BAB II LANDASAN TEORI
2.5 Mekanisme Pusat Gempa Bumi
2.5.1. Sesar Bumi (Earth Fault) dan Orientasinya
mekanisme penjalaran energi gelombang elastik pada fokus tersebut, sehingga dengan memperoleh arah gerakan sesar dan arah bidang sesar untuk suatu gempa bumi diperoleh solusi mekanisme sumber gempa bumi.
2.5.1 Sesar Bumi (Earth Fault) dan Orientasinya
Secara garis besarnya, gerak sesar ini dibedakan menjadi gerak mendatar (strike slip), gerak vertikal (dip slip) dan gerak miring (oblique slip). Strike slip terjadi apabila Pembentukan masing-masing jenis gerak sesar ini dipengaruhi oleh sistem tegasan. Beberapa definisi yang lengkap dari sebagian ahli geologi struktur tersebut, antara lain :
• (Billing, 1959) :
Sesar didefinisikan sebagai bidang rekahan yang disertai oleh adanya pergeseran relatif (displacement) satu blok terhadap blok batuan lainnya. Jarak pergeseran tersebut dapat hanya beberapa milimeter hingga puluhan kilometer, sedangkan bidang sesarnya mulai dari yang berukuran beberapa centimeter hingga puluhan kilometer.
• (Ragan, 1973) :
Sesar merupakan suatu bidang rekahan yang telah mengalami pergeseran.
• (Park,1983) :
Sesar adalah suatu bidang pecah (fracture) yang memotong suatu tubuh batuan dengan disertai oleh adanya pergeseran yang sejajar dengan bidang pecahnya.
29
Berdasarkan Geometri dan Klasifikasi sesar, terlebih dahulu mengetahui unsur-unsur geometri dari sesar itu sendiri. Beberapa unsur geometri sesar yang perlu diketahui, antara lain :
a. Fault Surface (Bidang Sesar) adalah bidang pecah pada batuan yang disertai oleh adanya pergeseran
b. Fault Line (Garis Sesar) adalah garis yang dibentuk oleh perpotongan bidang sesar dengan permukaan bumi
c. Fault Trace adalah jejak sesar
d. Fault Outcrop adalah singkapan sesar e. Fault Scarp adalah gawir sesar f. Fault Zone adalah zona sesar g. Fault Wall adalah dinding sesar
h. Hanging Wall adalah blok yang berada di atas bidang sesar i. Foot Wall adalah blok yang berada di bawah bidang sesar
j. Hade adalah sudut lancip antara bidang sesar dengan bidang vertikal k. Slip adalah pergeseran relatif antara dua titik yang sebelumnya saling
berimpit
l. Strike Slip Fault adalah pergeseran blok pada bidang sesar yang sejajar dengan jurus bidang sesarnya
m. Dip Slip Fault adalah pergeseran blok pada bidang sesar yang tegak lurus terhadap jurus bidang sesarnya atau sejajar dengan arah kemiringan bidang sesarnya
30
o. Throw adalah jarak pergeseran pada bidang vertikal
p. True Displacement adalah arah dan besarnya jarak pergeseran blok yang sebenarnya
q. Dip of Fault adalah sudut yang dibentuk antara bidang sesar dengan bidang horizontal
r. Strike of Fault adalah garis yang dibentuk oleh perpotongan bidang sesar dengan bidang horizontal
s. Sense of Displacement adalah gerak relatif suatu blok terhadap blok yang berada di hadapannya ( Untuk strike slip adalah sinistral atau dekstral, sedangkan untuk dip slip adalah normal atau naik)
t. Separation atau pergeseran semu adalah jarak tegak lurus antara dua blok yang bergeser dan diukur pada bidang sesar
u. Strike Separation adalah komponen separation yang diukur sejajar terhadap jurus bidang sesar
v. Dip Separation adalah komponen separation yang diukur sejajar dengan kemiringan bidang (dip) sesar
w. Slicken Side atau cermin sesar adalah bidang sesar yang permukaannya licin
x. Slicke Line atau gores garis adalah jejak pergeseran berupa garis-garis lurus (kadang melengkung) yang disebabkan oleh gerusan antar blok yang saling bergesekan
y. Pitch adalah sudut lancip yang dibentuk antara gores garis dengan jurus bidang sesar
31
.
Gambar 2.13 Parameter Bidang Sesar Mekanisme Sumber Gempa
Sesar dapat diklasifikasikan berdasarkan : a. Orientasi pola tegasan utama
b. Gerak relatifnya (Sense of displacement) dan unsur geometrinya c. Rake dari net slip
d. Separation dan slip
e. Dip of fault dan pitch of net slip f. Tipe gerakannya.
Gambar 2.14 Arah Bidang Pergerakan Sesar
Di bawah ini akan dibahas beberapa pendapat ahli geologi struktur dalam membuat klasifikasi sesar, yaitu antara lain :
32
Membuat klasifikasi sesar berdasarkan pada pola tegasan utama sebagai penyebab terbentuknya sesar. Berdasarkan pola tegasannya ada 3 (tiga) jenis sesar, yaitu sesar naik (thrust fault), sesar normal (normal fault) dan sesar mendatar (wrench fault).
Normal fault, jika tegasan utama atau tegasan maksimum, posisinya vertical
Wrench fault, jika tegasan menengah atau intermediate, posisinya vertical
Thrust fault, jika tegasan minimum, posisinya vertical
• (Angelier, 1979)
Membuat klasifikasi sesar berdasarkan gerak relatifnya (Sense of displacement) dan unsur geometrinya, berupa gores-garis (R), pitch (i), sudut kemiringan (dip) bidang sesar, pergeseran vertikal atu throw (RV), pergeseran transversal atau heave (RHT) dan pergeseran longitudinal (RHL). Jenis sesar di dalam klasifikasi ini tergantung pada besarnya nilai RHL dan RHT. RHL dan RHT ditentukan berdasarkan besarnya pitch dan dip. Secara matematis adalah :
• RHL = R cos I
• RHT = R sin i cos
• RV = R sin i sin
Berdasarkan pada nilai RHL dan RHT, maka sesar dapat dikelompokan menjadi :
33
b. Sesar mendatar naik/normal, apabila RHL > RHT
c. Sesar naik atau normal murni, apabila RHT > 90% (Pitch > 80) d. Sesar mendatar murni , apabila RHL > 90% (Pitch < 10)
• (Billing, 1977)
Ada 5 (lima) aspek dalam membuat klasifikasi sesar, yaitu : 1. Rake dari net slip
2. Kedudukan sesar relatif terhadap kedudukan batuan yang ada di sekitarnya
3. Pola sesar
4. Sudut kemiringan sesar 5. Pergerakan relatif sesar.
Berdasarkan kedudukan sesar relatif terhadap kedudukan batuan yang ada di sekitar, terdapat 6 jenis sesar, yaitu Sesar jurus (Strike fault), Sesar perlapisan (Bedding fault), Sesar kemiringan (Dip fault), Sesar diagonal (Oblique or diagonal fault), Sesar Longitudinal (Longitudinal fault) dan Sesar transversal (Transverse fault).
• Sesar jurus (Strike fault) adalah sesar yang arah jurusnya sejajar
dengan arah jurus batuan di sekitarnya.
• Sesar perlapisan (Bedding fault) adalah sesar yang jurusnya sejajar
dengan bidang perlapisan batuan.
• Sesar kemiringan (Dip fault) adalah sesar yang jurusnya tegak lurus
34
• Sesar diagonal (Oblique or diagonal fault) adalah sesar yang jurusnya
membentuk sudut lancip dengan jurus lapisan batuan yang ada di sekitarnya.
• Sesar Longitudinal (Longitudinal fault) adalah sesar yang jurusnya
sejajar dengan jurus struktur regional di daerah tersebut.
• Sesar transversal (Transverse fault) adalah sesar yang arah jurusnya membentuk sudut atau tegak lurus terhadap arah umum jurus lapisan batuan di daerah dimana sesar tersebut berada.
Gambar 2.15 Slip Direction dan Strike Direction Parameter
Berdasarkan Separation, sesar dikelompokan mejadi 3 (tiga), yaitu Dip separation fault, Strike separation fault dan Combined separation fault :
• Dip separation fault, terdiri atas Normal separation fault, reverse
separation fault dan Thrust separation fault
• Strike separation fault, terdiri atas Left lateral separation fault dan
Right separation fault
• Combined dip and strike separation fault, merupakan kombinasi dip
dan strike separation, misalnya Normal left lateral separation fault, dsb.
35
Berdasarkan genetis atau gaya yang bekerja padanya, jenis bidang sesar dibedakan menjadi :
1. Sesar Naik (Thrust fault/Reserve fault)
Terjadi apabila hanging wall relatif bergerak naik terhadap foot wall. Berdasarkan sistem tegasan pembentuk sesarnya, posisi tegasan utama dan tegasan minimum adalah horizontal dan tegasan menengah adalah vertikal. Umumnya sesar naik tidak pernah berdiri sendiri atau berkembang tunggal. Sesar selalu membentuk suatu zona (fault zone), sehingga pada zona sesar dijumpai sejumlah bidang sesar. Masing-masing bidang sesar tersebut membentuk pola yang sama, yaitu bidang sesar umumnya memiliki arah kemiringan yang sama dan arah jalur sesarnya relatif sama. Sejumlah sesar naik (Thrust zone) yang terbentuk pada periode tektonik yang sama dinamakan sebagai Thrust Systems. (Boyer dan Elliott, 1982)
2. Sesar Mendatar (Strike slip fault/Transcurent fault/Wrench fault) Sesar mendatar (Strike slip fault atau Transcurent fault atau Wrench fault) adalah sesar yang pembentukannya dipengaruhi oleh tegasan kompresi. Posisi tegasan utama pembentuk sesar ini adalah horizontal, sama dengan posisi tegasan minimumnya, sedangkan posisi tegasan menengah adalah vertikal. Umumnya bidang sesar mendatar digambarkan sebagai bidang vertikal, sehingga istilah hanging wall dan foot wall tidak lazim digunakan di dalam sistem sesar ini.
36
3. Sesar Turun (Ekstensional fault/Normal fault)
Sesar Turun (Ekstensional fault/Normal fault) terbentuk akibat adanya tegasan ekstensional (gaya tarikan), sehingga pada bagian tertentu gaya gravitasi lebih dominan. Kondisi ini mengakibatkan dibeberapa bagian tubuh batuan akan bergerak turun yang selanjutnya lazim dikenal sebagai proses pembentukan sesar normal.
Gambar 2.16 Tipe-tipe Arah Pergerakan Sesar
Sesar normal terjadi apabila Hanging wall relatif bergerak ke bawah terhadap foot wall. Gerak sesar normal ini dapat murni tegak atau disertai oleh gerak lateral (sinistral atau dekstral). Sistem tegasan pembentuk sesar normal adalah ekstensional, dimana posisi tegasan utamanya vertikal sedangkan kedudukan tegasan menengah dan minimum adalah lateral.