Buletin
NOVEMBER 2014
STUDI PERHITUNGAN PARAMETER SEISMOTEKTONIK WILAYAH BIAK - P APUA (STUDI KA SUS GEMPA B IAK 1996, Mw=8,2)
ARIF RACHMAN HAKIM, A.Md Staff Sub Bidang Pengumpulan dan Penyebaran BBMKG Wilayah V
ABSTRAK
Biak adalah wilayah kepuluan yang secara geografis masuk dalam provinsi Papua, dimana letaknya tepat berhadapan dengan zona subduksi utara Papua dengan potensi gempabumi dan tsunami besar bisa terjadi. Gempabumi Biak 17 Februari 1996 dengan magnitude Mw = 8,2 disertai tsunami merupakan gempabumi akibat aktifitas tektonik di zona subduksi tersebut. Dalam studi perhitungan ini, akan disajikan perhitungan parameter seismotektonik dengan menggunakan data katalog gempabumi Balai Besar Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika Wialayah V Jayapura, dan perhitungan menggunakan software ZMAP (Wiemer, 2001) diperoleh nilai –b wilayah Biak sebesar 0,5 – 1,1 dan nilai –a wilayah biak sebesar 3,17 – 7. Sedangkan nilai –b secara temporal mengindikasikan sebelum gempabumi akan terjadi perubahan nilai –b, dalam kasus gempabumi Biak terjadi penurunan nilai –b sebelum gempabumi biak dan terjadi kenaikan nilai –b secara signifikan. K a t a K u n c i : S e i s m o t e k t o n i k , N i l a i –b, Nilai -a
I.
PENDAHULUAN
Biak termasuk dalam wilayah kepulauan Papua, secara geografis wilayah Biak terletak berhadapan dengan zona subduksi antara lempeng Indo-Australia dengan lempeng Pasifik, sehingga potensi bencana gempabumi dan tsunami bisa terjadi. Tanggal 17 Febuari 1996 gempabumi dengan kekuatan Mw 8,2 SR terjadi di kepulauan Biak dan menyebabkan tsunami. Gempabumi tersebut dirasakan di beberapa tempat yaitu di Biak Kabupaten Biak Numfor dengan Intensitas VI-VII MMI, Serui Kabupaten Kepulauan Yapen dengan intensitas VI-VII MMI dan Manokwari Kabupaten Manokwari dengan intensitas IIIIV MMI, serta menyebabkan terjadinya tsunami dengan ketinggian hampir
mencapai 6 hingga 7 meter dibeberapa tempat sekitar Kepulauan Biak.
Gambar.1. Epicenter dan Mekanisme Sumber Gempa Biak 17 Februari 1996 (sumber :http://agungsabtaji.blogspot.com/2012/ :http://agungsabtaji.blogspot.com/2012/ 11/gempabumi-dan-tsunami-biak-papua.html )
| B a l a i B e s a r W i l a y a h V
Buletin
NOVEMBER 2014
Dalam studi ini menggunakan relasi hubungan frekuensi-magnitude (FrequencyMagnitude Distribution, FMD), FMD) , beberapa hasil penelitian ahli kegempabumian menunjukkan bahwa sebelum terjadinya gempabumi besar sering didahului nilai –b –b pada jangka menengah, diikuti penurunan hingga waktu sebelum gempabumi (Schorlermmer et al,2004 dalam I Putu Dedy Pratama et al,.2012) . Dalam Studi Penelitian ini menentukan nilai parameter seimotektonik yaitu nilai b-value dan avalue.
II.
TEKTONIK SETTING
Tektonik Setting kepulauan Biak tidak bisa terlepas dari tektonik setting Kepulauan Papua. Sebelah Utara kepulauan Biak berhadapan dengan lempeng Pasifik yang menunjam pada lempeng Indo-Australia, dimana pergerakan lempeng Pasifik bergerak menuju arah barat daya dengan kecepatan 112 mm/tahun. Indikasi zona subduksi di utara Papua ialah adanya palung sepanjang kepulauan papua. Dalam database Geofisika Balai Besar Wilayah V Jayapura Kepulauan Biak termasuk dalam zona Yapen, Kepulauan Biak berhadapan dengan zona konvergensi dan dilalui oleh sesar Sorong. Sorong.
log n (M) n (M) = a – a – bM ……………..…………(1) dimana n(M) adalah jumlah gempabumi dengan magnitudo M. Nilai –a –a merupakan parameter seismik yang menunjukkan tingkat aktivitas kegempaan yang besarnya bergantung pada observasi dan luas wilayah. Nilai –b –b merupakan parameter tektonik. Nilai – Nilai –b b biasanya mendekati 1 dan menunjukkan jumlah relatif dari getaran yang kecil dan yang besar. Nilai –b –b dapat ditentukan dengan metode least square atau maksimum likelihood. Metode maksimum likelihood menggunakan persamaan yang diberikan Utsu (1965, dalam Suprianto Rohadi 2009) , sebagai berikut: b =
……………(2)
dimana M adalah magnitude rata-rata dan Mmin adalah magnitude minimum. Standar deviasi menggunakan fomula dari Shi dan Bold (1982, dalam Suprianto Rohadi 2009) :
Dimana n adalah jumlah gempa pada sampling perhitungan.
IV. III.
=
DATA DAN PENGOLAHAN
METODOLOGI PENELITIAN Data
Relasi Gutenberg-Richter Gutenberg-Richter Metode untuk mengetahui parameter seismik dan tektonik suatu wilayah adalah dengan hubungan Gutenberg-Richter atau magnitude-frequncy relation (MFR) yang dituliskan sebagai berikut :
Data gempabumi dari katalog BBMKG Wilayah V, dengan batasan 133 o BT – 137 – 137 o BT dan -0o LU -2o LS, dengan kurun waktu 5 mei 1914 sampai 17 januari 2014. Data gempa berjumlah 1.706 dan setelah decluster diperoleh diperoleh jumlah gempa sebanyak 938. Decluster katalog bertujuan untuk | B a l a i B e s a r W i l a y a h V
Buletin
NOVEMBER 2014
menghilangkan pengaruh aftershock sehingga diperoleh gempa yang independent . independent .
V.
HASIL DAN ANALISIS
Distribusi Frekuensi-Magnitude
Gambar.2. Histogram hubungan magnitude terhadap jumlah gempa, (Katalog BBMKG Wilayah V 1914-2014; 2011).
Parameter paling penting dalam menentukan nilai-b dan nilai-a adalah magnitude completeness (Mc) dimana diperlukan deskripsi akurat dari Mc lokal karena Mc pada wilayah penilitian sangat bervariasi. Mc ini dapat diperoleh dengan cukup akurat dari data observasi dengan mengasumsikan sebuah power-law distribution distribution sehingga kehilangan data di ujung katalog dapat dimodelkan, sedangkan distribusi frekuensi magnitude menggambarkan distribusi katalog tentang bagaimana hubungan magnitude dan jumlah gempa gempa yang terjadi.
Pengolahan Data Pengolahan Data tahapan, yaitu :
dilakukan
dengan
1. Seleksi data dan decluster katalog 2. Plot distribusi frekuensi magnitude untuk melihat kelengkapan Magnitudo (Mc) 3. Perhitungan nilai-b dan nilai-a menggunakan program ZMAP (Wiemer, 2002). Perhitungan wilayah penelitian dibagi kedalam grid dan parameter seismotektonik dihitung dengan radius konstan 110 km dan grid pengolahan data 0,2 o x 0,20. Pemilihan panjang radius untuk menentukan penyebaran spasial guna mendapatkan smoothing nilai-b yang masih dapat ditoleransi harus dilakukan. (Suprianto Rohadi, 2009). Sedangkan perhitungan dan pemetaan menggunakan program ZMAP (Wiemer, 2002)
Gambar.3. Distribusi frekuensi magnitude kegempaan wilayah Biak dengan metode maksimum likelihood, ditunjukkan fitting terbaik dan magnitude completeness (Mc).
Variasi Spatial tektonik
Parameter
Seismo-
Pada penelitian ini, pemetean FMD untuk mengetahui daerah gempabumi (regime | B a l a i B e s a r W i l a y a h V
Buletin
NOVEMBER 2014
stress) stress) di sepanjang patahan atau zona subduksi untuk mengidentifikasi adanya akumulasi stress (asperity ). ). Oleh karena itu untuk kegempabumian dengan magnitude rendah terdapat korelasi antara variasi spasial dari nilai b dengan statistic stress drop, apparent stress, dan dynamic stress (Urbanic et al, dalam d alam I Putu Dedy Pratama,dkk,; 2012)
kegempaannya yang tinggi dan dapat dilihat pada daerah konvergensi atau zona subduksi utara Papua. Untuk nilai-b yang tinggi menggambarkan tingkat kerapuhan batuan yang cukup tinggi khususnya di zona subduksi utara Papua memiliki nilai-b yang cukup tinggi.
Variasi Temporal nilai -b Nilai –b –b berkisar antara 0,5 – – 1,1. Dari gambar 6, dapat dilihat bahwa terjadi penurunan dan adanya perubahan signifikan nilai –b –b yang terjadi sebelum gempabumi tahun 1996.
Gambar 4. Peta Variasi spasial nilai-b
Gambar.6. Variasi nilai-b terhadap waktu, terlihat adanya penurunan kurva sebelum gempabumi Biak 17 Februari 1996. Dalam beberapa studi perubahan nilai –b –b sebagai precursor gempabumi jangka pendek, menengah dan jangka panjang menunjukkan adanya perubahan nilai –b –b dengan didahului kenaikan pada jangka menengah dan diikuti penurunan dalam jangka waktu waktu tertentu tertentu sebelum gempabumi. gempabumi. Gambar 5. Peta Variasi Spasial nilai-a Dari Gambar 4 dan 5 dapat dilihat bahwa nilai-b sebesar 0,5 - 1,1 sedangkan untuk nilai-a sebesar 3,17 – 7. – 7. Niai – Niai –a a yang tinggi menggambarkan tingkat keaktifan | B a l a i B e s a r W i l a y a h V
Buletin
NOVEMBER 2014
KESIMPULAN Berdasarkan studi perhitungan nilai –b –b untuk wilayah Biak dapat disimpulkan bahwa : 1. Kisaran nilai –b –b di wilayah Biak adalah sebesar 0,5 – – 1,1 dan kisaran nilai –a –a sebesar 3,17 – 3,17 – 7. 7. Wilayah yang memiliki nilai –b –b yang tinggi memiliki interpretasi bahwa tingkat kerapuhan batuan di daerah tersebut tinggi sedangkan sebaliknya, jika rendah biasanya berpotensi memicu terjadinya gempabumi besar di masa mendatang. 2. Variasi temporal nilai –b –b pada wilayah Biak menunjukkan adanya perubahan kurva penuran nilai –b –b sebelum terjadinya gempabumi 1996 dan terjadi kenaikan yang signifikan. Hal Ini mengindikasikan adanya korelasi antara perubahan nilai –b –b terhadap gempabumi kuat, dan dapat dijadikan kajian lebih lanjut sebagai precursor gempabumi.
Tingkat Kegempaan Di Wilayah Papua. Papua. Jakarta: Buletin BMKG Volume.5 No.2 Juni 2009. 4. Wiemer, S. 2001. Software Package to Analyze Seismicity. -: ZMAP . 5. BBMKG V. 2011. Laporan Database Geofisika Tahun 2011 Balai Besar Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika Wilayah V Jayapura. Jayapura: BBMKG V. 6. http://agungsabtaji.blogspot.com/2012/1 1 /gempabumi-dan-tsunami-biakpapua.html diakses 14 November 2014.
DAFTAR ACUAN 1. Pratama, I Putu Dedy, dkk. 2012, Studi Analisa Perubahan Nilai –b Untuk Prediksi Gempabumi Wilayah Sumatera Bagian Utara . Utara. -: Prosiding Scientific Jurnal Club Edisi Ke:7 , 2012. 2. Sunarya, Dede, Pratama, I Putu Dedy, 2012, Studi Seismotektonik dan Potensinya Sebagai Precursor tingkat Kegempaan di Wilayah Sumatera. Sumatera . Jakarta: Buletin BBMKG Wilayah 2, Volume 2 No.3 – Maret – Maret 2012. 3. Rohadi, Supriyanto. 2009. Variasi Spatial dan Temporal Seismotektonik Sebagai Indikasi | B a l a i B e s a r W i l a y a h V
