pengukuran sudut yang dibentuknya, cara lain dapat juga digunakan. Yaitu menggunakan dinding berbentuk siku-siku seperti gambar dikanan atas ini. Maka akan kita mengetahui besarnya sudut kritis untuk beberapa jenis material. Misal beras dicampur krikil atau beras dilapis pasir dst. Dapat juga kalau mau encoba besar dibawah air dan pasir yang dibasahi dibandingkan dengan pasir kering. Masing-masing tentunya akan memilki dusut yang berbeda.beda. Ini menunjukkan kekritisan masing-masing material akan berbeda.

– ๐Ÿ™ “Pakdhe ini teori apa to namanya, teori beras tumpah apa gimana ?”
+ ๐Ÿ˜€ “Le, nek jarenya anak sekolahan ini disebut Self Organized Criticality
– ๐Ÿ™ “Apa namanya Dhe ? … kok dikritik-kritik apa di kilik-kilik”

SOC – Self Organized Criticality

Salah satu cara yang mudah untuk mengerti teori SOC adalah dengan sandpile atau tumpukan pasir. Yaitu melihat realitasnya dengan tumpukan pasir atau boleh juga tumpukan beras seperti diatas itu. Nah yang dibawah ini adalah caranya untuk melihat dengan sebuah model.

soc1.pngModel 1

Model disebelah ini menggambarkan bagaimana sebuah tumpukan kotak biru (anggap saja satu butir pasir) yang akan stabilapabila sudut kelerengannya atau gradiennya 2 atau 60 derajat. Sudut ini akan menjadi sudut kritisnya. Ketika ditambah satu tumpukan diatasnya, maka tumpukan itu akan jatuh kebawahnya, dan yang dibawah akan jatuh ke bawahnya lagi, dan seterusnya. Sampai maksimum hanya dua tumpukan disebalah ruang kosong.

soc3.png

Model 2

ketika ada material lain disebelahnya, maka sudah mulai terlihat sedikit bertambah kompleks. Menambah dan mengambil satu butir atau satu tumpukan kotak saja sudah akan mempengaruhi kestabilan tebing atau kestabilan lereng.

Aplikasi ini mudah dilakukan kalau anda sebagai petugas gudang ingin menumpuk-numpuk barang. Itulah sebabnya ada tulisan dalam setiap kardus kemasan. Maksimum tumpukannya akan tertulis. Selain ditakutkan akan runtuh tumpukan kotak ini juga bisa jadi tidak kuat menahan beban diatasnya.

soc4.png

soc2.pngModel 3

Model ke 3 ini lebih kompleks dan mungkin banyak terdapat di alam ketika ada sebuah tumpuk-tumpukan material penyusun. Misalnya saja tumpukan batuan. Coba bandingkan gambar di kiri dan kanan ini. Bagaimana seandainya saya mengambil satu kotak saja. Maka bentuk akhirnya tentu akan berbeda. Secara mudah saja kita akan tahu bagaimana kompleksnya seandainya tumpukan ini bukan hanya tumpukankardus mie dicampur kardus kopi dan kardus roti. Di alam mungkin batuanpun terdiri dari bermacam-macam ukuran serta jebis materialnya.

Namun cara yang paling mudah dalam mempelajari alam adalah dengan pengamatan yang kita lihat di alam ini.

– ๐Ÿ™ “Pakdhe, apa saja jenis tumpuk-tumpukan yang ada di alam Dhe ?

Bagaimana dengan rekaman di alam ?

mv_bangkalanMasih ingat bentuk gunung lumpur di Madura disebelah ini ?

Ya ini adalah gunung lumpur di Madura dimana air hanya sedikit terdapat disana. Bandingkan dengan semburan Lusi yang buanyak airnya. Dan secara sepintas sudah saya jelaskan klick disini mengapa berbeda antara Lusi dengan MV yang ada di Mandura ?

Jadi yang sedang anda baca saat ini adalah salah satu dasar teori fisikanya. Mengapa sudut kerengan tidak selalu sama.

angle-of-repose.gif

Dalam hal Gunung Lumpur Lusi akan terlihat bahwa adanya air akan menyebabkan sudut kelerengan yang dibentuk menjadi semakin kecil. Hal ini juga sebenernya kalau kita lihat mengapa longsor terjadi pada saat hujan deras. Tentusaja karena air ini yang akan cenderung membuat sudut kritis kelerengan menjadi lebih kecil.

soc5.png Gambar disebelah ini menunjukkan profil dari sebuah endapan di pantai. Terlihat perlapisan pasir-pasir di pantai dari dua lapisan coklat dan lapisan kuning.

Apa yang dapat dilihat disini ?

Sudut kritis batuan yang berada dibawah air memiliki sudut yang lebih kecil dibanding yang berada diatas air. Jadi kalau akan menambang pasir harus diperhitungkan juga sudutnya atau secara praktis harus membuat urut-urutan yang tepat supaya tidak terjadi longsoran yang tidak diinginkan.

Menarik bukan ? Jadi anda bisa melihat sendiri dimana adanya teori rumit beras tumpah ini dengan tumpukan pasir, dapat juga melihat proses dialam. Seterusnya mau lihat rumus matematiknya nggak ?

– ๐Ÿ™ “Sudah Dhe cukup … cukup … nanti ngga ada yang berani komentar” : p
+ ๐Ÿ˜€ “Ya wis tole, yang penting kau ngerti bahwa kondisi alam ini sangat dinamis dan kritis. Hanya ada sedikit ruang bagi manusia untuk bergerak. Namun alam, atau bumi ini akan selalu menuju ke titik kestabilannya. terus … terus … dan terus … dinamis !”
– ๐Ÿ™ “Jadi bukan berarti bumi ini sudah tua ya, Pakdhe ?
+ ๐Ÿ˜€ “Mnurutku mungkin bumi ini justru sedang menuju kedewasaannya. Masa remaja kan masanya panca roba tole. Anak muda sukanya juga bergerak terus”

9 COMMENTS

  1. adakah yg bisa bantu?saya ingin tahu tentang lumpur panas bumi dieng.saya butuh informasi tersebut utk skripsi.saya sekarang sedang menyusun skripsi dg judul SINTESIS SILIKA GEL DARI LUMPUR PANAS BUMI DIENG.Terima kasih atas jawabannya(via email di [email protected])

  2. Jadi inget .. bukunya Yohaness surya .. Pak de .. apa itu mestakung .. semesta mendukung .. yang mengaplikasikan teori Self Organized Critical di kehidupan sehari2 .. ternyata kepake juga di geologi :)..

    Salam kenal pak de ..

    Rori TG’99

  3. Dalam kasus di atas berlaku untuk tumpukan material lepas yang mempunyai kohesi antar butir yang rendah.

    Dalam kasus longsoran di alam, proses yang terjadi pada umumnya adalah kuat geser dan kuat tekan tanah tidak cukup kuat untuk menahan beban tanah di atasnya. Sehingga terjadilah bidang gelincir longsor pada lokasi yang paling lemah di dalam tanah.

    Air yang merembes ke dalam tanah merupakan faktor yang memperlemah kuat geser tanah. Air menjadikan tanah bersifat pelumas pada bidang gelincir tanah longsor.

    Tanah pada tebing yang dibuatkan kemiringannya lebih landai akan menjadi tidak mudah longsor karena beban diatasnya akan menjadi lebih ringan.

    Dalam sebuah teori kestabilan lereng, bidang gelincir mempunyai potongan melingkar yang memiliki radius tertentu. Disini ditentukan bahwa total momen penggerak = total momen penahan memiliki faktor kestabilan = 1. Jika kurang dari satu akan terjadi longsor, artinya total momen penahan lebih kecil daripada total momen penggerak.

    Untuk mencegah longsor adalah dengan cara meningkatkan momen penahan dan atau mengurangi momen penggerak (massa tanah/bangunan/kendaraan di atasnya dan getaran/gelombang getar).

  4. Untungnya yang ada di lereng Merapi adalah sebuah tumpukan pasir. Pasir ini kalau mencapai titik kritisnya juga akan ambrollll Tetapi hujan akan menentukan.

    Bagaimana dengan hujan ?
    Case 1. Hujan yang “cukup” akan memadatkan atau menyemen pasir-pasir ini menjadi batuan yang keras.
    Case 2. Hujan yang deras akan membuatnya longsor.
    Case 3. Tidak hujan akan membuat sudut lereng berkembang mendekati titik kritis.

    Berdoa saja hujan terjadi tidak terlalu deras sehingga akan terjadi case 1.

  5. Saya jadi teringat kubah lava merapi

    Apakah kritis keadannya, mengingat kata para pakar kubahnya masih tumbuh terus?

    Apakah ada kemungkinan terjadi longsor hanya karena sebutir kerikil?

    Jawaban ditunggu secepatnya di 14 km selatan kubah lava Merapi.

Leave a Reply