TA Dwi Karyadi P

LAPORAN KERJA

PENENTUAN POLA MEKANISME SUMBER GEMPABUMI BERDASARKAN POLARISASI PERTAMA GELOMBANG P (Studi Kasus Gempabumi Bengkulu 12 September 2007)

OLEH

DWI KARYADI PRIYANTO 13.05.1435

PROGRAM PENDIDIKAN DIPLOMA III JURUSAN GEOFISIKA AKADEMI METEOROLOGI DAN GEOFISIKA AGUSTUS, 2008

LAPORAN KERJA

PENENTUAN POLA MEKANISME SUMBER GEMPABUMI BERDASARKAN POLARISASI PERTAMA GELOMBANG P (Studi Kasus Gempabumi Bengkulu 12 September 2007)

OLEH


LAPORAN KERJA INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI AHLI MADYA GEOFISIKA

PROGRAM PENDIDIKAN DIPLOMA III JURUSAN GEOFISIKA AKADEMI METEOROLOGI DAN GEOFISIKA AGUSTUS, 2008

UCAPAN TERIMA KASIH

Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT, atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penulis

dapat menyusun dan menyelesaikan Laporan Kerja yang

dirumuskan dalam judul: “PENENTUAN POLA MEKANISME SUMBER GEMPABUMI BERDASARKAN POLARISASI PERTAMA GELOMBANG P (Studi kasus gempabumi Bengkulu tanggal 12 September 2007)”. Laporan kerja ini disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk menyelesaikan studi pada Program Diploma 3 (tiga) Jurusan Geofisika, Akademi Meteorologi dan Geofisika, Penulis menyadari bahwa laporan kerja ini dapat terselesaikan dengan bantuan dan kemudahan dari berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan yang baik ini, dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar-besarnya dan penghargaan yang setulus-tulusnya kepada : Orang tua tercinta ayahanda C. Priyanto Hadi dan ibunda Lina Hadi beserta saudara-saudara penulis yang telah memberikan semangat, dukungan lahir batin dan doa restunya. Bpk. Drs. Mulyono R. Prabowo, M.Sc selaku Direktur Akademi Meteorologi dan Geofisika, yang telah memberikan dukungan secara langsung dan tidak langsung selama penulis menuntut ilmu di AMG Jakarta. Bpk. Drs. Soenarjo, M.Sc selaku Pembimbing, yang telah banyak meluangkan waktu, tenaga, pikiran dan petunjuk untuk memberikan bimbingan, serta bantuan dalam penulisan laporan kerja ini. Bpk. Agus Marsono, M.Si atas bantuannya selama saya menyusun laporan kerja ini. Ibu. Nurella selaku Bintal jurusan Geofisika yang memberikan bantuannya dalam penulisan laporan kerja ini. Pusat Gempa Nasional (PGN) dan Balai Besar wilayah II Jakarta, yang telah memberikan data dan bantuannya untuk menyusun laporan kerja ini.

Rekan-rekan taruna/i geofisika angkatan 41 Akademi Meteorologi dan Geofisika yang telah memberikan dukungannya kepada penulis. Penulis menyadari bahwa laporan kerja ini masih banyak kekurangan dan jauh dari sempurna. Maka, dengan hati yang ikhlas penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun untuk menyempurnakan laporan kerja ini agar lebih baik. Akhir kata, besar harapan penulis semoga laporan kerja ini bermanfaat bagi semua pihak dan khususnya bagi perkembangan dunia ilmu pengetahuan di bidang Geofisika.

Jakarta,

Agustus 2008 Penulis,


Dwi Karyadi Priyanto NPT: 13.05.1435 AMG, Jurusan Geofisika

Dosen Pembimbing Drs. Soenarjo M.Sc NIP:120 085 512

PENENTUAN POLA MEKANISME SUMBER GEMPABUMI BERDASARKAN POLARISASI PERTAMA GELOMBANG P (Studi Kasus Gempabumi Bengkulu 12 September 2007) ABSTRAK Metode mekanisme fokal yaitu suatu metode dalam geologi struktur yang menerangkan sistem stress atau gaya tektonik yang bekerja pada suatu bidang sesar. Ada beberapa cara untuk menentukan atau untuk mengidentifikasi mekanisme sumber gempa bumi, di antaranya dengan menggunakan data awal arah gelombang P. Dari seismogram dapat di ketahui gerakan awal dari gelombang P. Untuk gerakan ke atas dinotasikan dengan C (kompresi), sedangkan gerakan ke bawah dinotasikan D (dilatasi). Dengan data awal dari gelombang P disekitar pusat gempa bumi, maka jenis sesar yang terjadi dapat diidentifikasi. Metode ini diterapkan untuk mencari orientasi bidang sesar gempa bumi Bengkulu yang terjadi pada tanggal 12 September 2007 dengan epicenter 4.67 LS 101.13BT atau 195 km barat daya Bengkulu, dengan magnitude 7.9 SR dan kedalaman 10 km. Hasil analisis yang diperoleh dari pengolahan menggunakan software dari International of Seismology and Earthquake Engineering (IISE) Jepang, adalah: Nodal Plane 1: Strike 334 Dip 10 Rake 122  Nodal Plane 2: Strike 121 Dip 82 Rake 85  Dari hasil analisis diperoleh bahwa, orientasi bidang sesar gempa utama Bengkulu tanggal 12 September 2007 merupakan sesar naik / “Thrust Fault”. Dari hasil analisis pengeplotan bola fokus di dareah kejadian gempa dan sesuai dengan peta hasil distribusi gempa didapatkan bahwa gempa bumi Bengkulu terletak pada daerah Subduksi di sebelah barat daya Bengkulu dan patahannya bergerak ke arah barat laut Bengkulu. Nodal plane yang dipilih adalah nodal plane 1 dengan alasan, penyesuaian terhadap kondisi geologi dan tektonik serta dipilih Nodal plane yang memiliki dip terkecil

Kata kunci : sesar, orientasi bidang sesar, solusi mekanisme focal.

DAFTAR ISI Halaman

SAMPUL DALAM LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................

ii

UCAPAN TERIMA KASIH.......................................................................

iii

ABSTRAK ..................................................................................................

v

DAFTAR ISI...............................................................................................

vi

DAFTAR GAMBAR ................................................................................

viii

DAFTAR TABEL......................................................................................

ix

BAB I

PENDAHULUAN......................................................................

1

1.1 Latar Belakang ..................................................................

1

1.2 Maksud dan Tujuan...........................................................

3

1.3 Batasan Masalah ...............................................................

3

1.4 Metode Penelitian .............................................................

4

1.5 Sistematika Penulisan .......................................................

4

LANDASAN TEORI .................................................................

5

2.1 Teori Tektonik Lempeng ..................................................

5

2.2 Teori Elastic Rebound.......................................................

6

2.3 Jenis-Jenis Gempabumi.....................................................

6

2.4 Teori Dasar Mekanisme Fokal ..........................................

8

2.4.1 Teori Kopel Ganda ..................................................

8

2.4.2 Teori Mekanisme Pusat Gempa...............................

9

BAB II

2.5 Teori Mekanisme dengan Metode Impuls Pertama Gelombang P.....................................................................

15

2.5.1 Bola Fokus...............................................................

17

2.6 Sesar ( Fault) .....................................................................

18

2.6.1 Parameter Bidang Sesar...........................................

18

2.6.2 Jenis-Jenis Sesar ......................................................

19

BAB III DATA DAN METODE PENGOLAHAN .................................

21

3.1 Data ...................................................................................

21

3.2 Metode Pengolahan...........................................................

22

3.2.1 Pengolahan dengan Program FOCAL .....................

22

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN ............................................

24

4.1 Analisa Bola Fokus ...........................................................

24

4.2 Pembahasan.......................................................................

25

4.3 Hasil Pengeplotan Gempabumi Susulan ...........................

27

4.4 Perbandingan Antara Hasil Analisa Dengan Hasil dari USGS dan Harvard ...........................................

BAB V

30

PENUTUP 5

Kesimpulan .......................................................................

32

DAFTAR ACUAN .....................................................................................

33

DAFTAR PUSTAKA .................................................................................

34

LAMPIRAN-LAMPIRAN..........................................................................

35

DAFTAR GAMBAR

Gambar

Halaman

Gambar 1. Pergerakan lempeng tektonik di Indonesia ....................................... 1 Gambar 2. Pergerakan lempeng tektonik ............................................................ 5 Gambar 3. Mekanisme gempabumi yang menjadi sumber gempa tektonik ....... 6 Gambar 4. Polarisasi gerakan pertama gelombang P dan S................................ 8 Gambar 5. Bola pusat gempa yang menggambarkan hypocenter ....................... 10 Gambar 6. gambaran 3 D radiasi gelombang gempa model kopel ganda......... 10 Gambar 7. Proyeksi bola pusat gempa ke bidang equatorial .............................. 11 Gambar 8. Orthogonalitas dua bidang nodal....................................................... 12 Gambar 9. Bidang proyeksi luasan sama (bidang stereografis) .......................... 12 Gambar 10. Pengukuran sudut strike dan dip pada diagram ............................. 13 Gambar 11. Penentuan sumbu P dan T 45 0 dari dua kutub garis nodal............. 14 Gambar 12. Penentuan sudut rake pada reverse fault (kiri) dan normal fault (kanan)................................................................ 15 Gambar 13. Pola radiasi system kopel tunggal.................................................. 16 Gambar 14. Pola radiasi system kopel ganda .................................................... 16 Gambar 15. Gerakan awal gelombang P pada stasiun pencatat gempa yang dipengaruhi oleh gaya compressi dan dilatasi ............................... 18 Gambar 16. Jenis-jenis sesar.............................................................................. 19 Gambar 17. Orientasi bidang patahan ............................................................... 20 Gambar 18. Diagram Flow Chart Pengolahan Data .......................................... 23 Gambar 19. Diagram proyeksi stereographic menentukan mekanisme gempa .. 25 Gambar 20. Hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa utama Bengkulu ....... 26 Gambar 21. Hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa susulan Bengkulu..... 27 Gambar 22. Hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa susulan Bengkulu..... 28 Gambar 23. Hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa susulan Bengkulu..... 28 Gambar 24. Hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa susulan Bengkulu..... 29 Gambar 25. Hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa susulan Bengkulu..... 29 Gambar 26. Peta distribusi pergerakan gempa .................................................. 30

DAFTAR TABEL Tabel

Halaman

Tabel 1. Stasiun pencatat gempa utama Bengkulu Tanggal 12-09-2007......... 35 Tabel 2. Stasiun pencatat gempa susulan Bengkulu Tanggal 12-09-2007 ...... 36 Tabel 3. Stasiun pencatat gempa susulan Bengkulu Tanggal 13-09-2007 ...... 37 Tabel 4. Stasiun pencatat gempa susulan Bengkulu Tanggal 14-09-2007 ...... 38 Tabel 5. Stasiun pencatat gempa susulan Bengkulu Tanggal 15-09-2007 ...... 39 Tabel 6. Stasiun pencatat gempa susulan Bengkulu Tanggal 19-09-2007 ...... 40 Table 7. Stasiun pencatat gempa di Indonesia tahun 2007 .............................. 41

BAB I PENDAHULUAN

1.1

LATAR BELAKANG

Indonesia mempunyai tatanan geologi yang cukup rumit, hal ini disebabkan Indonesia

terletak

pada

jalur

pertemuan

tiga

lempeng

besar

dunia

(Triple Junction Convergen) yaitu Lempeng Eurasia yang bergerak relatif ke arah selatan, lempeng Indo-Australia yang relatif bergerak ke arah utara, serta Lempeng Pasifik yang bergerak relatif ke arah barat daya, serta saling bertumbukan, satu sama lain (gambar 1). Lempeng Indo-Australia bertumbukan dengan Lempeng Eurasia, dimana Lempeng Indo-Australia menyusup masuk ke bawah Lempeng Eurasia dengan kedalaman ± 300 km tepat di bawah Pulau Sumatera dengan Dip ± 60-80° (Tajan, 1997), serta dengan kecepatan rata-rata ± 5,5 - 7,0 cm/tahun (Hamilton, 1979), dan dengan kedalaman ± 650 km di bawah Pulau Jawa. Sedangkan Lempeng Pasifik bertumbukan dengan Lempeng Indo-Australia dan Lempeng Philipina dengan kecepatan ± 11 cm/tahun (ERI-JAPAN). Pada daerah pertemuan tersebut menyebabkan sering terjadinya gempabumi karena aktifitas pergerakan lempeng-lempeng tersebut. Oleh karena itu Indonesia merupakan kawasan pinggiran benua yang paling aktif di dunia.

Gambar 1. Pergerakan lempeng tektonik di Indonesia

Stress yang terjadi dalam batuan kerak bumi dapat mengakibatkan batuan tersebut patah. Patahan tersebut mengakibatkan pelepasan energi stress yang telah terakumulasi berupa gelombang elastis. Apabila energi tersebut cukup besar maka getaran-getaran akibat penjalaran gelombang gempa dapat dirasakan sampai di permukaan bumi. Gelombang gempa yang biasa disebut dengan gelombang seismik menjalar dari sumber gempa ke berbagai arah dan akan tercatat oleh seismograph sebagai seismogram. Bentuk gelombang seismik pada seismogram di setiap stasiun pencatat gempa tidak sama, hal ini dipengaruhi oleh adanya respon alat yang berbeda dan medium perantaranya. Disamping faktor-faktor tersebut, gelombang seismik tergantung dari sumber gempa yang berupa sesar atau patahan. Oleh karena itu dengan informasi gelombang seismik yang tercatat di dalam seismogram dapat ditentukan karakteristik sesar atau patahannya. Untuk mengetahui karakteristik tersebut diperlukan analisa tentang mekanisme fokal gempabumi yaitu penentuan parameter bidang sesar atau patahan yang antara lain meliputi penentuan harga strike, dip dan rake. Penentuan mekanisme fokal dapat dilakukan dengan beberapa cara diantaranya dengan menggunakan kombinasi gelombang P dan S, dan arah gerakan pertama gelombang P, serta dengan menggunakan bentuk gelombang. Dalam Tugas Akhir ini dibahas penentuan mekanisme fokal dengan menggunakan data awalan arah gerakan pertama gelombang P. Sebagai studi kasus penulis membahas penentuan mekanisme fokal pada gempabumi Bengkulu. Gempabumi Bengkulu yang dibahas pada tulisan ini terjadi pada tanggal 12 September 2007, dengan koordinat epicenter 4.67 LS – 101.13 BT dan magnitude 7.9 SR serta ˚

˚

kedalaman 10 km. Sumber gempa berada di Samudera Hindia ±195 km Barat Daya Bengkulu. Gempa ini menimbulkan kerusakan yang hebat pada infrastruktur dan prasarana lain di propinsi Bengkulu. Secara goegrafis propinsi bengkulu terletak pada 3 - 4 LS dan 102 - 103 BT ˚

˚

˚

˚

Secara geologis propinsi Bengkulu terletak pada daerah seismik aktif, yaitu dengan adanya sesar Semangko yang memanjang dari Aceh sampai teluk Semangka di Lampung, adanya zone subduksi disebelah barat Bengkulu dimana lempeng Indo-Australia menyusup ke dalam lempeng Eurasia, kemudian terdapat

sesar Mentawai yang berada di lautan di antara daerah subduksi dan Pulau Sumatera yang memanjang sejajar dengan sesar Semangko melalui Kep. Mentawai. Fakta ini menyebabkan Bengkulu memiliki kerawanan terhadap gempabumi yang cukup tinggi.

1.2

MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud dan tujuan dari penulisan tugas akhir ini adalah : Menentukan parameter orientasi bidang sesar yang diakibatkan oleh gempabumi Bengkulu pada tanggal 12 September 2007 dengan menggunakan analisa mekanisme sumber gempa, mengetahui jenis sesar yang terjadi dan mengidentifikasi posisi sumber gempa.

1.3

BATASAN MASALAH

Adapun daerah penelitian yang dipilih adalah daerah di sebelah barat daya Bengkulu dengan koordinat antara 0 dikumpulkan

meliputi

data

˚

gempa

± 5 LS - 90 ± 105 BT. Data yang ˚

utama

˚

dengan

˚

koordinat

epicenter

4.67 LS – 101.13 BT, magnitude 7.9 SR, kedalaman 10 km dan data gempa ˚

˚

susulan dengan magnitude ≥ 5.5 SR dikumpulkan sebanyak 5 gempa (PGN, 2007) untuk dibuat solusi mekanisme fokalnya, serta data gempa susulan dengan magnitude kecil (≤ 5.5 SR) periode 1 bulan untuk menunjukkan adanya keterkaitan antara gempa utama dengan gempa susulan. Penentuan parameter bidang sesar dan penentuan jenis sesar yang terjadi dengan data yang digunakan adalah data awal arah gelombang primer (P) dari sinyal gelombang (wave form) yang tercatat di Pusat Gempa Nasional, Jakarta dan data gempa dari beberapa stasiun luar negeri yang bersumber dari Internasional Seismological Center (ISC), United State Geological Service (USGS) dan Harvard. Adapun metoda yang digunakan dalam analisa ini penulis menggunakan metode fokal mechanism dengan data awal arah gelombang P.

1.4

METODE PENELITIAN

Pada penulisan ini, penulis menggunakan metode pembacaan impuls gelombang P yang diolah secara otomatis dengan menggunakan Program FOCAL yang didapat dari International of Seismology and Earthquake Engineering (IISE) Jepang. Hasil dari pengolahan ini yaitu parameter bidang sesar yang berupa strike, dip, dan rake. 1.5

SISTEMATIKA PENULISAN

Untuk memudahkan penulis dalam membahas tugas akhir ini, penulis membuat sistematika penulisan sebagai berikut : •

BAB I PENDAHULUAN

Membahas tentang latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, batasan masalah, metode penelitian, serta sistematika penulisan. •

BAB II LANDASAN TEORI

Membahas tentang teori tektonik lempeng, teori elastic rebound, jenis-jenis gempabumi, teori dasar mekanisme fokal yang terdiri dari teori kopel ganda dan teori mekanisme pusat gempa, teori mekanisme dengan metode impuls pertama gelombang primer (P), dan penentuan tipe sesar (fault). •

BAB III DATA DAN METODE PENGOLAHAN

Membahas tentang data dan metode yang digunakan dalam pengolahan data serta pengolahan dengan program FOCAL •

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

Analisa bola fokus, pembahasan hasil analisa, hasil pengeplotan data gempabumi susulan, Perbandingan antara hasil analisa dengan hasil dari USGS dan Harvad. •

BAB V PENUTUP

Berisi kesimpulan terhadap hasil pembahasan

BAB II LANDASAN TEORI

2.1

TEORI TEKTONIK LEMPENG

Teori ini menerangkan pergerakan kulit bumi yang bergerak secara dinamis, yang disebabkan oleh stress yang bekerja terus menerus dan melewati batas kekuatan batuan. Pergerakan lempeng-lempeng tersebut menurut teori tektonik lempeng disebabkan oleh arus konveksi yang terdapat di dalam bumi, dimana gerakannya bisa divergen, yaitu pergerakan dua buah lempeng tektonik atau lebih yang bergerak saling menjauh satu sama lainnya yang mengakibatkan material mantel naik keatas atau terjadi pergerakan mantel (mantel convection) membentuk lantai samudera (sea floor spreading). Pergerakan mantel ini terjadi karena adanya pendinginan dari atas dan pemanasan dari bawah sehingga mantel akan bergerak ke atas. Pergerakan lempeng yang kedua yaitu konvergen, pergerakan lempeng tektonik yang bergerak saling mendekat (bertemu). Pergerakan ini dapat menyebabkan salah satu lempeng menyusup di bawah lempeng yang lainnya, membentuk

zona

subduksi

atau

menyebabkan

lempeng-lempeng

saling

bertumbukan ke atas, membentuk zona tumbukan. Pada zona subduksi, di kedalaman sekitar 150 – 200 km, karena gesekan dan tekanan yang tinggi, akan terjadi diferensiasi magma yang dapat naik ke permukaan bumi menjadi gunung api. Pergerakan yang terakhir yaitu transform atau konservatif yaitu pergerakan lempeng yang bergerak lateral satu sama lainnya atau bergerak saling bergesekan tanpa membentuk atau merusak lithosfer.

Gambar 2. Pergerakan lempeng tektonik

2.2

TEORI ELASTIC REBOUND

Seorang

seismolog

Amerika,

Reid

(Bullen,

1965

;

Bolt

1988)

mengemukakan suatu teori yang menjelaskan mengenai bagaimana umumnya gempabumi terjadi. Teori ini dikenal dengan nama “ Elastic Rebound theory”. Mekanisme sumber gempabumi

dapat dijelaskan sebagai berikut, jika

terdapat 2 buah gaya yang bekerja dengan arah berlawanan pada batuan kulit bumi, batuan tersebut akan terdeformasi, karena batuan mempunyai sifat elastis. Bila gaya yang bekerja pada batuan dalam waktu yang lama dan terus-menerus, maka lama-kelamaan daya dukung pada batuan akan mencapai batas maksimum dan akan mulai terjadi pergeseran. Akibatnya batuan akan mengalami patahan secara tiba-tiba sepanjang bidang sesar (fault) setelah itu batuan akan kembali stabil, namun sudah mengalami perubahan bentuk atau posisi. Pada saat batuan mengalami gerakan yang tiba-tiba akibat pergeseran batuan, energi stress yang tersimpan akan dilepaskan dalam bentuk getaran yang kita kenal sebagai gempabumi.

Gambar 3. Mekanisme gempabumi yang menjadi sumber gempa tektonik

2.3

JENIS-JENIS GEMPABUMI

Gempabumi adalalah suatu gerakan tiba-tiba atau suatu rentetan gerakan tiba-tiba dari tanah yang bersifat transient (sambung menyambung) yang berasal dari suatu daerah terbatas dan menyebar dari titik tersebut ke segala arah (M.T. Zein 1983).

Jenis gempabumi berdasarkan penyebab terjadinya dikenal ada empat macam yaitu : 1) Gempabumi Tektonik, yaitu gempabumi yang terjadi karena adanya gejala tektonik alam, seperti adanya pergeseran lempeng benua. 2) Gempabumi Vulkanik, yaitu gempabumi yang terjadi karena adanya aktivitas vulkanik (gunung api). 3) Gempabumi Terban/runtuhan, yaitu gempabumi yang terjadi karena adanya runtuhan pada dinding-dinding goa. 4) Gempabumi Buatan, yaitu gempabumi yang terjadi karena adanya ledakan dinamit atau nuklir.

Menurut Mogi (1967) pola umum gempabumi berdasarkan aktivitasnya dibedakan dalam tiga jenis, yaitu : a) Tipe I : yaitu gempabumi utama (main shock), yang tanpa didahului gempa pendahuluan (foreshock), tetapi diikuti oleh banyak gempa susulan (after shock). Gempabumi tipe ini biasanya terjadi di daerah yang mempunyai medium homogen dengan stress yang bekerja hampir merata. Sebagian besar gempabumi tektonik yang terjadi di bumi tergolong jenis ini. b) Tipe II : yaitu sebelum gempabumi utama (main shock) terjadi, didahului oleh gempa-gempa pendahuluan (fore shock) dan kemudian diikuti oleh gempa susulan yang cukup banyak. Gempabumi tipe ini terjadi pada daerah dengan struktur batuan/medium yang tidak seragam dengan distribusi stress yang bekerja juga tidak seragam. c) Tipe III : yaitu gempa yang tidak mempunyai gempa utama (main shock). Gempabumi tipe ini disebut gempabumi ” swam” dan gempabumi ini biasanya terjadi dalam daerah yang terbatas. Pada umumnya gempabumi ini terjadi di daerah gunung api dan pada daerah yang struktur mediumnya tidak seragam dengan stress yang bekerja terkonsentrasi pada area yang terbatas.

2.4

TEORI DASAR MEKANISME FOKAL

2.4.1 Teori Kopel Ganda

Honda (1957) mengatakan ada 2 (dua) tipe gaya yang mungkin untuk sumber gempa (diasumsikan sumber gempa berupa titik) sistem gaya tipe I Single Couple ( Kopel Tunggal) dan sistem gaya tipe II Double Couple (kopel Ganda), namun pada dasarnya gempa bumi yang terjadi disebabkan oleh sistem gaya tipe II. Kopel tunggal menyatakan pada sumber gempa bekerja sepasang gaya dengan arah berlawanan tetapi sejajar dan bergerak sepanjang sumbu Y. Pergerakan ini ditransmisikan ke permukaan sebagai gelombang P, menjadi gerakan kompresi dan dilatasi. Kopel ganda menyatakan pada sumber gempa bekerja empat gaya sama besar dan berlawanan arah yang berlaku sebagai sepasang momen gaya yang saling tegak lurus. Sistem ini dapat menerangkan posisi gaya yang bekerja pada akhir proses patahnya atau bergesernya suatu lapisan sesuai teori pegas elastis ( Elastic Rebound Theory). Teori ini dapat juga menerangkan polaritas gelombang P dari tempat gempabumi alami.

Gambar 4. Polarisasi gerakan pertama gelombang P dan S untuk sumber : a) Kopel Tunggal dan b) Kopel Ganda

Karakteristik model kopel ganda: a) Asumsi sumber titik: Dengan asumsi bahwa sumber gempa adalah sebuah titik. Hal ini cocok apabila jarak hipocenter dan stasiun lebih besar dari ukuran sesar. b) Konfigurasi sistem gaya kopel ganda: Model ini mempunyai dua pasang gaya yang masing-masing mempunyai magnitude yang sama dan berlawanan arah. c) Ekuivalen sistem gaya kopel ganda dengan dislokasi geser (gerak sesar). Sistem gaya kopel ganda menghasilkan medan perpindahan yang sama terhadap sumber gempa seperti yang sama berkenaan dengan dislokasi geser (shear dislocation) di sepanjang sesar. Salah satu dari dua orientasi kopel ganda merupakan orientasi dari sesar, sehingga kopel ganda menghasilkan dua orientasi bidang sesar yang mungkin terjadi.

2.4.2 Teori Mekanisme Pusat Gempa

Studi mekanisme pusat gempa bertujuan untuk menentukan model sesar gempa berdasarkan bidang nodal dari hasil pengamatan polaritas gelombang P yang dipancarkan oleh Hipocenter. Jika stasiun seismograf yang melingkupi pusat gempa cukup banyak maka dengan mudah dapat dipisahkan antara kelompok stasiun yang merekam kompresi dan kelompok stasiun yang merekam dilatasi. Kadang-kadang jumlah stasiun tidak cukup sehingga tidak semua gempa dapat ditentukan solusi mekanisme pergerakan pusat gempanya. Untuk menggambarkan distribusi polaritas gerakan awal gelombang P secara global dapat digunakan prosedur grafik untuk menentukan dua bidang nodal. Hipocenter diasumsikan sebagai bola dengan radius sangat kecil yang disebut bola pusat gempa (gambar 5). Gelombang gempa mencapai stasiun seismograf S meninggalkan bola pusat gempa dengan sudut elevasi i dan azimuth Ф. Ditentukan S pada bola pusat gempa dengan polaritas gelombang P kompresi

atau dilatasi yang diamati di stasiun seismograf S. Prosedur ini dilakukan untuk semua stasiun yang merekam getaran gempa sehingga diperoleh polaritas gelombang P secara global yang yang dipancarkan dari Hipocenter. Metode ini

didasarkan pada kenyataan bahwa polaritas gerakan awal gelombang langsung P tidak berubah selama penjalarannya sehingga polaritas pada bola pusat gempa masih sama dengan polaritas pada Hipocenter. Untuk kasus gelombang seismik refleksi seperti gelombang P, polaritas gerakan awal akan berubah sebaliknya setelah meninggalkan bidang refleksi. Karena bola pusat gempa merupakan bentuk dimensi ruang maka polaritas gerakan awal gelombang P akan terdistribusi dalam tiga dimensi. Hal ini sangat sulit untuk diinterpretasikan secara visual (gambar 6). Untuk mengatasi masalah tersebut perlu dibuat proyeksi dari bentuk tiga dimensi ke bentuk dua dimensi yang disebut sebagai diagram mekanisme pusat gempa yang lebih mudah dibuat interpretasinya secara visual (gambar 7).

Gambar 5. Bola pusat gempa yang menggambarkan Hipocenter

Gambar 6. gambaran tiga dimensi radiasi gelombang gempa model kopel ganda.

Gambar 7. Proyeksi bola pusat gempa ke bidang equatorial.

Sebelum membuat diagram mekanisme pusat gempa perlu ditentukan lebih dahulu bagaimana cara menginterpretasikannya. Gambar 7 menunjukkan cara memproyeksikan dari bola pusat gempa ke diagram pusat gempa. Pada model kopel ganda pola radiasi gelombang seismik simetri dengan Hipocenter sehingga yang dapat diproyeksikan hanya setengah bola pusat gempa. Bola pusat gempa dibelah menjadi dua (bagian atas dan bawah) oleh bidang horizontal yang melalui Hipocenter. Polaritas data S (kompresi atau dilatasi) pada belahan bola bagian bawah diproyeksikan ke titik pada diagram. Polaritas data pada belahan bola bagia atas simetri dengan data yang ada di belahan bola bagian bawah. Dua bidang nodal dinyatakan pada diagram sebagai dua garis (gambar 8) Karena dua bidang tersebut tegak lurus satu sama lain maka masing-masing bidang saling berpotongan melalui pusatnya. Pusat ini merupakan vektor yang tegak lurus bidang. Arah vektor yang menjauhi Hipocenter ditandai dengan titik potong antara vektor dan bola pusat gempa yang dinyatakan titik pada diagram. Gambar 8 menunjukkan titik potong tersebut sebagai titik A dan B pada garis nodal b dan a.

Gambar 8. Orthogonalitas dua bidang nodal.

Dua garis nodal membagi diagram ke dalam empat kuadran kompresi dan dilatasi gelombang seismik. Kuadran kompresi biasanya dinyatakan dengan gambar arsiran. Pada diagram dapat dibaca parameter bidang nodal yang terdiri dari sudut strike, dip, dan rake (slip). Penting untuk diketahui bahwa salah satu dari bidang nodal merupakan sesar/patahan gempa.

Gambar 9. Bidang proyeksi luasan sama (bidang stereografis).

Gambar 9 digunakan untuk menentukan parameter bidang sesar/patahan dari diagram mekanisme pusat gempa. Bagian kanan gambar tersebut digunakan untuk menggambar garis nodal. Sedangkan bagian kiri digunakan untuk menentukan azimuth dan sudut busur pada garis nodal. Garis horizontal digunakan untuk

menentukan sudut atau bidang nodal yang diukur dari garis vertikal. Gambar 10, 11 dan 12 menunjukkan cara bagaimana menentukan strike, dip, rake, lokasi (plunge dan azimuth) sumbu P dan T pada diagram yang merupakan parameter bidang sesar. Prosedur untuk menentukan parameter bidang sesar dapat dijelaskan sebagai berikut : 1) Untuk menentukan strike, posisi hanging wall di sebelah kanan arah strike dan diukur searah jarum jam dari arah utara (gambar 10). 2) Dip diukur dengan menggunakan setengah lingkaran bagian kanan (gambar 10).

Gambar 10. Pengukuran sudut strike dan dip pada diagram.

3) Sumbu tekanan P dan sumbu tarikan T terletak pada titik 45 0 dari dua titik A dan B (gambar 2.11). Sumbu P di kuadran dilatasi dan sumbu T di kuadran kompresi dengan gambar arsiran. Perpotongan antara dua garis nodal disebut sumbu N (null) yang merupakan arah stre ss nol. Sumbu P, T, dan N ditentukan oleh azimuth (diukur searah jarum jam dari arah utara) dan plunge (diukur ke arah bawah dari horizontal). Kedua sudut tersebut diukur dengan menggunakan kertas stereografis. Tekanan dan tarikan menunjukkan arah gaya yang bekerja pada Hipocenter, sedangkan kompresi dan dilatasi merupakan arah gerakan awal gelombang P seismogram.

Gambar 11. Penentuan sumbu P dan T 450 dari dua kutub pada garis nodal.

Jika pusat diagram (Hipocenter) berada di kuadran kompresi (arsiran) maka sesar gempa disebut reverse fault dan jika berada di kuadran dilatasi maka disebut normal fault. Dengan kata lain bila sumbu T berada pada satu kuadran dengan pusat diagram akan diperoleh reverse fault. Sebaliknya bila sumbu P berada dalam kuadran yang sama dengan Hipocenter maka akan dihasilkan normal fault. Jika pusat diagram berada pada atau dekat dua garis nodal maka akan dihasilkan strike slip fault. 4) Vektor slip untuk satu bidang nodal tegak lurus pada bidang nodal lainnya sehingga vektor slip untuk bidang nodal berhubungan dengan kutub vektor bidang nodal lainnya. Rake dari vektor slip didefinisikan dengan sudut antara arah strike dan vektor slip (kutub vektor) (gambar 12). Atau dengan kata lain : a) Untuk normal fault, rake dari bidang nodal ditandai dengan – [sudut antara strike bidang dan kutub bidang yang lain]. b) Untuk reverse fault rake bidang nodal diperoleh dengan 180 0 – [sudut antara strike bidang dan kutub bidang yang lain]. Sudut rake diukur menggunakan setengah lingkaran bagian gambar stereografis.

Sudut rake negatif untuk normal fault karena sudut rake negatif menunjukkan bahwa hangingwall block bergerak turun secara relatif terhadap footwall block. Untuk reverse fault bila vektor slip menunjuk ke arah atas dan diukur sudut antara arah strike dan kutub pada setengah lingkaran bagian atas. Untuk membuat diagram mekanisme pusat gempa digunakan setengah bola bagian bawah kemudian mengkonversi sudut yang telah diukur pada setengah bola bagian bawah ke sudut rake dengan mengurangkan sudut tersebut dari 180 0.

Gambar 12. Penentuan sudut rake pada reverse fault (kiri) dan normal fault (kanan).

2.5

TEORI MEKANISME DENGAN METODE IMPULS PERTAMA GELOMBANG P

Ketika gempabumi terjadi maka gelombang gempabumi akan terpancarkan ke segala arah berbentuk phase gelombang. Phase awal yang tercatat lebih dahulu ialah gelombang P, karena memiliki kecepatan terbesar dari pada gelombang yang lainnya. Arah gerakan pertama impuls dari gelombang P inilah yang kemudian diamati untuk mempelajari fokal mekanisme. Hal ini dapat disebabkan karena gelombang P yang paling jelas pembacaannya. Dan alat yang digunakan pada umumnya adalah seismograf tipe vertikal sehingga pembacaan gelombang S menjadi sulit. Selain untuk menentukan gerakan awal gempa dan studi solusi bidang sesar, metode ini penting untuk menentukan gerakan dari plate tektonik dan penting untuk menentukan gerakan relative dari Lithosfer.

Solusi untuk menentukan arah dan orientasi menyebabkan terjadinya bidang sesar yang disebut sebagai “Fault Plane Solution”. Ada beberapa ketentuan dalam mempelajari solusi bidang sesar ini : a) Arah gerak awal gelombang P harus dianggap sama atau sesuai dengan arah gaya kopel yang bekerja di sumber gempa.

Dalam mekanisme gempabumi terdapat dua hipotesa yang berlaku. Pertama adalah teori kopel tunggal yang menyatakan bahwa di dalam sumber gempa bekerja dua gaya yang sama besar dan berlawanan arahnya dan berlaku sebagai momen.

Gambar 13. Pola radiasi system kopel tunggal

Sedangkan teori kopel ganda menyatakan bahwa pada sumber bekerja empat gaya yang sama besar dan berlaku sebagai pasangan momen gaya yang saling tegak lurus.

Gambar 14. Pola radiasi system kopel ganda

b) Focus harus dianggap berbentuk bola di dalam bumi di mana bumi dianggap homogen.

Pada dasarnya solusi bidang sesar adalah mencari dua bidang nodal orthogonal (orthogonal nodal plane) yang memisahkan gerakan pertama gelombang dalam kuadran kompresi dan dilatasi pada bola fokusnya.

2.5.1 Bola Fokus

Bola fokus merupakan ilustrasi penjalaran gelombang yang berpusat pada hipocenter pusat gempa. Bola fokus digunakan untuk menggambarkan radiasi gelombang seismik dari sebuah sumber gempa. Penyelesaian bola fokus diperoleh dari distribusi gerakan kompresi dan dilatasi di permukaan bumi yang diproyeksikan melalui lintasan yang sama dengan penjalaran gelombangnya ke permukaan bola fokus. Bola fokus adalah bola satuan (jari-jari 1 satuan) yang fiktif (dimisalkan) berpusat pada fokus gempa (sumber dianggap titik). Bola fokus mengandaikan medium penjalaran gelombang adalah homogen (gelombang menjalar lurus didalamnya), hal ini dilakukan karena polaritas gerakan pertama gelombang P adalah tetap disepanjang penjalarannya. Mekanisme pusat gempa merupakan metode peninjauan parameter bidang sesar. Konsep dasar penentuan mekanisme pusat gempa berkembang dari konsep kopel ganda. Parameter bidang sesar meliputi stike, dip dan slip dari bidang sesar. Penentuan parameter bidang sesar dapat dilakukan dengan berbagai cara, antara lain dengan menggunakan polarisasi gerakan awal gelombang P. Pola polarisasi gelombang P yang berupa kompresi (tekanan) dan dilatasi (tarikan) mengakibatkan ruang disekitar episenter gempa (hipocenter), yang dimisalkan suatu bola, dapat dibagi menjadi empat kuadran yang dipisahkan oleh dua buah bidang nodal yang membentuk suatu mekanisme gempa.

Gambar 15. Gerakan awal gelombang P pada stasiun pencatat gempa yang dipengaruhi oleh gaya compresi dan dilatasi.

2.6

SESAR ( FAULT)

Sesar adalah suatu rekahan pada batuan dan bagian-bagian yang dipisahkan oleh rekahan tersebut bergerak satu sama lain. Sesar dapat mempunyai ukuran hingga ratusan kilometer. Mekanisme gempabumi umumnya diakibatkan oleh deformasi batuan akibat adanya aktivitas dari sesar.

2.6.1 Parameter Bidang Sesar

Orientasi bidang sesar ditentukan oleh parameter bidang sesar yang terdiri atas: a) strike (Φ), adalah sudut yang dibentuk oleh jurus sesar dengan arah utara. Strike diukur dari arah utara ke timur / searah jarum jam hingga jurus patahan (0°≤ Φ≤360°). b) dip (δ), adalah sudut yang dibentuk oleh bidang sesar dengan bidang horizontal, dan diukur pada bidang vertikal yang arahnya tegak lurus jurus patahan (0°≤ δ ≤90°). c) Rake atau Slip (λ ), adalah sudut pergerakan hanging-wall terhadap strike (180°≤ λ ≤180°), Rake berharga positif untuk sesar naik dan negatif untuk sesar turun.

Gambar 16. Orientasi bidang patahan

2.6.2 Jenis-jenis sesar

Berdasarkan gaya penyebabnya, sesar dapat dibagi menjadi: 1) Sesar Mendatar (Stike slip fault ), yaitu sesar dengan blok bergerak relatif mendatar / horizontal satu sama lainnya. Tipe ini dibagi menjadi dua, yaitu: a) Sesar mendatar menganan (right lateral-strike slip fault), arah gerakan sesar mendatar searah jarum jam. b) Sesar mendatar mengiri (left lateral-strike slip fault), arah gerakan sesar mendatar berlawanan arah jarum jam. 2) Sesar tidak mendatar, yaitu sesar dengan blok bergerak relatif vertikal atau miring. Tipe ini dibagi menjadi dua, yaitu: a) Sesar Naik (Trust fault atau Reverse fault ), yaitu sesar dengan pergerakan hanging wall bergerak relatif naik terhadap footwall.

b) Sesar Turun ( Normal fault ), yaitu sesar dengan pergerakan hanging wall bergerak relatif turun terhadap footwall. c) Sesar Miring (Obliqeu Fault ), yaitu sesar dengan pergerakan blok vertikal yang diiringi dengan gerakan horizontal.

Gambar 17. Jenis-jenis sesar

BAB III DATA DAN METODE PENGOLAHAN

3.1

DATA

Dalam pengolahan ini penulis menggunakan data gempa utama Bengkulu tanggal 12 September 2007 serta data gempa susulan sebanyak 5 data dengan klasifikasi batasan antara 0 ±5 LS - 90 ±105 BT, magnitude ≥ 5.5 SR, ˚

˚

˚

˚

(PGN, 2007). Parameter gempa-gempa tersebut dapat dilihat pada tabel berikut:

No

Tanggal

Origin Time (GMT)

Epicenter

Depth

Magnitude

1

12/09/2007

11:10:23

4.67 LS - 101.13 BT

10

7.9

2

12/09/2007

23:49:04

2.88 LS - 100.43 BT

24

7.7

3

13/09/2007

16:08:53

4.49 LS - 101.01 BT

10

5.7

4

14/09/2007

6:01:31

4.26 LS - 100.88 BT

10

6.9

5

15/09/2007

14:45:29

2.91 LS - 100.82 BT

10

5.9

6

19/09/2007

07:27:53

2.70 LS - 100.82 BT

26

6.4

Data yang diperlukan dalam pengolahan ini yaitu data arah gerakan awal dari gelombang P untuk komponen Z (komponen vertikal) yang tercatat pada setiap stasiun gempabumi. Data yang akurat adalah data yang berasal dari stasiun yang berkualitas serta posisi stasiun harus melingkari sumber gempa tersebut, sehingga akan memberikan gambaran yang mendekati keadaan sebenarnya yang terjadi di sumber gempa. Penentuan jenis dan arah bidang sesar dengan hanya berdasarkan mekanisme fokal belum cukup. Perlu adanya penyesuaian dengan data geologi, dan kondisi tektonik setempat, sehingga akan diperoleh jenis dan arah bidang nodal yang sesuai dengan garis-garis struktur sebenarnya di daerah kegempaan tersebut. Data yang dipakai dalam penulisan ini bersumber dari 4 sumber data yaitu meliputi Pusat Gempa Nasional (PGN), Internasional Seismology Center (ISC), United State Geological Service (USGS) dan Harvard.

3.2

METODE PENGOLAHAN

Metoda pengolahan berdasarkan impuls pertama gelombang primer (P) yang berupa pembacaan jejak pertama gelombang primer yaitu kompresi/naik (C) atau dilatasi/turun (D) dari setiap stasiun pencatat gempa. Dalam mengeplot titik kompresi maupun dilatasi pada bola fokus membutuhkan input data yang berupa azimuth stasiun dari sumber gempa dan sudut keberangkatan sinar / ih ( take off angle). Azimuth diukur searah jarum jam dengan arah utara sebagai 0 . Sedangkan ˚

sudut keberangkatan sinar diukur dari arah vertikal sampai arah sinar. Apabila pengolahan dilakukan dengan Program FOCAL, harga azimuth stasiun dan sudut keberangkatan sinar dari masing-masing stasiun dapat diketahui dengan mejalankan Perintah (Command) AZMTAK. Nilai dari sudut ih dihasilkan dari Perintah RITSEMA. Hasil dari RITSEMA adalah berupa grafik sudut ih terhadap jarak stasiun dari sumber gempa.

3.2.1 Pengolahan dengan Program FOCAL

Input data yang dibutuhkan dalam Program FOCAL yaitu koordinat pusat gempa (lintang dan bujur), kedalaman sumber gempa, dan jumlah data yang dipakai atau jumlah stasiun yang mencatat gelombang gempa. Pada program ini, pengeplotan koordinat stasiun dilakukan dari hasil perhitungan azimuth dan take off angle yang telah didapat dari perintah program AZMTAK. Berikut ini adalah langkah-langkah pengoperasian Program FOCAL : 1) Ambil data polaritas gelombang P pada setiap event gempa yang terekam dari GFZ. Buka notepad untuk membuat file data. Ketik lintang, bujur, kedalaman, dan jumlah stasiun. 2) Kemudian ketik kode stasiun dan polaritas polaritas gelombang P yang tercatat pada event gempa yang dimaksud. Ketik 1 untuk pola gelombang kompresi (naik) dan -1 untuk pola gelombang dilatasi (turun). Simpan nama file (Nama File.Dat). 3) Buka program AZMTAK.exe untuk menentukan azimuth dan take off angle dari masing-masing stasiun.

Masukkan

nama

input

data,

nama

stasiun,

nama

file

output

(Nama File.Out). Hasil dari program ini dijadikan sebagai input untuk program PINV maupun PMAN. 4) Buka program PINV.exe, untuk untuk penentuan bidang nodal secara otomatis. Masukkan nama file output yang sesuai dengan file ouput program AZMTAK. 5) Untuk penentuan bidang nodal secara manual, buka program PMAN.exe atau klik pada bagian dalam dari diagram bola fokus hasil dari program PINV. Penentuan bidang nodal yang baik dapat dilihat dari data yang tidak konsisten (inconsistent data) yang mendekati nol. Untuk mempermudah dalam pengolahan data, dapat dilihat pada diagram flow chart berikut ini.

Gambar 18. Diagram Flow Chart Pengolahan Data

BAB IV ANALISA DAN PEMBAHASAN

4.1

ANALISA BOLA FOKUS

Setelah dilakukan pengolahan dengan menggunakan program fokal, akan didapatkan hasil berupa bola fokus. Dalam menginterpretasikan bola fokus perlu diingat bahwa sumbu pressure (P) dan tension (T) menyatakan arah dari gaya yang bekerja di hipocenter, sementara gelombang P compresi dan dilatasi merupakan arah dan gerakan menuju stasiun. Sumbu P diletakkan pada suatu kuadran dilatasi (daerah yang tidak diarsir/putih) dan sumbu T pada suatu kuadran kompresi (daerah yang diarsir). Cara untuk menganalisa suatu gempabumi berpola sesar normal, sesar naik atau strike slip adalah : 1) Jika pusat diagram (hipocenter) berada di dalam kuadran kompresi (daerah yang diarsir), atau sumbu T terletak satu kuadran dengan fokus, maka diinterpretasikan sebagai gempabumi berpola, sesar naik (thrust fault).

2) Jika pusat diagram (hipocenter) berada di dalam kuadran dilatasi (daerah yang tidak diarsir/putih), atau sumbu P terletak satu kuadran dengan fokus, maka diinterpretasikan sebagai gempabumi berpola, sesar turun (normal fault).

3) Jika pusat diagram (hipocenter) berada atau dekat dua garis nodal, maka disebut mekanisme strike slip. Dalam pengukuran sudut rake/slip (λ ) bernilai negatif (-) untuk sesar turun/normal yang menandakan bahwa blok hanging wall bergerak ke bawah

terhadap footwall. Sudut rake/slip (λ ) bernilai positif (+) untuk sesar naik/thrust menandakan bahwa blok hanging wall bergerak ke atas terhadap footwall. Sedangkan harga sudut rake yang mendekati atau sama dengan 0 ° atau 180° menandakan bahwa gempabumi tersebut berpola strike slip .

Gambar 19. Diagram proyeksi stereographic menentukan mekanisme gempa

4.2

PEMBAHASAN

Gempabumi utama yang terjadi di Bengkulu tanggal 12 September 2007 jam 18:10:23 WIB, dengan magnitude 7.9 SR. Epicenter berada pada 4.67 LS 101.13BT atau 195 km barat daya Bengkulu, pada kedalaman 10 km. Stasiun pencatat gempabumi yang mencatat peristiwa tersebut sebanyak 28 buah yang terdiri dari 13 stasiun nasional dan 15 stasiun Internasional (lampiran 1). Arah gerakan pertama gelombang P, azimuth, dan take off angle tiap-tiap stasiun pencatat seperti pada (lampiran 1). Berdasarkan mekanisme fokal diperoleh dua bidang nodal plane (gambar 19) yang masing-masing nodal plane memiliki parameter bidang sesar berupa strike, dip dan slip. Untuk bidang nodal yang pertama arah strike 334°, dip 10° dan slip 122° artinya jika berdasarkan parameter-parameter bidang sesar tersebut, maka bidang sesar yang terjadi adalah sesar naik (thrust fault) dengan arah gerakan ke arah barat laut. Sedangkan untuk bidang nodal yang kedua mempunyai arah strike 121°, dip 82° dan slip 85°. Berdasarkan parameternya, maka bidang sesar yang terjadi adalah sesar naik (thrust fault).

Gambar 20. Hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa utama Bengkulu tanggal 12-09-2007, Origin time 11:10:23 GMT dan Magnitude 7.9 SR

Jika diamati dari peta distribusi pergerakan gempa, gempabumi Bengkulu, peristiwanya terjadi di lautan yaitu di sekitar zone subduksi di sebelah barat pulau Sumatera. Zona subduksi ini terjadi akibat dari pertemuan Lempeng IndoAustralia yang bergerak relative ke arah utara dan bertumbukan dengan Lempeng Eurasia,

sehingga

menyebabkan

patahan-patahan

disekitarnya

memiliki

kecenderungan bergerak ke arah barat daya. Kemudian berdasarkan hasil penelitian diketahui juga bahwa patahan gempabumi Bengkulu tersebut menimbulkan tsunami yang kecil karena patahannya landai (memiliki dip yang kecil) dengan kedalaman lautnya sangatlah dangkal yaitu kurang dari 1500m, hal ini dibuktikan dengan adanya barisan kepulauan di utara sumber gempa Kepulauan Mentawai dan Pulau Enggano di selatan (Irwan Meilano, 2007). Jadi, berdasarkan kondisi geologis dan fakta-fakta di lapangan tersebut nodal plane yang dipilih adalah nodal plane dengan dip yang terkecil yaitu dengan arah strike 334°, dip 10° dan slip 122° dengan jenis sesarnya naik (thrust fault) dan bergerak ke arah barat laut.

4.3

HASIL PENGEPLOTAN GEMPABUMI SUSULAN

Gempa susulan (after shock) yang terjadi sebanyak 4650 dalam kurun waktu 1 bulan, 5 diantaranya dirasakan dengan skala III – IV MMI, dengan magnitude masing-masing 7.7 SR, 5.7 SR, 6.9 SR, 5.9 SR dan 6.4 SR. Seperti pada gambar terlihat bahwa hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa susulan mempunyai parameter bidang sesar yang hampir sama dengan gempa utama, dengan arah strike antara 318°-328°, dip antara 10°-16° dan slip antara 105°-123° dengan jenis sesar naik (thrust fault). Hasil pengeplotan gempa susulan sebagai berikut:

Gambar 21. Hasil solusi fokal mekanisme untuk gempa susulan Bengkulu tanggal 12-09-2007, Origin time 23:49:04 GMT dan Magnitude 7.7 SR

Stasiun yang mencatat gempa tersebut sebanyak 19 stasiun yang terdiri dari 10 stasiun nasional dan 9 stasiun Internasional (lampiran 1). Arah awal gerakan pertama gelombang P, azimuth, dan take off angle tiap-tiap stasiun pencatat seperti pada (lampiran 1). Berdasarkan analisa mekanisme fokal, nodal plane yang dipilih adalah nodal plane 1 dengan strike 326°, dip 12° dan rake 108°.


Stasiun yang mencatat gempa tersebut sebanyak 17 stasiun yang terdiri dari 8 stasiun nasional dan 19 stasiun Internasional (lampiran 1). Berdasarkan analisa mekanisme fokal, nodal plane yang dipilih adalah nodal plane 1 dengan strike 334°, dip 16° dan rake 117°.







Gambar 26. Peta distribusi pergerakan gempa

4.4

PERBANDINGAN ANTARA HASIL ANALISA DENGAN HASIL DARI USGS DAN HARVARD

Jika hasil pengolahan dibandingkan dengan hasil dari USGS dan Harvard, ternyata dari keenam data yang diolah memiliki hasil yang hampir sama untuk nilai strike, dip dan rake. Kecuali untuk data tanggal 15/9/2007 dimana USGS tidak mengeluarkan data hasil mekanisme fokalnya, tetapi untuk data dari Harvard tetap memiliki hasil yang hampir sama dengan analisa penulis. Hasil perbandingan parameter yang didapat adalah nilai strike antara 305°-308°, dip antara 5°-30° dan rake/slip antara 90°-123°. Untuk lebih jelas perbandingannya dapat dilihat pada table berikut ini.

1) Gempabumi utama tanggal 12/9/2007 dengan origin time 11:10:23 GMT

Analisa USGS Harvard

NP 1

Strike 334 327 327

Dip 10 12 12

Rake 122 114 114

NP 2

Strike 121 123 123

Dip 82 79 79

Rake 85 85 85

2) Gempabumi susulan tanggal 12/9/2007 dengan origin time 23:49:04 GMT Analisa USGS Harvard

NP 1

Strike 326 315 319

Dip 12 15 19

Rake 108 90 105

NP 2

Strike 127 135 123

Dip 78 75 71

Rake 86 90 85


NP 1

Strike 334 305 323

Dip 16 25 27

Rake 117 90 108

NP 2

Strike 127 125 123

Dip 76 65 64

Rake 83 90 81


NP 1

Strike 318 305 327

Dip 10 5 19

Rake 113 90 114

NP 2

Strike 115 125 122

Dip 80 85 73

Rake 86 90 82


NP 1

Strike 321 316

Dip 15 30

Rake 105 99

NP 2

Strike 126 125

Dip 76 60

Rake 86 85

6) Gempabumi susulan tanggal 19/9/2007 dengan origin time 07:27:53 GMT

Analisa USGS Harvard

NP 1

Strike 338 352 327

Dip 16 29 26

Rake 123 129 107

NP 2

Strike 125 129 128

Dip 77 68 65

Rake 81 71 82

BAB V PENUTUP

5

KESIMPULAN

Dari hasil analisa solusi mekanisme pusat gempabumi di dapat kesimpulan sebagai berikut: Penentuan mekanisme pusat gempabumi Bengkulu tanggal 12 September 2007 jenis sesar atau patahannya adalah “Thrust Fault”. Parameter bidang sesar yang ditimbulkan oleh sumber gempa utama Bengkulu pada tanggal 12 September 2007: Nodal Plane 1: Strike 334 Dip 10 Rake 122 Nodal Plane 2: Strike 121 Dip 82 Rake 85 Nodal plane yang dipilih adalah nodal plane 1 karena memiliki posisi nodal plane yang sesuai dengan tipe pergerakan lempeng di daerah setempat dan dipilih dip yang kecil. Sesuai dengan hasil pengeplotan data gempa utama dan susulan di dapat bahwa, gempabumi Bengkulu terletak pada daerah subduksi di sebelah barat daya Bengkulu dan patahannya bergerak ke barat laut sesuai dengan pergerakan lempeng Indo-Australia. Dengan jenis patahan gempabumi susulan yang sama dengan gempa utama yaitu thrust fault. Berdasarkan hasil perbandingan parameter bidang sesar antara analisa penulis dengan hasil dari Harvard dan USGS, didapatkan hasil parameter yang saling mendekati dengan nilai strike antara 305°-308°, dip antara 5°-30° dan rake/slip antara 90°-123°.

DAFTAR ACUAN

[1]

Bullen, K. E. (1965) and B. Bolt (1988). An Introduction to the Theory of Seismology, Fourth Edition , Cambridge University Press, Cambridge, New York, New Rochelle, Melbourne, Sydney

[2]

Honda. (1957). The Mechanism of The Earthquakes, Sci. Report, Tohoku Earthquake mechanism and seismic waves, Geophysical Institude, Faculty of Science, Tokyo University

[3]

Karyadi,Arief.(2002).” Penentuan Pola Sesar Gempabumi Bengkulu 4 Juni 2000”. Tugas akhir,DIII,Akademi Meteorologi dan Geofisika. Jakarta

[4]

Meilano, Irwan. (2007), “ Kenapa Gempa 7.9 SR Tidak Memunculkan Tsunami Dahsyat?”. Universitas Nagoya. Jepang

[5]

Pusat Gempa Nasional. (2007),“ Buletin Meteorologi dan Geofisika, September 2007 ”. BMG. Jakarta

[6]

Rasmid. (2006), “ Identifikasi Mekanisme Sumber Gempabumi di Selatan Pulau Jawa”. Skripsi,S1,Universitas indonesia. Jakarta

[7]

Suetsugu, Daisuke. (1998).“Source Mechanism Practice ”, Earthquake Information Division, IISE. Jepang

[8]

Wessel Paul., And Smith., Walter.,H.,F.(2004),” The Generic Mapping Tools GMT version 4.2 Technical Reference and CookBook ” .

DAFTAR PUSTAKA

Ibrahim, Gunawan, Dan Subardjo, Pengetahuan Seismologi, Badan Meteorologi Dan Geofisika.

Lay, Thorne and Wallace, Terry C, 1995, Modern Global Seismology, London: Academic Press United.

Santoso, Djoko, 2002, Pengantar Teknik Geofisika, Bandung: ITB.

S. Stein and M. Wysession,1999 An Introduction to Seismology, Earthquakes, and Earth Structure, America: American geophisical union

Suhardjono, Dan Pribadi,Sugeng, 2006, Karya tulis, Pemanfaatan Informasi Gempabumi Dalam Kaitan Dengan Penanggulangan Bencana, Studi

kasus gempa Yogyakarta 27 mei 2006.

Sulaiman, Ismail, 1989, Pendahuluan Seismologi I, Jakarta: Badan Diklat Meteorologi dan Geofisika.

Lampiran 1

Table 1. Stasiun pencatat gempa utama Bengkulu. Tanggal 12-09-2007, Origin time 11:10:23 GMT dan Magnitudo 7.9 SR Stasiun

Arah Awal Glb. P

Take off Angle

Azimuth

PPI SMKI SWJI KLI SBJI PPBI TNG SKJI DBJI LEM JCJI CLJI BSI KMMI BBKI KMBO MALT LBTB SUR WRAB CTAO GUMO LSZ MBWA NWAO TATO ULN KSM

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 1.00 -1.00 -1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 1.00 -1.00 1.00 1.00 1.00

65.72 52.85 59.70 66.42 65.54 65.10 65.18 65.03 65.00 64.07 63.55 62.46 58.26 57.56 56.57 23.99 21.50 20.75 19.64 32.01 29.51 29.34 21.44 18.57 33.32 31.97 27.53 59.45

347.06 74.81 105.82 89.53 104.58 60.19 103.87 112.47 107.44 107.51 105.29 110.70 329.32 100.31 84.43 271.11 312.64 245.55 238.13 117.87 113.17 66.38 255.60 291.96 154.00 32.42 4.77 54.75

Table 2. Stasiun pencatat gempa susulan Bengkulu. Tanggal 12-09-2007, Origin time 23:49:04 GMT dan Magnitudo 7.7 SR Stasiun

Arah Awal Glb. P

Take off Angle

Azimuth

TNG SKJI DBJI LEM JCJI KSM PBKI SWJI BBKI SMKI MBWA TATO WRAB CTAO MALT KMBO NWAO LSZ SUR

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00

74.43 73.75 73.89 72.36 71.55 68.79 67.81 65.96 62.66 58.60 21.04 35.70 34.80 31.92 24.38 26.80 35.70 23.69 21.43

119.59 125.25 121.69 120.26 117.76 68.87 91.27 114.63 94.09 83.45 291.79 35.91 119.95 114.79 312.41 270.01 153.96 254.84 237.72


Arah Awal Glb. P

Take off Angle

Azimuth

PPI TNG JCJI KSM PBKI SWJI BBKI SMKI MBWA TATO WRAB CTAO MALT KMBO NWAO LSZ SUR

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 -1.00 -1.00 -1.00

81.82 77.03 74.01 69.79 69.58 68.24 64.62 60.12 20.52 35.66 35.13 32.35 23.91 26.41 36.24 23.46 21.26

343.55 116.86 115.27 61.59 86.10 112.54 90.38 79.66 291.80 33.69 119.52 114.36 312.33 270.43 154.80 255.17 237.91


Arah Awal Glb. P

Take off Angle

Azimuth

KSI PPI KLI PMBI RGRI SBJI PPBI TNG SKJI DBJI LEM JCJI KSM PBKI SWJI BBKI SMKI MBWA TATO WRAB CTAO MALT KMBO NWAO LSZ

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 -1.00 -1.00

78.61 72.78 73.31 73.01 72.58 71.86 71.37 71.25 71.01 70.98 69.82 68.94 64.03 64.44 64.05 60.33 56.07 19.54 33.66 33.60 30.95 22.65 25.28 34.95 22.55

54.33 350.10 92.80 64.30 15.62 106.06 63.48 105.25 113.33 108.58 108.50 106.29 56.48 79.75 106.49 85.41 75.75 291.97 32.93 117.97 113.27 312.67 271.04 153.77 255.54


Arah Awal Glb. P

Take off Angle

Azimuth

PPI KLI SBJI JCJI KSM PBKI BBKI MBWA TATO WRAB CTAO MALT KMBO NWAO LSZ

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 -1.00 -1.00

72.13 69.81 68.21 65.55 62.81 62.43 58.46 19.36 33.29 32.68 30.11 22.53 24.81 33.61 22.02

346.85 114.65 120.56 116.81 64.08 88.16 91.88 291.78 34.33 119.79 114.58 312.32 270.27 154.68 255.06


Arah Awal Glb. P

Take off Angle

Azimuth

BSI KMMI PPI SBJI BBKI SUR CTAO GUMO MBWA NWAO TATO ULN KSM WRAB KMBO MALT

1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 -1.00 1.00

65.71 60.91 76.60 71.35 60.38 20.51 30.87 31.05 19.92 34.49 34.19 29.68 65.25 33.54 25.52 23.16

326.88 107.45 350.42 120.19 92.10 237.83 114.57 68.23 291.79 154.49 34.61 5.39 64.81 119.75 270.25 312.35

Table 7. Stasiun pencatat gempa di Indonesia tahun 2007

Lampiran 2 SOP FOCAL MECHANISM

1. Ambil Data Polaritas gelombang P pada setiap event gempa yang terekam dari GFZ. Buka notepad untuk membuat file data. Kemudian ketik: Latitude Longitude Depth Jumlah Stasiun (cukup (cukup nilainya saja). Misal; -6.68 105.12 48.0 21 Tuliskan Nama Stasiun dan polaritas gelombang P yang tercatat pada event gempa gempa

yang dimaksud; Polaritas gelombang P dapat berbentuk

kompresi (1) / Dilatasi

(-1)

Save Nama File.Dat (Contoh : Ciamis.Dat)

2. Buka Program AZMTAK.exe

Masukkan Nama Input File.Dat (Contoh : Ciamis.Dat) Masukkan Nama Stasiun (Contoh : Jogja.Sta) Ketik Nama file Output; File.Out (Contoh : Ciamis.Out) ENTER

3. Buka Program PINV.exe Masukkan Nama file output yang diinginkan; ”File .Out” (Contoh : Ciamis.Out) ENTER

Keluaran dari program PINV.EXE akan menghasilkan bidang bola yang terdapat kumpulan polaritas awal gelombang P. Selanjutnya kita tentukan 2 (dua) buah bidang nodal yang memisahkan antara bidang kompresi dengan bidang dilatasi. Penentuan bidang nodal yang tepat dapat ditentukan dengan melihat nilai data inkonsisten (inconsistency data) yang mendekati 0 (nol).

HASIL OTOMATIS FOCAL MECHANISM Menyimpan dalam format pdf (membuat focal mechanism secara manual) 4. Buka Program PMAN.exe

Tentukan bidang nodal pada bola fokus yang terbentuk secara manual dengan cara memisahkan polaritas awal gelompang P EXIT

5. Buka Command Prompt Masuk Ke Directori C Ketik CD Focal Ketik Set Gdev = Ps Ketik Pman Masukkan Input Polarity Data File Name (Contoh : Ciamis.Out) Kemudian Buat Focalnya

Exit

6. BUKA G.PS

Kemudian Close

7. Buka G.PDF Secara Otomatis Hasil focal mechanism akan keluar DI G.PDF KEMUDIAN RENAME DENGAN NAMA FILENYA

8. Langkah terakhir, lakukan analisis jenis sesar pada event gempa tersebut.

Lampiran 3

Seismogram untuk gempa utama Bengkulu 120907, magnitude 7.9 SR

Seismogram untuk gempa susulan Bengkulu 130907, magnitude 5.7 SR




TA Dwi Karyadi P

Recommend Documents