Likuifaksi Tanah Saat Gempa di Palu, Sulawesi Tengah

Gempa bumi berkekuatan magnitudo 7,4 yang mengguncang Kabupaten Donggala dan Kota Palu, Sulawesi Tengah pada Jumat 28 September 2018 menimbulkan fenomena likuifaksi atau 'tanah bergerak'. Fenomena ini biasanya terjadi saat gempa bumi terjadi yaitu pada daerah-daerah atau zona-zona dengan tanah yang mengandung air. Misalnya yang sering terjadi itu di dekat pantai atau di daerah gempa, ada lapisan yang mengandung air misalnya tanah pasir.

Pencairan tanah atau likuifaksi tanah (bahasa Inggris: soil liquefaction) adalah fenomena yang terjadi ketika tanah yang jenuh atau agak jenuh kehilangan kekuatan dan kekakuan akibat adanya tegangan, misalnya getaran gempa bumi atau perubahan ketegangan lain secara mendadak, sehingga tanah yang padat berubah wujud menjadi cairan atau air berat.

Gempabumi  dapat  menimbulkan bahaya  likuifaksi  yang  dapat  merusakkan bangunan  dan  sarana  infrastruktur  khususnya  di wilayah  perkotaan  di  Indonesia. Dalam mekanika tanah, istilah "mencair" pertama kali digunakan oleh Allen Hazen mengacu pada kegagalan Bendungan Calaveras di California tahun 1918. Ia menjelaskan mekanisme aliran pencairan tanggul sebagai berikut:

Jika tekanan air dalam pori-pori cukup besar untuk membawa semua beban, tekanan itu akan berefek membawa partikel-partikel menjauh dan menghasilkan suatu kondisi yang secara praktis seperti pasir hisap... pergerakan awal beberapa bagian material dapat menghasilkan tekanan yang terus bertambah, mulanya pada satu titik, kemudian pada titik lainnya, secara berurutan, menjadi titik-titik konsentrasi awal yang mencair.

Fenomena ini paling sering diamati pada tanah berpasir yang jenuh dan longgar (kepadatan rendah atau tidak padat). Ini karena pasir yang longgar memiliki kecenderungan untuk memampat ketika diberikan beban; sebaliknya pasir padat cenderung meluas dalam volume atau melebar. Jika tanah jenuh dengan air, suatu kondisi yang sering terjadi ketika tanah berada di bawah permukaan air tanah atau permukaan laut, maka air mengisi kesenjangan di antara butir-butir tanah ("ruang pori"). Sebagai respon terhadap tanah yang memampat, air ini meningkatkan tekanan dan mencoba untuk mengalir keluar dari tanah ke zona bertekanan rendah (biasanya ke atas menuju permukaan tanah). Tapi, jika pembebanan berlangsung cepat dan cukup besar, atau diulangi berkali-kali (contoh getaran gempa bumi dan gelombang badai), air tidak mengalir keluar sesuai waktunya sebelum siklus pembebanan berikutnya terjadi, tekanan air dapat bertambah melebihi tekanan kontak antara butir-butir tanah yang menjaga mereka tetap saling bersentuhan satu sama lain. Kontak antara butir-butir ini merupakan media pemindahan berat bangunan dan lapisan tanah di atas dari permukaan tanah ke lapisan tanah atau batuan pada lapisan yang lebih dalam. Hilangnya struktur tanah menyebabkan tanah kehilangan semua kekuatannya (kemampuan untuk memindahkan tegangan geser) dan fenomena ini terlihat seperti mengalir menyerupai cairan (maka disebut 'pencairan').

Likuifaksi yang terjadi di Palu dipicu guncangan gempa besar lebih dari 6 SR. Selain itu getaran/guncangan gempa berlangsung lebih cukup lama. Jarak wilayah dengan pusat gempa juga menentukan potensi likuifaksi. Wilayah yang semakin dekat dengan titik gempa potensi terjadinya likuifaksi semakin besar. Kabupaten Donggala dan Kota Palu merupakan daerah pesisir yang dekat dari sumber gempa, maka akan lebih besar potensi terjadinya likuifaksi. Ditambah situasi di wilayah tersebut itu memiliki kondisi muka air tanah yang dangkal.