KEMENTERIAN PENDIDIKAN NASIONAL PROGRAM STUDI GEOFISIKA JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UNIVERSITAS GADJAH G ADJAH MADA MAKALAH METODE KOMPUTASI ANALISIS GEMPA DI BENUA AFRIKA PER 11 JANUARI 2003-19 OKTOBER 2012
Disusun Oleh: Arriqo’ Fauqi Romadlon
13/353624/PA/15721
Dosen Pengampuh: Prof. Dr. Kirbani Sri Brotopuspito
YOGYAKARTA JULI 2014
i
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Segala puji kehadirat Allah SWT yang telah memberikan keyakinan, ilmu pengetahuan, dan petunjuk untuk membangun kehidupan yang lebih baik. Segenap rasa syukur tak lupa tetap tercurahkan kepada-Nya atas semua nikmat, pertolongan, dan karunia-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan makalah metode komputasi yang sederhana ini. Terima kasih kami ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Kirbani Sri Brotopuspito selaku dosen yang mengampuh mata kuliah Metode Komputasi, terima kasih juga kami ucapkan kepada orang tua atas doa dan dukunganya serta teman-teman da semua pihak yang telah membantu hingga terselesaikannya makalah ini. Segala kesempurnaan hanya milik Allah SWT semata. Kami hanyalah seorang manusia biasa yang pasti memiliki kesalahan. Oleh karena itu, saran dan kritik yang membangun sangat diperlukan agar makalah ini menjadi lebih baik dan bermanfaat. Semoga praktikan juga tidak lupa mengucapkan mengucap kan syukur sebagai wujud wuj ud penghambaan kepada-Nya. kepada -Nya.
Yogyakarta, 3 Juli 2014
Arriqo’ Fauqi Romadlon
ii
DAFTAR ISI
JUDUL .......................................................................................................................................i KATA PENGANTAR .............................................................................................................ii DAFTAR ISI ..........................................................................................................................iii BAB I PENDAHULUAN ........................................................................................................1
A. Latar Belakang ................................................................................................................1 B. Tujuan .............................................................................................................................2 BAB II ISI DAN PEMBAHASAN..........................................................................................3
A. Pengertian........................................................................................................................3 1. Gempa Bumi..............................................................................................................3 2. Benua Afrika..............................................................................................................3 B. B-Value..........................................................................................................................12 C. Peta Dasar, Peta Kontur, dan Peta Kedalaman..............................................................14 D. Time Series dan Periodogram .......................................................................................17 BAB III PENUTUP ...............................................................................................................24
A. Kesimpulan....................................................................................................................24 REFFERENSI…………………….........................................................................................25
iii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Afrika adalah benua terbesar kedua dunia dan kedua terbanyak penduduknya setelah Asia. Dengan luas wilayah 30.224.050 km² termasuk pulau-pulau yang berdekatan, Afrika meliputi 20,3% dari seluruh total daratan Bumi. Dengan 800 juta penduduk di 54 negara, benua ini merupakan tempat bagi sepertujuh populasi dunia. Plato dan pegunungan banyak terdapat di Afrika bagian Selatan.Kawasan tersebut banyak memiliki mata air dan aliran sungai dengan ketinggian antara 500 - 1.200 m dari permukaan laut.Plato dan pegunungan di Afrika yang terkenal adalah Plato Umbagi dan Plato Tassilin-Ajjer di Sahara, Plato Shaba di bagian Tenggara, Plato Lunda dan Plato Drakensberg di bagian Selatan, Dataran Tinggi Ethiopia di sebelah Timur, serta Plato Angola di bagian tengah.Pegunungan yang terdapat di Afrika, yaitu Pegunungan Atlas yang membentang dari Pantai Barat Laut Afrika hingga Tunisia dan Pegunungan Cape di bagian Selatan.Gunung di Afrika pada umumnya tidak aktif, namun masih ada beberapa yang aktif.Adapun titik tertinggi Afrika berada di Gunung Kilimanjaro (5.894 m) di Afrika Timur yang selalu tertutup salju. Dari beberapa gunung yang masih aktif itulah masih sering terjadi gempa vulkanik, selain itu gempa tektonik sering terjadi di Afrika bagian Utara karena Negaranegara di Afrika sebelah utara terletak di perbatasan lempeng samudra Atlantik dan lempeng benua Asia, Negara-negara tersebut meliputi Negara Libiya, Al-Jazair, Nigeria, dll. Gempa bumi sendiri adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik.Gempa bumi biasa terjadi di sebabkan oleh pergerakan kerak bumi atau lempeng bumi, aktivitas sesar di permukaan bumi, pergerakan geomorfologi secara lokal contohnya terjadi runtuhan tanah, aktivitas gunung api, ledakkan nuklir. Kata gempa bumi juga di gunakan untuk menunjukkan daerah asal terjadinya kejadian gempa bumi tersebut. Bumi kita walaupun padat, selalu bergerak, dan gempa bumi terjadi apabila tekanan yang terjadi karena pergerakkan itu sudah terlalu besar untuk dapat ditahan.Gempa bumi terjadi setiap hari di bumi, namun kebanyakan yang terjadi adalah gempa kecil dan tidak menyebabkan kerusakkan apa-apa.Gempa bumi kecil dapat mengiringi gempa bumi besar, dan dapat terjadi
1
sebelum atau sesudah gempa bumi besar tersebut. Gempa bumi di ukur dengan alat Seismometer. Gempa bumi di bagi menjadi berbagai macam, yaitu : gempa bumi vulkanik,
gempa bumi tektonik, gempa bumi runtuhan, dan gempa bumi buatan. Di Afrika sendiri kebanyakan gempa bumi disebabkan oleh gempa tektonik dan gempa vulkanik, gempa tektonik di Afrika kebanyakan terjadi pada Afrika bagian utara yaitu tempat bertemunya lempeng Eurasia dan Lempeng Afrika, selain itu juga terdapat ertemuan antara lempeng Arabian dengan lempeng Afrika, sedangkan untuk gempa vulkanik sendiri banyak terjadi di Afrika bagian tengah dan timur karena di bagian itu banyak terdapat gunung dan pegunungan, dengan adanya makalah ini akan di analisa siklus gempa pada benua Afrika dari tanggal 11 Januari 2003 hingga 19 Oktober 2012, dimana nantinya dapat diketahui waktu pengulangan gempa terbesar sehingga dapat digunakan sebagai cara untuk melakukan mitigsi bencana.
B. Tujuan Penelitian
1. Mengetahui nilai B-value gempa di benua Afrika. 2. Menentukan runtutan waktu (Time Series) gempa di benua Afrika. 3. Menentukan Periodogram gempa di benua Afrika. 4. Mengetahui siklus gempa terbesar. 5. Mengetahui besarnya energi gempa.
2
BAB II ISI DAN PEMBAHASAN
A. Pengertian 1. Gempa Bumi
Gempa bumi adalah getaran yang dapat dirasakan di permukaan bumi karena adanya getaran, terutama yang berasal dari dalam lapisan-lapisan bumi.Gempa Bumi memiliki hiposentrum atau jarak fokus gempa, yaitu titik atau garis tempat peristiwa yang menimbulkan terjadinya gempa, letaknya di dalam litosfer pada kedalaman yang bervariasi, di laut Jawa tercatat hiposentrum dalamnya 700 km, sedangkan gempa di lepas pantai barat Sumatra, Selatan Jawa, dan Nusa Tenggara kedalamannya sekitar 50 km. episentrum gempa, yaitu titik atau garis di permukaan bumi atua permukaan laut tempat gelombang permukaan mulai dirambatkan, atau tempat gelombang primer dan sekunder pertama kali mencapai permukaan bumi atau laut. Gelombang gempa bumi, dibedakan menjadi 3 macam yaitu : a) Gelombang longitudinal atau gelombang primer adalah gelombang gempa yang dirambatkan dari hiposentrum melalui lapisan litosfer secara menyebar dengan kecepatan antara 7-14 km per detik, mempunyai periode antara 5-7 detik. Gelombang ini adalah gelombang yang pertama kali dicatat oleh seismograf. b) Gelombang transversal atau gelombang sekunder adalah gelombang gempa yang bersama-sama dengan gelombang primer dirambatkan dari hiposentrum ke segala arah dalam lapisan litosfer dengan kecepatan antara 4-7 km per detik dan mempunyai periode 11-13 detik. Karena kecepatan gelombang transversal lebih kecil daripada gelombang longitudinal, maka gelombang transversal dicatat di seismograf setelah gelombang primer. c) Gelombang panjang atau gelombang permukaan adalah gelombang gempa yang dirambatkan mulai dari episentrum menyebar ke segala arah di permukaan dengan kecepatan rambat antara 3,5 – 3,9 km per detik dan mempunyai periode yang besar.
3
Gelombang gempa panjang inilah yang mengiringi gelombang primer dan gelombang sekunder dan merupakan gelombang perusak bumi. Gempa Bumi juga memiliki, Pleistosista yaitu garis khayal yang membatasi sekitar episentrum yang mengalami kerusakan terhebat akibat dari gempa bumi. Kemudian Isoseista yang merupakan garis khayal pada permukaan bumi yang mencatat tentang kerusakan fisik yang sama akibat dari suatu gempa, dan biasanya ditandai dengan angka romawi yang menunjukkan skala kekuatan gempa. Isoseista yang berdekatan dengan episentrum diberi angka romawi yang lebih besar dari sekitarnya. Juga Homoseista adalah garis khayal pada permukaan bumi yang mencatat besarnya gelombang gempa primer pada waktu yang sama. A. Faktor Terjadinya Gempa Bumi 1. Berdasarkan peristiwa yang menyebabkan terjadinya gempa dibedakan menjadi 3 yaitu : a) Gempa vulkanik adalah gempa bumi yang disebabkan oleh aktivitas gunung api. Gempa ini tidak begitu hebat. Sumber kekuatan gempa bumi vulkanik hanya berasal dari aktivitas magma gunung api. Gempa vulkanik biasanya hanya dapat dirasakan oleh penduduk yang tinggal di sekitar gunung yang meletus. b) Gempa tektonik adalah gempa bumi yang disebabkan oleh dislokasi atau perpindahan pergeseran lapisan bumi yang tiba-tiba terjadi dalam struktur bumi sebagai akibat adanya tarikan atau tekanan. Pergeseran lapisan bumi dapat secara vertikal ataupun secara horizontal.Gempa tektonik dapat menimbulkan kerusakan yang parah apabila episentrumnya dangkal. c) Gempa runtuhan atau terban adalah gempa bumi yang disebabkan oleh tanah longsor, runtuhnya atap gua atau terowongan di bawah tanah. Intensitas gempa runtuhan sangat kecil sehingga gempa ini tidak akan terasa pada jarak yang jauh.
2. Berdasarkan kedalaman hiposentrumnya gempa bumi dibedakan menjadi 3 yaitu : a) Gempa dangkal adalah gempa yang kedalaman hiposentrumnya kurang dari 50 km dari permukaan bumi. Gempa dangkal pada umumnya menimbulkan gempa yang sangat besar. b) Gempa intermedier atau gempa sedang adalah gempa bumi yang hiposentrumnya pada kedalaman antara 50 – 300 km dari permukaan bumi. c) Gempa dalam adalah gempa bumi yang kedalaman hiposentrumnya antara 300 – 700 km dari permukaan bumi. Gempa bumi dalam pada umumnya tidak membahayakan.
4
Getaran gempa bumi merambat dari hiposentrum dan menyebar ke segala arah dalam wujud getaran gelombang primer dan sekunder. Sedangkan dari episentrum terjadi rambatan getaran gempa di permukaan bumi dalam bentuk gelombang panjang. B.
Skala Kekuatan Gempa Bumi Skala kekuatan gempa bumi diukur berdasarkan kuat atau lemahnya getaran.Kekuatan
gempa bumi umumnya dinyatakan dengan skala Richter.Skala Richter didasarkan pada alat pengukur gempa bumi, yaitu seismograf Wood Anderson.Hasil pengukuran alat pengukur gempa bumi ini dengan cepat dapat diketahui berapa kekuatan gempa dan jarak antara lokasi pengamat dengan sumber gempa. Magnitudo gempa adalah sebuah besaran yang menyatakan besarnya energi seismik yang dipancarkan oleh sumber gempa. Besaran ini akan berharga sma, meskipun dihitung dari tempat yang berbeda. Skala yang kerap digunakan untuk menyatakan magnitudo gempa ini adalah Skala Richter (Richter Scale). Secara umum, magnitudo dapat dihitung menggunakan formula berikut:
adalah magnitudo,
adalah amplitudo gerakan tanah (dalam mikrometer)
adalah periode gelombang
adalah jarak pusat gempa atau episenter
adalah kedalaman gempa dan
adalah faktor koreksi yang bergantung pada kondisi lokal & regional
daerahnya Skala kekuatan gempa bumi tidak hanya skala Richter saja, tetapi ada juga skala Mercalli dan skala Omori.Pada skala Richter, kekuatan gempa diukur berdasarkan getaran magnitudo.Akan tetapi, pada skala Mercalli dan skala Omori berdasarkan tahapan yang berkaitan dengan intensitas gempa.Untuk mengukur intensitas kekuatan gempa, ada beberapa macam skala, antara lain : 1.
Skala kekuatan gempa bumi menurut C.F. Richter
Skala Richter adalah skala logaritmis, dan setiap selisih satu skala perbedaan energi adalah 31,5 kali lebih besar.
5
C.F. Richter menyusun skala gempa bumi berdasarkan skala magnitudo (ukuran besarnya gempa) dengan menggunakan klasifikasi angka 0 sampai 8.Semakin besar angkanya, maka semakin besar magnitudonya. Cara menentukan intensitas gempa menurut Richter adalah menggunakan jarak dan besaran amplitudo.Berikut ini adalah tabel skala kekuatan gempa bumi menurut C.F. Richter. No.
Magnitudo
Klasifikasi secara umum
1
78
2
77 - 8
Gempa besar (major earth quake)
3
76 - 7
Gempa destruktif (destructiveearth quake)
4
76 - 6
Gempa merusak (damaging earth quake)
5
74 - 5
Gempa keras ( stronglyearth quake)
6
73 - 4
Gempa kecil (small quake)
7
0-3
Goncangan kecil ( small shock quake)
Bencana nasional (national disaster )
Skala Richter terdapat pada pesawat pengukur antara lain pesawat Anderson. Dengan model pesawat ini orang dengan cepat dapat membaca kekuatan atau magnitudo gempa, jarak episentrum dari pengamatan, serta besarnya amplitudo getaran gempa.Jika jarak episentrum 300 km, dengan arah 30, sedangkan amplitudo menunjukkan 10 mm, maka kekuatan gempa (magnitudo) gempa adalah 5 pada skala Richter. 2.
Skala kekuatan gempa bumi menurut Mercalli Mercalli menyusun skala gempa bumi berdasarkan skala intensitas gempa.Intensitas
gempa suatu tempat adalah kekuatan gempa ditaksir berdasarkan eek geologis dan efeknya terhadap bangunan-bangunan dan manusia.Skala Mercalli disusun dengan menggunakan angka romawi. Berikut ini adalah tabel skala gempa bumi menurut Mercalli : No.
Intensitas
Klasifikasi secara umum
6
1
I
Getaran tidak dapat dirasakan oleh semua orang, kecuali orang yang sangat peka terhadap getaran
2
II
Getaran dirasakan oleh beberapa orang, benda ringan yang bergantung bergoyang
3
III
Getaran dirasakan nyata di dalam rumah, terutama lebih satu lantai dan kendaraan yang sedang berhenti agak bergerak
4
IV
Getaran dirasakan oleh banyak orang, pecah belah, daun jendela bergetar, dinding berbunyi karena pecah
V
Getaran dirasakan oleh setiap penduduk. Barang-barang banyak yang berjatuhan, tiang tampak bergoyang, dan bandul jam dinding berhenti
VI
Getaran dirasakan oleh setiap penduduk dan pada umumnya penduduk terkejut. Meja dan kursi bergerak, cerobong asap pabrik rusak
VII
Getaran terasa agak kuat dan setiap orang keluar rumah. Bangunan banyak yang rusak, cerobong asap pabrik pecah dan getaran dirasakan oleh orang yang sedang naik kendaraan
VIII
Getaran terasa kuat. Dinding bangunan dapat lepas dari rangka rumah dan meja kursi terlempar, orang yang sedang naik kendaraan terganggu keseimbangannya
IX
Getaran terasa sangat kuat. Kerangka rumah banyak yang terlepas, rumah tampak bergeser, instalasi air minum banyak yang putus
10
X
Getaran agak dahsyat. Dinding rumah tergeser dari pondasinya, tanah terbelah, rel kereta api tampak melengkung dan banyak tanah longsor
11
XI
Getaran terasa dahsyat. Bangunan roboh, jembatan putus, rel kereta api semuanya melengkung, pipa dalam tanah bengkok
XII
Getaran terasa dahsyat. Bangunan hancur berkeping-keping, permukaan tanah bergelombang, banyak benda-benda yang terlempar ke udara
5
6
7
8
9
12
3.
Skala kekuatan gempa bumi menurut Omori
7
Skala gempa menurut Omori secara umum hampir sama dengan skala kekuatan gempa yang ditulis oleh Mercalli, yaitu : No.
Derajat
Klasifikasi secara umum
1
I
Getaran lunak, tidak dirasakan oleh semua orang
2
II
Getaran sedang, banyak orang terbangun karena bunyi barang-barang yang pecah dan bunyi jendela atau pintu berderit karena bergoyang
3
III
Getaran yang agak kuat, pintu dan jendela terbuka
4
IV
Getaran kuat, gambar di dinding berjatuhan dan dinding retak-retak
5
V
Getaran sangat kuat, dinding dan atap runtuh
6
VI
Rumah-rumah banyak yang roboh
7
VII
Terjadi kerusakan umum
Dalam menentukan magnitudo, tidak ada keseragaman materi yang dipakai kecuali rumus umumnya, yaitu persamaan di atas tadi. Untuk menentukan misalnya, orang dapat memakai data amplitudo gelombang badan (P dan S) dari sebarang fase seperti P, S, PP, SS, pP, sS (yang jelas dalam seismogram). Seismogram yang dipakaipun dapat dipilih dari komponen vertikal maupun horisontal (asal konsisten). Demikian juga untuk penentuan . Oleh karena itu, kiranya dapat dimengerti bahwa magnitudo yang ditentukan oleh institusi yang berbeda akan bervariasi, walaupun mestinya tidak boleh terlalu besar.Namun demikian, tampaknya ada hubungan langsung antara mbdan M s, yang secara empiris ditulis sebagai:
2. Benua Afrika
Afrika adalah tempat tinggal manusia yang paling awal, dari benua ini manusia kemudian menyebar ke benua-benua lain. Afrika adalah tempat di mana garis evolusi kera
8
menjadi berbeda dari protohuman tujuh juta tahun yang lalu.Afrika merupakan satu-satunya benua yang ditinggali nenek moyang manusia hingga sekitar dua juta tahun lampau ketika Homo erectus berkembang ke luar Afrika menuju Eropa dan Asia. Lebih dari 1,5 juta tahun kemudian, populasi dari tiga benua itu mengikuti evolusi yang berlainan sehingga mereka menjadi spesis yang berbeda. Yang di Eropa menjadi Neanderthal, yang di Asia tetap Homo erectus, tetapi yang di Afrika berevolusi menjadi Homo sapiens.
Dipisahkan dari Eropa oleh Laut Tengah, Afrika menyatu dengan Asia di ujung timur lautnya melalui Terusan Suez yang memiliki lebar 130 km. Semenanjung Sinai yang dimiliki oleh Mesir sering dianggap secara geopolitis sebagai bagian dari Afrika. Dari ujung paling utara, Cape Spartel di Maroko, di 37°21′ lintang Utara, ke ujung paling selatan, Cape Agulhas di Afrika Selatan, 34°51′15″ lintang Selatan, Gambar 1. Peta Geokronologi Afrika
terbentang jarak sekitar 8000 km; dari ujung paling barat, Cape Verde, 17°33′22″ bujur Barat,
sampai ujung paling timur, Ras Hafun di Somalia, 51°27′52″ bujur Timur, jaraknya sekitar 7.400 km. Panjang garis pantainya 26.000 km (sebagai perbandingan, Eropa, yang memiliki luas 9.700.000 km² memiliki garis pantai 32.000 km. 1. Letak, Luas, dan Batas: Benua Afrika terletak di sebelah Barat Daya Benua Asia.Pada masa lalu, Benua Afrika dan Benua Asia menyatu, namun karena adanya pembangunan kanal atau terusan di Suez (Mesir), akhirnya kedua benua tersebut terpisah oleh
perairan.
mencapai
±
Luas
wilayah
29.800.540
km²
Benua
Afrika
atau
hampir
seperlima dari luas wilayah daratan dunia . batas batas wilayah berikut ini:
Sebelah Utara berbatasan dengan Laut
Tengah atau Laut Mediterania dan Benua Eropa. Gamabr 2. Peta Benua Afrika
9
Sebelah Timur berbatasan dengan Laut Merah dan Samudra Hindia.
Sebelah Selatan dan Barat ber-batasan dengan Samudra Atlantik.
2. Kondisi Fisik Afrika merupakan benua yang unik, wilayahnya dilalui oleh tiga garis lintang utama, yaitu garis khatulistiwa (0°), garis balik Utara (23½°LU), dan garis balik Selatan (23½°LS).Sebagian besar wilayahnya merupakan dataran tinggi dan bergurun.Meski demikian, terdapat juga kawasan-kawasan subur di dataran rendah, misalnya di Lembah Sungai Nil dan Lembah Sungai Zaire yang merupakan lembah sungai terbesar kedua setelah Lembah Sungai Amazone.
Iklim:
Kondisi fisik Afrika tersebut memengaruhi variasi iklim yang terjadi. Di daerah pantai, iklimnya dipengaruhi oleh iklim laut, di daerah 0° terdapat iklim tropis yang basah sehingga banyak terjadi hujan,sedangkan di bagian Utara dan Selatan mendapat pengaruh angin gurun sehingga beriklim subtropis yang kering. Khusus di bagian Utara, sedikit terpengaruh iklim Laut Mediteran.
Gurun:
Persebaran gurun di Benua Afrika dapat dijumpai di sekitar garis balik Utara dan garis balik Selatan.Kawasan gurun di bagian Selatan memiliki posisi atau letak yang lebih tinggi bila dibandingkan dengan kawasan gurun di bagian Utara.Namun begitu, gurun di bagian Utara memiliki wilayah yang lebih luas.Gurun di wilayah Utara dikenal dengan sebutan Gurun Sahara (± 9.065.000 km²), membentang dari Senegal di Barat hingga Kenya di Timur.Adapun gurun di wilayah Selatan, yaitu Gurun Kalahari dan Gurun Namibia.
Gunung,
pegunungan, dan plato: Plato
dan
pegunungan
banyak terdapat di Afrika bagian Selatan.Kawasan tersebut banyak memiliki mata air dan aliran sungai dengan ketinggian antara 500 -
10
Gambar 3. Peta Geomorfologi Afrika
1.200 m dari permukaan laut.Plato dan pegunungan di Afrika yang terkenal adalah Plato Umbagi dan Plato Tassilin-Ajjer di Sahara, Plato Shaba di bagian Tenggara, Plato Lunda dan Plato Drakensberg di bagian Selatan, Dataran Tinggi Ethiopia di sebelah Timur, serta Plato Angola di bagian tengah.Pegunungan yang terdapat di Afrika, yaitu Pegunungan Atlas yang membentang dari Pantai Barat Laut Afrika hingga Tunisia dan Pegunungan Cape di bagian Selatan.Gunung di Afrika pada umumnya tidak aktif, namun masih ada beberapa yang aktif.Adapun titik tertinggi Afrika berada di Gunung Kilimanjaro (5.894 m) di Afrika Timur yang selalu tertutup salju.
Sungai dan danau:
Afrika banyak memiliki sungai besar.Sungai-sungai terkenal di Afrika adalah Sungai Nil yang panjangnya 6.500 km (terpanjang di dunia), Sungai Kongo, Sungai Orange di Afrika Selatan, Sungai Niger di Nigeria, dan Sungai Zambesi di Zambia.Beberapa aliran sungai tersebut dibendung untuk irigasi dan pembangkit listrik, misalnya bendungan Aswan yang membendung Sungai Nil dan bendungan Akosombo yang membendung Sungai Volta di Ghana.Danau-danau di Afrika, yaitu Danau Victoria (± 69.484 km²) merupakan danau terbesar di Afrika, Danau Tanganyika, Danau Mobutu, Danau Rudolf, Danau Chad, dan Danau Zambesi.Selain itu, Afrika juga memiliki banyak air terjun besar, yaitu air terjun Tuguela di Afrika Selatan (984 m) dan air terjun Victoria (108 m) di Zimbabwe.
Flora dan fauna:
Kondisi flora dan fauna terkait dengan kondisi iklimnya.Di kawasan iklim hujan tropis (di bagian Afrika Tengah) terdapat variasi tumbuhan dan hutan hujan yang sangat lebat.Di bagian Utara dan Selatan (subtropis) terdapat stepa dan sabana yang luas, sedangkan di kawasan gurun hanya terdapat
stepa
dan
tumbuhan
kaktus.Kondisi alam Benua Afrika sangat
mendukung
penyebaran
fauna.Afrika mempunyai banyak jenis Gambar 4. Peta Geologi Bena Afrika
11
fauna, terutama hewan mamalia besar.Fauna khas Afrika, yaitu addax, zarafah, zebra, antilop, kuda nil, badak, dan gajah.Meskipun mempunyai kemiripan fisik dengan hewan-hewan sejenis di Asia, namun hewan-hewan Afrika memiliki ukuran tubuh yang relatif lebih besar daripada hewan-hewan sejenis di Asia. B. B-VALUE
Istilah b-value berasal dari Hukum Gutenberg-Richter yang menunjukkan hubungan antara magnitudo dengan jumlah total gempa bumi pada suatu daerah dan periode waktu tertentu yang mendekati magnitudo tersebut. Hubungan ini awalnya diusulkan oleh Charles Francis Richter dan Beno Gutenberg. Secara mengejutkan, hubungan ini ternyata
kuat dan tidak bervariasi secara signifikan dari satu daerah ke daerah lain atau dari waktu ke waktu. B-value umumnya konstan dan bernilai 1.0 pada daerah yang aktif secara seismik.
Artinya, untuk setiap gempa dengan magnitudo 4, akan ada 10 gempa dengan magnitudo 3 dan 100 gempa dengan magnitudo 2 terjadi 1000 gempa. Terdapat beberapa variasi pada nilai b-value dengan jangkauan 0.5 sampai 1.5, tergantung dari keadaan tektonik dari daerah tersebut.Pengecualian penting adalah selama gempa dalam kawanan (kejadiannya banyak), dan ketika itulah b-valueakan naik sampai 2.5 yang menandakan proporsi gempa minor yang bahkan lebih besar daripada gempa mayor. Nilai b-value yang berbeda secara signifikan dari 1 mungkin menunjukkan bahwa ada masalah dengan kumpulan data.Contohnya, datanya tidak lengkap atau mengandung kesalahan dalam perhitungan magnitudo. Sebelum mencari nilai B-Value kita harus mengambil data gempa terlebih dahulu, selain digunkan untuk membuat B-Value data ini nantinya digunakan untuk membuat basemap, peta kontur, peta kedalaman, time series dan periodogram. Salah satu situs yang menyediakan data gempa adalah situs NEIC USGS, berikut ini adalah cara mendapatkan data gempa dari situs NEIC USGS. Ambil data gempa historis dari website NEIC USGS sesuai dengan ketentuan kelompok dengan output berupa spreadsheet. Copy semua data ke dalam notepad yang kemudian disimpan dengan format .txt. Buka Excel, open file, pilih format all files, pilih file txt yang berisi data gempa dari USGS.Pilih delimited->next->centang comma (karena delimited data berupa koma), lalu finish.
12
Gambar 5. Tampilan data pada Microsoft excel yang siap diolah
Untuk mencari nilai b-value dari data yang telah diperoleh, pertama data magnitudo diurutkan (mulai dari yang paling kecil sampai paling besar).Lalu, digunakan fungsi count pada aplikasi tersebut untuk menghitung jumlah gempa berdasarkan cacah gempa yang diinginkan. Cacah gempa (Eq) yang digunakan pada pemrosesan kali ini adalah dengan range 0.5.
Kemudian, kedua jenis data tersebut (cacah gempa dengan magnitudo)
ditampilkan dalam bentuk tabel, dan kemudian ditampilkan dalam sebuah histogram (magnitudo pada sumbu x dan cacah gempa pada sumbu y), lengkap dengan trendline dan equation. Untuk histogram selanjutnya, nilai magnitudo dibandingkan dengan log Eq (cacah
gempa), juga dengan trendline dan equation. .
Grafik Frekuensi Vs Magnitudo 250 200 i s n150 e u k e r 100 F
Series1 Expon. (Series1)
50 0 5-5.4
5.5-5.9
6-6.4
6.5-6.9
Magnitudo Grafik 1. Grafik Frekuensi Vs Magnitude dngan Trandline Ekponensial
13
Grafik Log Frekuensi VS Magnitudo 2.5 2 i s n1.5 e u k e 1 r F
y = -0.7649x + 3.0601
Series1 Linear (Series1) Linear (Series1)
0.5 0 5-5.4
5.5-5.9
6-6.4
6.5-6.9
Magnitudo Grafik 2. Grafik Frekuensi Vs Magnitude dengan Trandline Eksponensial
Grafik tersebut menjelaskan hubungan antara magnitudo dengan jumlah total gempa bumi pada suatu daerah dan periode waktu. Pada grafik di atas menunjukkan bahwa nilai Bvalue adalah -0.7649, nilai B-Value tersebut mendekati 1 karena jika kita bulatkan akan didapat -0.8 sehingga nilai B-Value untuk gempa di Afrika sesuai dengan hukum GutenbergRichter. C. PETA DASAR, PETA KONTUR, PETA KEDALAMAN
Peta dasar (Basemap) adalah suatu gambaran dari berbagai komponen yang terpilih didalam suatu daerah pemetaan. Cara membuat basemap adalah sebagai berikut : Buka Surfer, Pilih new worksheet, ambil 3 buah data. Kolom X adalah Longotude, Y adalah Latitude dan Z adalah Magtitude.setelah itu disimpan dalam format .dat, kemudian klik menu map new post map pilih file .dat tadi Open. Overlay dengan peta geografis daerah agar dapat mengetahui posisi gempa. Berikut ini adalah tampilan peta dasar (Basemap) gempa di benua Afrika.
14
Gambar 6. Peta Dasar Gempa di Benua Afrika
Dari plotting gambar tersebut dapat diketahui bahwa kejadian gempa terpusat di tempat-tempat yang khusus, gempa tektonik terjadi di sepanjang perbatasan antara lempeng afrika dengan lempeng arabia dan lempeng Eurasia. Sementara gempa yang diakibatkan oleh aktivitas vulkanik terjadi di wilayah-wilayah yang aktif secara vulkanis seperti di afrika bagian tengah meliputi : Kenya, Ethopia, Kongo, dll. Peta selanjutnya adalah peta kedalaman gempa, peta ini digunakan untuk mengetahui kedalaman posisi hiposentrum gempa, beriku ini adalah cara membuat peta kedalaman gempa Buka Surfer, Pilih new worksheet, ambil 3 buah data. Kolom X adalah Longotude, Y adalah Latitude dan Z adalah kedalaman (Depth), untuk mengetahui kedalaman kolom Z (Depth) harus negatif. Setelah itu disimpan dalam format .dat. kemudian pilih tab plot, klik menu grid pilih file.dat pilih gridding method krigging Ok. Terakhir klik menu map new new 3D surface pilih file .grd tadi Open. Dan berikut ini tampilan peta kedalaman gempa di benua Afrika.
15
Gambar 7. Peta Kedalaman Gempa
Terakhir adalah peta kontur gempa, berikut ini cara membuat peta kntur gempa Buka Surfer, Pilih new worksheet, ambil 3 buah data. Kolom X adalah Longotude, Y adalah Latitude dan Z adalah kedalaman (Depth), untuk mengetahui kedalaman kolom Z (Depth) harus negatif. Setelah itu disimpan dalam format .dat. kemudian pilih tab plot, klik menu grid pilih file.dat pilih gridding method krigging Ok. Terakhir klik menu map new new map contour pilih file .grd tadi Open. Dan berikut ini tampilan peta kedalaman gempa di benua Afrika.
16
Gambar 8. Peta Kontur Gempa
D. TIME SERIES DAN PERIODOGRAM
Time series adalah suatu himpunan pengamatan yang dibangun secara berurutan dalam waktu. Waktu atau periode yang dibutuhkan untuk melakukan suatu peramalan itu biasanya disebut sebagai lead time yang bervariasi pada tiap persoalan. Berdasarkan himpunan pengamatan yang tersedia maka time series dikatakan kontinu jika himpunan pengamatan tersebut adalah kontinu dan dikatakan diskrit bila himpunan pengatamatan tersebut juga diskrit. Analisis runtun waktu adalah suatu metode kuantitatif untuk menentukan pola data masa lalu yang telah dikumpulkan secara teratur.Analisis runtun waktu merupakan salah satu metode peramalan yang menjelaskan bahwa deretan observasi pada suatu variabel dipandang sebagai realisasi dari variabel random berdistribusi bersama. Gerakan musiman adalah gerakan rangkaian waktu yang sepanjang tahun pada bulan-bulan yang sama yang selalu menunjukkan pola yang identik. contohnya: harga saham, inflasi. Gerakan random adalah gerakan naik turun waktu yang tidak dapat diduga sebelumnya dan terjadi secara acak contohnya: gempa bumi, kematian dan sebagainya.
17
Asumsi yang penting yang harus dipenuhi dalam memodelkan runtun waktu adalah asumsi kestasioneran artinya sifat-sifat yang mendasari proses tidak dipengaruhi oleh waktu atau proses dalam keseimbangan. Apabila asumsi stasioner belum dipenuhi maka deret belum dapat dimodelkan. Namun, deret yang nonstasioner dapat ditransformasikan menjadi deret yang stasioner. Sebelum membuat time series maka magnitude gempa harus dikonversi terlebih dahulu ke energi, tujuannya adalah untuk mengetahui besar energi gempa yang dihasilkan oleh gempa dengan magnitudo tertentu. Beberapa jenis magnitudo gempa adalah sebagai berikut: Ms = Surface-wave Magnitude mb = Body-wave Magnitude ML = Local Magnitude Mw = Moment magnitude Me = Energy Magnitude Setiap jenis magnitudo mempunyai hubungan masing-masing yang digunakan untuk menghitung energi gempa. Berikut ini cara mengkonversi magnitude ke energi a) Semua jenis magnitude gempa diubah dalam bentuk Mw (Moment Magitude). b) Kemudian data gempa hasil konversi Mw dikonversi lagi ke bentuk Energi dengan persamaan sebagai berikut: =10^((D2+6.07)*1.5). c) Rumus tersebut di dapat dari persamaan:
Menghitung energi gempa dapat juga dilakukan secara online. 1. Earthquake Seismometer Equation and formulas calculator. http://www.ajdesigner.com/phpseismograph/earthquake_seismometer_richter_scale_ magnitude.php 2. Seismic Moment Magnitude calculator. https://www.wolframalpha.com/input/?i=seismic+moment+magnitude+calculator
18
3. Earthquake Power Calculator https://www.convertalot.com/earthquake_power_calculator.html Setelah mendapatkan energi gempa baru kemudian kita membuat time series, data yang digunakan dalam pembuatan time series adalah magtitude, energi dan waktu terjadinya gempa dalam skala hari. Untuk mengubah ke hari kita harus elakukan konversi Julian date dengan t0 = 11 Januari 2003. Berikut ini adalah cara membuat time series, 1. Buat sheet berisi data terjadinya gempa dalam kolom tahun, bulan, dan tanggal. Lalu masukkan t0 di data pertama atau paling atas. 2. Lalu pada cell D1, masukkan rumus =DATE(A1,B1, C1). Setelah itu drag ke bawah. 3. Pada cell E2, masukkan rumus =D2-$D$1. lalu drag sampai bawah. 4. Buat new sheet, Ambil data magnitude dan masukkan dalam kolom A, dan waktu Julian day dimasukkan dalam kolom B. setelah itu di save dengan type .txt (tab delimited) dengan nama data1.txt. 5. Copy data1 dan rename data hasil copian dengan data2.txt. (Baseline Correction) 6. Buka data2.txt menggunkan excel, setelah itu hitung rata-rata magtitude data pada kolom C1. 7. Pada kolom D1, kurangi magtitude pada kolom A dengan rata-rata magnitude. Gunakan =A1-$C$1. lalu drag sampai bawah. Copi data tersebut ke kolom A dan hapus kolom C dan D. 8. Klik save.Disini kita sudah mendapatkan dua data, yang pertama data asli dan kedua data hasil baseline correction, kedua data ini akan diolah dalam Matlab. 9. Buka Matlab, ketik tstool pada command window. maka akan muncul tampilan berikut. 10. Pilih import array data pilih text file pilih data1.txt klik Next 11. Pilih select the last 12. Klik Display Berikut ini adalah tampilan time series dengan data magnitude vs Julian date
19
Grafik 3. Grafik Time Series Gempa Magnitude Vs Julian Date
Tampilan time series dengan plot data steam.
Grafik 4. Grafik Time Series Gempa Magnitude Vs Julian Date Plot Steam
20
Tampilan time series dengan plot data scatter.
Grafik 5. Grafik Time Series Gempa Magnitude Vs Julian Date Plot Scatter
Tampilan time series dengan data energi vs Julian date.
Grafik 6. Grafik Time Series Gempa Energi Vs Julian Date Plot Steam
Dari grafik time series tersebut dapat kita interpretasikan bahwa gempa terbesar yaitu 7.2 Skala Richter yang memiliki energi sebesar
21
20183663636815600000.00 Joule terjadi pada sekitar hari ke-1000 dari waktu acuan 11 Januari 2003. Setelah membuat time series selanjtnya kita membuat periodogram, tujuan tahap ini adalah untuk mencari apakah dari data gempa di Afrika dalam jangka waktu tertentu, terdapat pola khusus akan terjadinya gempa bumi, hal ini digunakan untuk memperkirakan terjadinya gempa dengan magnitude besar yang merusak. Berikut ini adalah cara membuat periodogram: a) Buka window time series tools. b) Pilih create New. Ganti type dengan Spectral plot. Kemudian klik display, maka akan muncul grafik periodogram seperti ini.
Grafik 7. Grafik Periodogram Gempa Magnitude Vs Frekuensi
Grafik 8. Grafik Periodogram Gempa Energi Vs Frekuensi
22
Dengan persamaan sederhana, f=1/T T=1/f, sehingga di dapat: T=1/0.3x10-7 T= 33333333.33 sekon = 386 hari = 1 tahun 20 hari Dari perhitungan ini diperkirakan gempa terbesar di afrika yaitu 7.2 SR akan terjadi setiap 33333333.33 sekon atau setara 386 hari atau 1 tahun 20 hari, dengan asumsi bahwa gempa berulang secara periodik.
23
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan 1. Data magnitudo gempa berhubungan secara eksponensial dengan data jumlah gempa bermagnitudo tersebut. 2. Nilai b-value dari data jumlah gempa yang kami dapatkan untuk data gempa benua Afrika adalah -0.7649, dimana data diambil dari tanggal 11 j anuari 2003-19 Oktober 2012. 3. Plot posisi gempa, magnitudo, dan kedalaman gempa pada peta menunjukkan bahwa gempa lebih sering terjadi di wilayah-wilayah yang aktif secara seismik misalnya perbatasan lempeng ataupun daerah vulkanis.
4. Perulang peride gempa terbesar di Afrika dengan skala 7,2 SR adalah 33333333.33 sekon atau setara 386 hari atau 1 tahun 20 hari.
5. Energi gempa terbesar di afrika adalah 2.02E+19 Joule dan energi terkecilnya adalah 4.03E+16 Joule. 6. Secara keseluruhan benua Afrika jarang terjadi gempa.
24
REFFERENSI
1. http://earthquake.usgs.gov/earthquakes/search/ 2. http://www.bmkg.go.id/bmkg_pusat/Geofisika/gempabumi.bmkg 3. http://id.wikipedia.org/wiki/Gempa_bumi 4. http://www.adelia.web.id/geografris-benua-afrika/ 5. http://id.wikipedia.org/wiki/Afrika 6. http://basemap.wordpress.com/2013/06/11/basemap-peta-dasar/ 7. http://pinterdw.blogspot.com/2012/03/peta-dasar-base-map.html
25
