ANALISIS PROBABILISTIK GEMPABUMI DI INDONESIA BERDASARKAN DISTRIBUSI POISSON EARTHQUAKE PROBABILISTIC ANALYSIS IN INDONESIA BASED ON POISSON’S DISTRIBUTION I Gusti Ketut Satria Bunaga, I Putu Dedy Pratama, Yosi Setiawan Akademi Meteorologi dan Geofisika Jakarta Jalan Perhubungan I No. 5 Komp. Meteorologi Pondok Betung, Bintaro, Jakarta Selatan email :
[email protected] ABSTRACT Indonesia archipelago is confined by three mayor plates and nine minor plates. These border zones made Indonesia as a hazard region, especially earthquake. Poisson’s distribution is one of statistic method which used to determine probability level of earthquake occurrence as decreasing risk of earthquake occurrence effort. This study is held on Indonesia region (11 segments), 10°N-15°S latitudes and 92°E-142°E longitudes. The result of this study demonstrated that Java and Northern Banda Sea segments are the highest probability level with occurrence frequency is five earthquakes per year (Mw≥5). Whereas, the lowest probability degree is found in the South Banda, Nias, and Timor segments with occurrence frequency is two earthquakes per year. Keywords: earthquake, probabilistic, Poisson’s distribution
ABSTRAK Kepulauan Indonesia dibatasi oleh tiga lempeng mayor dan sembilan lempeng minor. Zona perbatasan antar lempeng ini menjadikan Indonesia sebagai wilayah rawan bencana, khususnya gempabumi.Distribusi Poisson merupakan salah satu metode statistik yang dapat digunakan untuk menentukan tingkat probabilitas kejadian gempabumi sebagai upaya pengurangan resiko terjadinya gempabumi. Penelitian ini dilakukan pada wilayah Indonesia (11 segmen), 10°LU-15°LS and 92°BT-142°BT. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa segmen Jawa dan Laut Banda bagian Utara memiliki tingkat probabilitas tertinggi dengan frekuensi kejadian lima gempabumi per tahun (Mw≥5). Sedangkan tingkat probabilitas terendah terdapat pada segmen Banda Selatan, Nias, dan Timor dengan frekuensi kejadian dua gempabumi per tahun.
Kata kunci : gempabumi, probabilistic, distribusi Poisson.
I.
PENDAHULUAN Indonesia merupakan salah satu zona tektonik teraktif di dunia karena wilayah ini merupakan zona pertemuan antara tiga lempeng mayor dan sembilan lempeng minor serta membentuk jalur – jalur pertemuan lempeng yang kompleks[1]. Jalur – jalur ini merupakan suatu zona interaksi antar lempeng yang dapat membangkitkan aktifitas gempabumi. Berdasarkan peta seismisitas Indonesia tahun 1900-2009 [2] bahwa episenter gempabumi di Indonesia terjadi di sekitar pertemuan lempeng Indo-Australia - Eurasia dan Pasifik Eurasia
yang sebagian besar melingkupi busur kepulauan Indonesia. Akibat aktifitas
kegempabumian yang sangat tinggi di sepanjang busur kepulauan ini,memerlukan kajian lebih lanjut sebagai upaya untuk mengurangi dampak akibat kejadian gempabumi.
Kejadian gempabumi di Indonesia sangat bervariasi, pada tiap segmen Megathrustnya memiliki history kegempabumian yang berbeda – beda. Hal ini dibuktikan dengan adanya akumulasi stress yang berbeda-beda tingginya di tiap – tiap daerah yang dapat diasosiasikan terhadap jumlah frekuensi kejadian gempabumi [7] dan suatu daerah pengamatan berhubungan dengan heterogenitas struktur dan sudut penunjaman lempeng yang berbeda – beda pada zona subduksi [3] [6]. Oleh sebab itu, pemetaan probabilitas frekuensi kejadian gempabumi disuatu wilayah sangat diperlukan.
Pada
penelitian
ini
difokuskan
pada
analisa
probabilitas
kejadian
gempabumi
menggunakan metode statistik distribusi poisson. Penelitian serupa pernah dilakukan di wilayah Bali bagian Selatan yang memiliki tingkat probabilitas lebih tinggi daripada bagian Utara dimana hal tersebut berasosiasi dengan tatanan tektonik pada masing – masing bagian [4]. Hal yang sama dilakukan di daerah Jawa Barat dan Banten bagian Utara dan Selatan [5].
Akibat frekuensi kejadian gempabumi dan akumulasi stress tiap daerah yang berbeda beda, hal ini sangat penting untuk dianalisa lebih lanjut. Penelitian ini dilakukan dengan tujuan untuk memetakan tingkat probabilitas kejadian gempabumi pada tiap-tiap segmen di Indonesia. Harapannya, hasil penelitian ini dapat digunakan sebagai informasi dalam upaya mitigasi bencana guna mengurangi dampak akibat kejadian fenomena alam ini.
Gambar 1 Peta episenter Gempabumi di Indonesia dari data katalog EHB (1960-2008)
Gambar 2 Model Segmentasi dan Salah Satu Potongan Melintang Subduksi (Megathrust) di Busur Sunda Bagian Timur (Irsyam et al., 2010).
Gambar 3. Cross Section tiap segmen di Wilayah Indonesia
BAHAN DAN METODE
Penentuan probabilitas kejadian gempabumi di Indonesia diawali dengan pengumpulan data katalog gempabumi dari EHB (1960-2008) dan BMKG (2009-2013) pada koordinat 10°LU15°LS dan 92°BT-142°BT dengan magnitudo Mw ≥ 5 dan kedalaman h ≤ 1000 km.
Daerah penelitian meliputi seluruh segmen di Indonesia (Gambar 2). Penelitian ini menggunakan data seismisitas tiap segmen. Setelah pengelompokan data gempabumi pada tiap-tiap segmen, data gempabumi susulan dipisahkan dengan menggunakan metode declustering Reasenberg agar output yang dihasilkan lebih akurat. Selanjutnya distribusi sebenarnya (actual distribution) ditentukan berdasarkan pada persamaan (1) dan kemudian distribusi kemungkinannya (peristiwa) diperoleh dengan menggunakan distribusi poisson [8]sesuai dengan persamaan (2) atau persamaan (3) sebagai berikut:
(1) (2) Bila diambil t = 1 berarti yang dianalisa adalah distribusi kemungkinan tahunannya maka persamaan diatas menjadi :
(3)
Dimana : nr : Jumlah terjadinya r gempabumi pertahun r : Frekuensi gempabumi diatas 5 Mw pertahun h : frekuensi rata-rata dari peristiwa gempabumi bumi tersebut.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Setelah dibagi menjadi 11 area berdasarkan segmen megathrust dan data seismisitasnya maka didapatkan distribusi poisson di tiap segmen.Hasil pengolahan data dapat dilihat pada Tabel 1 yang mempresentasikan tingkat aktifitas seismik tiap segmen. Terdapat nilai kemungkinan teoritis (Poisson) dan sebenarnya (aktual) yang ditampilkan secara bersamaan. Pr % menyatakan nilai kemungkinan dalam persen, sedangkan r adalah banyaknya kejadian gempabumi per tahun. Berdasarkan Tabel 1 bahwa perhitungan distribusi Poisson tertinggi terdapat pada segmen Jawa dan Laut Banda bagian Utara dengan pr aktual Poisson secara berturut – turut sebesar 60%dan 100% dengan harga r
gempabumi/tahun = 5. Segmen Laut Banda bagian Utara memiliki praktual dan Poisson masing-masing sebesar 44% dan 100% dengan harga r gempabumi/tahun = 5.Lain halnya dengan segmen Nias, Laut Banda bagian Selatan, dan Timor merupakan segmen yang memiliki tingkat probablitas kejadian gempabumi terkecil diantara lainnya dengan nilai pr aktual dan Poisson masing-masing sebesar 40% dan 100%
dengan harga r
gempabumi/tahun = 2 pada segmen Nias. Sedangkan segmen Laut Banda bagian Selatan memiliki nilai praktual dan Poisson masing-masing sebesar 85% dan 100% dengan harga r gempabumi/tahun = 2 dan segmen Timor dengan nilai pr aktual dan Poisson masing-masing sebesar 62% dan 100% dengan harga r gempabumi/tahun = 2.
Tabel 1 . Perhitungan Distribusi Poisson untuk 11 Segmen di Indonesia
Segmen
r gempabumi/tahun
n
Pr Aktual
Pr (%)
Pr
Pr (%)
Aktual
Poisson
poisson
Jawa
5
6
0.111111
60.00%
0.175254
100.00%
Nias
2
8
0.148148
40.00%
0.259252
100.00%
North Banda
5
4
0.074074
44.44%
0.17476
100.00%
Northern Sulawesi
3
8
0.148148
47.06%
0.224029
100.00%
Siberut
3
8
0.148148
50.00%
0.196267
100.00%
Andaman
4
7
0.12963
63.64%
0.189411
100.00%
South Banda
2
11
0.203704
84.62%
0.265312
100.00%
Southern Sumatera
4
8
0.148148
72.73%
0.180421
100.00%
Sumba
3
10
0.185185
100.00%
0.216894
100.00%
Timor
2
8
0.148148
61.54%
0.255553
100.00%
Philippine
19
0
0
0.00%
0.089076
100.00%
Hal ini menyatakan bahwa segmen Jawa dan Laut Banda bagian Utara memiliki tingkat aktifitas seismik yang paling tinggi jika dibandingkan dengan segmen lainnya. Dengan kata lain, tiap wilayah memiliki konsentrasi stress yang berbeda – beda. Selain struktur material, karakter tektonik juga sangat berpengaruh. Sebagai contoh pada Gambar 2ditampilkan gambaran potongan melintang tiap segmen di Indonesia. Selanjutnya, luas cakupan segmen penelitian juga mempengaruhi besar kecilnya nilai probabilitas kejadian gempabumi. Kecenderungan besar terjadi pada luasan segmen yang luas dan kecil kemungkinan pada area segmen yang tidak luas. Terlihat pada Gambar 2, segmen Jawa memiliki cakupan area terluas sehingga magnitudo ≥ 5 Mw lebih besar tingkat kejadian gempabumi terjadi pada area ini jika dibandingkan dengan luas segmen yang kecil, seperti contoh segmen Nias.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil analisa probabilistik seismotektonik pada
11 segmen di seluruh
Indonesia diperoleh Segmen Jawa dan Segmen Laut Banda bagian Utara memiliki tingkat kemungkinan kejadian gempabumi tertinggi dengan harga r gempabumi/tahun = 5. Segmen Nias, Laut Banda bagian Selatan , dan Timor merupakan segmen yang memiliki harga kemungkinan kejadian gempabumi terkecil dengan harga r gempa/tahun = 2.
Frekuensi kejadian gempabumi yang sifatnya variatif di wilayah Indonesia terjadi akibat struktur tektonik dan sudut penunjamannya yang berbeda – beda.Pemetaan probabilistik kejadian gempa di wilayah Indonesia sangat diperlukan untuk usaha mitigasi bencana guna mengurangi dampak akibat terjadinya gempabumi.
UCAPAN TERIMAKASIH Penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak Hapsoro, Bapak Akbar dan Ibu Suharni yang telah menemani hingga pengerjaan ini selesai dengan baik. PUSTAKA
[1] Bird P. 2003. An Updated Digital Model of Plate Boundaries. An Electronic Journal of The Earth Sciences
[2] Irsyam M, et al., 2010. Ringkasan Hasil Studi Tim Revisi Peta Gempabumi Indonesia 2010. Bandung [3] Scholz CH. 1968. The Frequency – Magnitude Relation of Microfacturing in Rock and its Relation to Earthquakes. Bull.Seismol.Soc.Am, 58 : 399-415
[4] Nugroho AH. 2009. Analisa Probabilitas Gempabumi Daerah Bali dengan Distibusi Poisson. Jurnal Meteorologi dan Geofisika Vol.7 No.1 Maret 2009
[5] Sunarya D, Pratama IPD. 2010. Analisis Probabilitas Gempabumi Daerah Jawa Barat dan Banten dengan Distribusi Poisson.
[6]Widiyantoro S, Pesicek JD, Thurber CH. 2011. Subducting Slab Structure Below The Eastern Sunda Arc Inferred from Non-Linier Seismic Tomographic Imaging. Geological Society, London, Special Publications 2011; v.355; p.139-155 doi: 10.1144/SP355.7 [7]Rohadi S.2009. Study of Seismotectonic Distribution as A Potential Indicator of Earthquake Activity in Indonesia Region. International Symposium on Earthquake Precursor
[8] Soedarmo R.P.(1978). Statistical Analysis of The Earthquake Occurence and Seismic Activity in Some of Indonesia Region. Seminar Berkala Meteorologi dan Geofisika, BMG, Jakarta.
