Pemodelan Dua Dimensi Data Gaya Berat (Gravity) pada Zona Sesar Lembang

Teks penuh

(1)

Pemodelan Dua Dimensi Data Gaya Berat (Gravity)

pada Zona Sesar Lembang

Mulya Diana Murti

1,a)

dan Nurhasan

1,b) 1Laboratorium Fisika Bumi,

Kelompok Keilmuan Fisika Bumi dan Sistem Kompleks,

Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung, Jl. Ganesha no. 10 Bandung, Indonesia, 40132

a)mulyadiana13@gmail.com (corresponding author) b) nurhasan@fi.itb.ac.id

Abstrak

Metode gaya berat (gravity) adalah salah satu metode geofisika yang dapat mendeteksi perbedaan kontras densitas batuan bawah permukaan. Pada makalah ini diaplikasikan metode gaya berat pada daerah sesar Lembang yang berada di Kabupaten Bandung. Sesar Lembang merupakan sesar aktif yang berpotensi menghasilkan gempa. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui struktur dan geometri sesar Lembang dengan menggunakan metode geofisika gaya berat. Telah dilakukan survei metode gaya berat dengan arah utara ke selatan yang memotong sesar Lembang dengan jumlah 24 titik. Dari data hasil pengukuran lapangan yang diperoleh selanjutnya dilakukan koreksi-koreksi yang digunakan dalam metode gaya berat sampai didapatkannya nilai complete bouger anomaly dalam rentang -919.328 mGal sampai -652.491 mGal yang merepresentasikan perbedaan densitas bawah permukaan. Selanjutnya dilakukan pemodelan kedepan metode gaya berat dua dimensi untuk melihat respon anomali bawah permukaan. Berdasarkan hasil pemodelan struktur bawah permukaan pada daerah penelitian, diperoleh adanya keberadaan sesar dengan jenis sesar berupa sesar normal yang diindikasikan oleh adanya perbedaan yang signifikan pada kontras batuan bawah permukaan.

Kata-kata kunci: Metode gaya berat, sesar, sesar Lembang

PENDAHULUAN

Gempa bumi adalah getaran atau guncangan yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba yang menciptakan gelombang seismik. Dalam pembagiannya, gempa bumi digolongkan menjadi dua, yaitu gempa bumi vulkanik dan gempa bumi tektonik. Gempa bumi vulkanik (gunung api) terjadi akibat adanya aktivitas magma yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi.

Gempa bumi tektonik disebabkan oleh adanya aktivitas tektonik, yaitu pergeseran lempeng-lempeng tektonik secara mendadak yang mempunyai kekuatan dari yang sangat kecil hingga yang sangat besar. Gempa bumi ini banyak menimbulkan kerusakan atau bencana alam di bumi, getaran gempa bumi yang kuat mampu menjalar keseluruh bagian bumi.

Indonesia merupakan daerah yang mempunyai kondisi tektonik aktif, hal ini menjadikan kawasan Indonesia memiliki kondisi geologi yang sangat kompleks. Tektonik di Indonesia dibagi menjadi dua kelompok sistem yang berbeda. Di bagian barat Indonesia ditunjukkan dengan tumbukan tektonik antar

(2)

lempeng Samudera-Hindia, lempeng Australia, dengan lempeng Eurasia. Sedangkan di bagian timur Indonesia terbentuk akibat tumbukan lempeng Australia, lempeng Pasifik dan lempeng Eurasia. Dinamika pertemuan lempeng-lempeng ini menghasilkan spektrum topografi yang bervariasi, serta aktivitas kegempaan dan vulkanisme yang relatif aktif. Aktifnya kondisi tektonik di Indonesia menyebabkan banyaknya pusat-pusat gempa yang terjadi baik dari skala kecil hingga besar. Zona tumbukan lempeng merupakan zona kegempaan tinggi dengan gempa-gempa besar, tak terkecuali pulau Jawa. Secara geologi, didaerah seperti ini akan banyak dijumpai struktur geologi, seperti patahan dan sesar.

Wilayah Jawa bagian Barat merupakan wilayah zona VII pada peta wilayah rawan gempa bumi di Indonesia (dikeluarkan oleh PVMBG, 2006). Menurut peta tersebut, terdapat banyak kawasan yang memiliki sesar aktif yang berpotensi menghasilkan gempa. Salah satu sesar aktif yang cukup dikenal adalah sesar Lembang.

Sesar Lembang sangat rawan gempa. Karena kedatangan gempa dalam siklus gempa sulit untuk diprediksi secara tepat, maka pemantauan aktivitas sesar Lembang ini perlu dilakukan secara baik dan kontinu. Apalagi mengingat jumlah penduduk di sekitar kawasan Lembang ini cukup banyak.

Studi tentang penentuan keberadaan dari suatu sesar sangatlah penting untuk mengetahui perkembangan dari potensi dan besar dari gempa bumi di suatu wilayah penelitian. Kekuatan gempa bergantung pada area sesar yang bergeser. Jika kita ingin mengetahui tentang struktur dan geometri pada suatu sesar, maka kita dapat menggunakan metode geofisika. Metode geofisika dapat mengestimasi kondisi bawah permukaan bumi dan salah satu metode geofisika yang digunakan dalam penelitian ini adalah metode gaya berat. Metode gaya berat ini dapat mendeteksi perbedaan kontras densitas batuan bawah permukaan, dimana jika terdapat perbedaan yang signifikan pada kontras densitas batuan akan diindikasikan sebagai zona sesar. Penelitian ini diharapkan dapat menunjang dalam mitigasi bencana di wilayah penelitian (Lembang), sehingga mampu meminimalisir kerugian yang disebabkan oleh bencana akibat aktivitas dari sesar tersebut.

SESAR

Sesar merupakan bidang rekahan pada lapisan batuan bumi yang memungkinkan terjadinya pergerakan relatif satu blok batuan terhadap blok lainnya. Besarnya pergerakan suatu sesar dapat hanya beberapa milimeter hingga mencapai puluhan kilometer, sedangkan bidang sesarnya berukuran mulai dari beberapa

centimeter hingga puluhan kilometer [Billings, 1972].

Berdasarkan arah gerak relatifnya, sesar dapat dikelompokkan menjadi tiga jenis, yaitu sesar naik, sesar normal atau sesar turun, dan sesar geser. Gerak pada sesar naik terjadi apabila blok hanging wall bergerak relatif naik terhadap foot wall. Salah satu ciri dari sesar jenis ini adalah sudut kemiringan bidang sesarnya kurang dari 450hingga mendekati horizontal.

Sesar normal merupakan sesar yang hanging wall-nya relatif turun terhadap foot wall-nya, atau sebaliknya dapat dikatakan foot wall relatif naik terhadap hanging wall-nya. Dip angle untuk sesar ini cukup besar dibandingkan dengan jenis sebelumnya yaitu lebih dari 450. Terbentuknya sesar normal diakibatkan oleh

adanya sebuah tegangan (stress) ekstensional yang menyebabkan gaya gravitasi lebih dominan di bagian tertentu.

Sesar geser merupakan sesar yang bergerak secara horisontal. Arah pergerakan dari sesar ini cenderung saling berlawanan. Pada sesar jenis ini istilah hanging wall dan foot wall tidak lazim digunakan. Berdasarkan arah gerak relatifnya sesar jenis ini dibedakan menjadi dua, yaitu sesar geser mengiri/ left-lateral strike-slip

fault (sinistral) yang merupakan sesar dimana satu blok bergerak relatif ke kiri terhadap blok lainnya, dan

sesar geser menganan/ right-lateral strike-slip fault (dextral) yang merupakan sesar dimana satu blok bergerak relatif ke kanan terhadap blok lainnya.

SESAR LEMBANG

Kondisi Geologi dan Geomorfologi Sesar Lembang

Sesar Lembang berada di utara kota Bandung, Jawa Barat, sekitar 10 km dari kota Bandung. Beberapa ahli berpendapat bahwa pembentukan sesar Lembang berkaitan dengan aktivitas vulkanik kompleks gunung sunda. Runtuhnya kompleks gunung sunda terjadi dalam dua tahap, sesar Lembang terbentuk pada tahap yang pertama dengan mekanisme tension akibat pembebanan dari produk vulkanik dalam jumlah yang besar sehingga sesar Lembang termasuk dalam kategori sesar normal,selanjutnya tahap yang kedua membentuk suatu seri crescentific rift yang memotong bagian atas lapisan (Bemmelen, 1949).

Sama halnya dengan pendapat Bemmelem, berdasarkan data singkapan yang ditemukan di lapangan, Tjia (1968) berpendapat bahwa pergerakan sesar Lembang berarah vertikal atau termasuk jenis sesar normal.

(3)

magma saat erupsi katastropik Gunung sunda (Dam, 1994). Dengan pendapat yang serupa juga, Nossin (1995) berpendapat bahwa sesar Lembang merupakan sesar volcano-tectonic origin yang berkaitan dengan aktivitas kompleks Gunung Sunda, hal ini disebabkan oleh arah jurus sesarnya yang tidak sesuai dengan kelurusan umum dan arah tektonik regional.

Berdasarkan kajian Peta Geologi regional Jawa, sesar Lembang merupakan salah satu sesar besar dengan pola atau arah yang khas, yaitu pola Jawa yang berada di bagian tengah Jawa Barat, berarah barat-timur, dan jenis sesarnya sesar normal.

Gambar 1. a) Peta geologi cekungan Bandung. b)Peta penampang geologi cekungan Bandung (Modifikasi dari Silitonga, 1973)

Dari gambar peta geologi cekungan Bandung (gambar 1.a), kawasan Sesar Lembang teridiri atas Q1 yang merupakan deposit danau, Qy1 yang merupakan lava, Qyt yang merupakan tufa, Qyd yang merupakan pasiran, Qvu yang merupakan vulkanik, serta Mtjl yang merupakan sedimen dari laut dan vulkanik.

Pada gambar peta penampang geologi (gambar 1.b) dapat kita lihat bahwa topografi kawasan Cekungan Bandung cenderung datar dan semakin bertambah ketinggiannya ke arah Gunung Tangkuban Perahu, [2].

Secara morfologi, patahan Lembang merupakan patahan dengan dinding gawir (fault scarp) menghadap ke arah utara. Disini ditunjukkan adanya kelurusan struktur patahan yang berarah hampir barat-timur. Gawir patahan di sebelah timur relatif lebih terjal dibandingkan gawir di sebelah barat (Brahmantyo & Widarto, 2003).

Tinjauan Geodesi Sesar Lembang

Sesar Lembang memanjang dalam arah Barat-Timur melalui kota Lembang dengan jenis sesar normal

dan sebagiannya merupakan sesar naik (thrusting) . Sesar Lembang ini membentang mulai dari Gunung Manglayang di bagian timur, hingga Cisarua di bagian barat yang panjangnya sekitar 22 km dan merupakan sesar yang aktif. Jejak sesar Lembang menghilang di Cisarua sedangkan di Maribaya membelok ke selatan. Sesar Maribaya terhubung dengan sesar Cimandiri dan sesar Baribis yang aktif.

Wilayah Jawa bagian Barat merupakan wilayah zona VII pada peta wilayah rawan gempa bumi di Indonesia (dikeluarkan oleh PVMBG, 2006). Menurut peta tersebut, terdapat banyak kawasan yang memiliki sesar aktif yang berpotensi menghasilkan gempa. Salah satu sesar aktif yang cukup dikenal adalah sesar Lembang. Karena kedatangan gempa besar dalam siklus gempa tersebut sulit untuk diprediksi secara tepat, maka pemantauan aktivitas sesar Lembang ini perlu dilakukan secara baik dan kontinu. Apalagi mengingat jumlah penduduk di sekitar kawasan Lembang ini cukup banyak.

METODE GAYA BERAT (GRAVITY)

(4)

Gambar 2. Gaya gravitasi antara dua buah benda.

Hukum Gravitasi Newton menyatakan bahwa diantara dua buah benda bermassa m1 dan m2 yang berjarak

r akan ada gaya saling tarik menarik yang sebanding dengan hasil kali kedua massa tersebut dan berbanding

terbalik dengan kuadrat jaraknya. Maka dari itu dapat dinyatakan dengan persamaan, ๐นโƒ‘ = ๐บ๐‘š1๐‘š2

๐‘Ÿ2 ๐‘Ÿ ฬ‚ (1) dimana,

๐นโƒ‘ = gaya antara dua buah benda bermassa dari m1 dan m2 (Newton)

๐บ = konstanta gravitasi umum(6,672 x 10-11 Nm2/kg2)

๐‘š1 dan ๐‘š2 = massa benda pertama dan kedua (kg) ๐‘Ÿ = jarak antara ๐‘š1 dan ๐‘š2 (m)

๐‘Ÿฬ‚ = vektor unit yang berarah dari m2 menuju m1

Percepatan Gravitasi

Metode gaya berat terkait dengan percepatan pada permukaan bumi. Ketika kita melakukan pengukuran gravitasi bumi, biasanya kita tidak mengukur gaya gravitasi (F), melainkan percepatan gravitasi bumi (g). Untuk bisa memperoleh nilai percepatan gravitasi bumi g, kita dapat menggunakan Hukum Newton II, yang menyatakan bahwa sebuah gaya merupakan hasil perkalian dari massa dengan percepatan, sehingga jika dirumuskan, ๐‘Ž = ๐น ๐‘š1 = ๐บ๐‘š1๐‘š2 ๐‘Ÿ2 ๐‘ฅ 1 ๐‘š1 = ๐บ๐‘š2 ๐‘Ÿ2 (2) Jika m2 merupakan massa bumi MB, dan r merupakan jari-jari bumi R, maka percepatan gravitasi bumi

adalah,

๐‘” = ๐บ๐‘€๐ต

๐‘…2 (3) Rata-rata percepatan gravitasi pada permukaan bumi adalah 980 cm/s2. Pengukuran nilai percepatan

gravitasi pertama kali dilakukan oleh Galileo. Untuk menghormati Galileo, satuan c.g.s dari percepatan gravitasi (1 cm/s2) adalah Gal. Gravimeter modern dapat mengukur variasi percepatan gravitasi dalam nilai

yang sangat kecil. Karena pengukuran dilakukan dalam percepatan gravitasi yang sangat kecil, maka satuan yang sering digunakan adalah miliGal (mGal).

Model Anomali Gravitasi

Nilai anomali gravitasi pada dasarnya merupakan selisih antara nilai percepatan gravitasi bumi pada kondisi yang sebenarnya dengan nilai percepatan gravitasi bumi pada kondisi teoritik. Semua anomali gravitasi disebabkan oleh distribusi densitas lateral yang tidak homogen. Jika bumi terdiri dari lapisan-lapisan dengan densitas yang seragam secara horizontal, maka tidak akan timbul anomali gravitasi. Besar dan bentuk dari anomali gravitasi bergantung pada densitas bawah permukaan, termasuk besarnya, kedalaman, dan luas horizontal, [3]. Munculnya gravitasi anomali dipengaruhi oleh dimensi, kepadatan kontras dan kedalaman tubuh anomali.

Model slab horizontal merupakan model yang dapat digunakan untuk pemodelan sesar. Respon gravitasi dari model slab horizontal dapat kita peroleh dengan mengganti x pada persamaan model lempeng horizontal

semi-infinite , [9],

โˆ†๐‘”๐‘ง= 2๐บโˆ†๐œŒ๐‘ก [๐œ‹ 2+ tan

โˆ’1(๐‘ฅ

(5)

dengan mengganti

x

pada persamaan (4) dengan ๐‘ฅ + ๐‘ง ๐‘ก๐‘Ž๐‘›๐›ฝ sehingga ๐‘ก๐‘Ž๐‘›โˆ’1 ๐‘ฅ ๐‘ง menjadi ๐‘ก๐‘Ž๐‘› โˆ’1 x+z tanฮฒ z = ฮธ menjadi,

๏€จ

๏€ฉ

๏€จ

๏€ฉ

๏ป

2 1

๏ฝ

2 cos 2 / 2G t x F F g๏€ฝ ๏ฒ ๏ฐ ๏€ซ๏ข ๏€ซ ๏ข ๏€ญ dengan,

๏ข = kemiringan bidang sesar (derajat)

๏€จ

i

๏€ฉ

i i i F ๏€ฝ๏น cot๏น ๏€ญlnsin๏น ๏ข ๏ฑ ๏นi ๏€ฝ i๏€ญ

๏€จ

๏€ฉ

๏ป

๏ข

๏ฝ

๏ฑ ๏€ฝtan๏€ญ1 1/ ๏€ซtan i i x z

Sesar normal dapat dianalogikan dengan menggabungkan respon beberapa model: 1. Slab horizontal pertama dekat permukaan pada sisi sebelah kanan x=0 (x positif) 2. Slab horizontal kedua dibawah yang pertama pada sisi sebelah kiri x=0 (x negatif).

Sehingga respon gravitasinya dapat dihitung dengan menjumlahkan persamaan (5) namun dengan tanda yang berlawanan pada sumbu x-nya,

๏€จ

๏€ฉ

๏€จ

๏€ฉ

๏ƒพ ๏ƒฝ ๏ƒผ ๏ƒฎ ๏ƒญ ๏ƒฌ ๏€ญ ๏€ญ ๏ƒท ๏ƒธ ๏ƒถ ๏ƒง ๏ƒจ ๏ƒฆ ๏€ญ ๏€ซ ๏ƒพ ๏ƒฝ ๏ƒผ ๏ƒฎ ๏ƒญ ๏ƒฌ ๏€ญ ๏€ซ ๏ƒท ๏ƒธ ๏ƒถ ๏ƒง ๏ƒจ ๏ƒฆ ๏€ซ ๏€ฝ 4 3 2 1 2 2 cos 2 2 cos 2 2G t x F F G t x F F g ๏ฒ ๏ฐ ๏ข ๏ข ๏ฒ ๏ฐ ๏ข ๏ข

dengan F1, F2, F3, dan F4 dapat dihitung dengan cara yang sama seperti pada persamaan (5).

Gambar 3. Bentuk respon anomali gravitasi model slab horizontal dengan varasi ฯ

AKUISISI DAN PENGOLAHAN DATA

Pengambilan data lapangan dilakukan pada bulan Agustus - September 2016 di kawasan Lembang, Jawa barat. Berdasarkan tinjauan geologi, wilayah penelitian dilalui oleh sesar Lembang yang berarah barat-timur, (5)

(6)

oleh karena itu lintasan pengukuran ini diambil mengarah dari utara ke selatan dan memotong daerah sesar secara tegak lurus. Data survei gaya berat yang diambil meliputi daerah Lembang yang dibatasi oleh koordinat geografis 107.5954540BT โ€“ 107.61390BT dan 6.81620LS โ€“ 6.85530LS. Dari pengukuran tersebut

dihasilkan 24 titik pengukuran di sepanjang lintasan Lembang - Bandung yang mengarah dari selatan ke utara dengan interval tiap titik sekitar 200 meter.

Peralatan yang digunakan meliputi gravimeter Lacoste & Romberg, alat navigasi GPS, buku catatan lapangan, dan peta geologi daerah penelitian. Pada awal pengambilan data lapangan, terlebih dahulu perlu untuk menentukan titik pengukuran yang dijadikan base penelitian ini. Base ini dipergunakan sebagai titik tutupan harian dan juga sebagai nilai acuan bagi stasiun gaya berat lainnya. Pengambilan data pengukuran gravitasi ini dilakukan dengan membentuk lintasan tertutup, yang artinya titik pengukuran diawali dan diakhiri di titik yang sama sehingga kesalahan yang disebabkan oleh bergesernya pembacaan titik nol pada gravimeter dapat dikoreksi. Data lapangan yang di ambil dalam penelitian gravitasi ini berupa data posisi pengukuran (lintang, bujur, ketinggian), kapan dilakukannya pengukuran (tanggal, hari, dan jam) yang berguna untuk koreksi pasang surut, dan kondisi terrain atau kondisi medan daerah titik pengukuran.

Pengolahan Awal Data Gravitasi

Dalam pengolahan data lapangan, nilai gravitasi hasil pembacaan pada gravimeter harus dikonversi terlebih dahulu untuk mendapatkan harga pembacaan dalam miligal. Data gravitasi hasil pengukuran lapangan yang diperoleh berupa nilai gravitasi relatif di setiap titik ukur, sehingga hasil gravitasi relatif tersebut diolah untuk mendapatkan nilai gravitasi absolutnya.

Di dalam pengolahan data yang dilakukan, untuk mendapatkan nilai gravitasi absolut di suatu titik ukur, maka kita membutuhkan nilai gravitasi absolut di suatu tempat yang akan dijadikan sebagai titik acuan. Dalam penelitian ini digunakan referensi nilai gravitasi absolut dari PSG-0 Bandung yang memiliki nilai gravitasi absolut sebesar 978217.792 mGal. Data gravitasi absolut yang diperoleh selanjutnya diolah dengan koreksi-koreksi diantaranya koreksi drift, koreksi pasang surut, perhitungan gravitasi normal, koreksi udara bebas, koreksi bouger, dan koreksi terrain sampai mendapatkan nilai anomali bouger lengkap. Nilai anomali bouger lengkap ini merupakan gabungan dari anomali yang bersifat regional dan residual. Pada pelaksanaanya, pengolahan data tersebut dibantu oleh perhitungan komputer dengan menggunakan software

MS. Excel.

Pemisahan Anomali Regional dan Residual

Setelah diperoleh anomali bouger, maka langkah selanjutnya adalah melakukan pemisahan data anomali bouger yang masih bercampur antara anomali regional dan anomali residual. Pada metode gravitasi ada beberapa metode yang dapat digunakan untuk melakukan pemisahan anomali regional dan residual, diantaranya adalah metode moving average, polynomial, dan inversion. Dalam pengolahan data yang dilakukan pada tugas akhir ini digunakan metode polynomial fitting atau biasa juga disebut metode kuadrat terkecil. Metode polynomial fitting ini merupakan metode yang mengasumsikan bahwa permukaan polinomial dapat diasumsikan sebagai model bidang anomali regional yang halus yang ditentukan berdasarkan orde polinomial. Kontur anomali regional bersifat lebih smooth dan biasanya disebabkan oleh batuan-batuan yang dalam, sedangkan anomali residual konturnya bersifat lebih kasar dan disebabkan oleh batuan yang dangkal. Secara teknis, pemisahan anomali regional dan residual dengan menggunakan metode

polynomial fitting dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak Matlab.

Pemodelan Struktur Bawah Permukaan

Setelah diperoleh nilai anomali bouger lengkap dan data anomali residual, selanjutnya dilakukan pemodelan ke depan struktur bawah permukaan model horizontal slab dengan persamaan (6) menggunakan

Matlab. Pada saat melakukan pemodelan ke depan, dilakukan proses coba-coba atau biasa juga disebut proses trial and error untuk menghasilkan respon model yang cocok dan fit dengan data hasil observasi. Sehingga

diharapkan kondisi model yang telah dibuat dapat mewakili atau mendekati kondisi bawah permukaan yang sebenarnya.

Langkah yang digunakan dalam pemodelan ini adalah dengan mencoba berbagai kemungkinan model geologi bawah permukaan dan penggunaan densitas batuan penyusun daerah penelitian berdasarkan perkiraan model geologi yang ditunjang dengan rapat massa literatur dari jenis lapisan batuan yang dominan. Identifikasi formasi sesar dari hasil pemodelan ini ditunjukkan dengan adanya struktur bawah permukaan yang mengalami penurunan dan memperlihatkan bentukan berupa pergeseran yang disebabkan oleh adanya penurunan anomali.

(7)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Harga anomali Bouger merupakan gabungan dari anomali yang bersifat regional dan anomali yang bersifat lokal. Dari data hasil observasi yang telah diolah dan dilakukan reduksi, diperoleh grafik complete

bouger anomaly sebagai berikut,

Gambar 4. Grafik complete bouger anomaly terhadap posisi pengukuran

Titik 0 meter posisi pengukuran merupakan titik pengukuran di bagian selatan, dan seterusnya titik pengukuran ini berlanjut ke bagian utara. Dari grafik complete bouger anomaly di atas, terlihat bahwa nilai anomali bouger bernilai negatif. Nilai negatif ini disebabkan oleh perbedaan gravitasi yang sangat besar antara base yang ditentukan dengan titik-titik pengukuran, dimana nilai gravitasi base jauh lebih besar dibandingkan titik pengukuran. Selain itu, nilai anomali Bouger bernilai tinggi dimulai dari posisi = 0 yang merupakan bagian selatan pengukuran, dan selanjutnya anomali bernilai semakin kecil di bagian utara posisi pengukuran. Anomali rendah pada bagian utara daerah penelitian ini diduga adanya suatu struktur yang disebabkan oleh keberadaan sesar. Sesar ini mengakibatkan posisi batuan pada daerah tersebut menjadi turun. Selain didukung oleh peta geologi, hal inilah yang mendasari tentang posisi keberadaan sesar, bahwa sesar berada pada anomali gravitasi tinggi dan anomali gravitasi rendah, diprediksi keberadaan sesar Lembang berada pada posisi pengukuran antara 1000-2000 meter. Oleh sebab itu, dalam melakukan pengolahan data selanjutnya hanya dipilih beberapa data yang berada di sekitaran posisi sesar agar anomali yang diharapkan dapat terlihat dengan baik dan meminimalisir pengaruh anomali batuan bawah permukaan yang tidak ada hubungannya dengan sesar. Dalam penelitian ini hanya akan meninjau tentang keberadaan sesar.

Pemisahan Anomali Regional dan Residual

Pada peta anomali Bouger menggambarkan seluruh jumlah tarikan massa yang terjadi pada daerah

pengukuran baik secara regional maupun residual. Oleh sebab itu untuk mendapatkan anomali residual harus dilakukan penghilangan efek anomali regional. Pada penelitian ini digunakan pemisahan anomali dengan metode polynomial fitting orde dua. Pemilihan orde ini berdasarkan tren data anomali bouger terhadap posisi titik pengukuran. Pada penelitian ini, orde yang dipilih dalam melakukan pemisahan anomali tersebut adalah orde dua karena telah diperoleh trend bidang anomali regional yang sangat halus jika dibandingkan dengan

trend bidang anomali Bouger. Berikut trend anomali Bouger dan anomali residual yang dihasilkan,

-1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 CBA (mGal)

(8)

Gambar 5. Grafik anomali gravitasi terhadap posisi titik pengukuran

Setelah diperoleh kurva anomali regional, maka selanjutnya untuk memperoleh kurva anomali residual adalah dengan cara mengurangkan anomali Bouger terhadap anomali regional. Berikut kurva anomali residual yang dihasilkan,

Gambar 6. Grafik anomali residual terhadap posisi titik pengukuran

Dari kurva anomali residual yang terbentuk, terlihat bahwa terdapat anomali residual bernilai positif dan negatif. Anomali dengan nilai positif dan negatif tersebut disebabkan oleh karena beberapa hal, diantaranya densitas batuan, posisi titik pengukuran, dan besar anomali batuan bawah permukaan. Dari kurva tersebut terlihat bahwa nilai anomali mula-mula cenderung naik dan bernilai negatif, namun pada posisi pengukuran kira-kira 1200 m, nilai anomali residual tiba-tiba turun, selanjutnya penurunan nilai ini pada posisi titik pengukuran 2000 m terlihat terhenti dan anomali residual yang dihasilkan cenderung naik. Kenaikan anomali residual di awal tadi diperkirakan karena adanya struktur batuan yang lebih dangkal sedangkan turunnya nilai

-1000 -900 -800 -700 -600 -500 -400 -300 -200 -100 0 0 1000 2000 3000 4000 Anom al i gra vita si (mGa l)

selatan utara Posisi (m)

CBA vs Posisi Regional vs Posisi -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 An oma li resi dua l (mGa l)

(9)

anomali residual diperkirakan disebabkan oleh adanya struktur batuan yang lebih dalam. Dengan adanya keberadaan batuan seperti ini, diduga bahwa pada kondisi inilah terdapatnya struktur sesar Lembang.

Pemodelan ke depan dua dimensi

Setelah diperoleh nilai anomali residual,maka selanjutnya adalah melakukan pemodelan ke depan dua

dimensi. Model yang dibuat dicocokkan dengan model anomali residual dan dicari data yang memiliki misfit yang kecil.

Gambar 7. Grafik data hasil pengukuran dan pemodelan ke depan, serta geometri struktur bawah permukaan

Dari pemodelan yang diperoleh bahwa bagian utara sesar Lembang bergerak relatif turun terhadap bagian selatannya. Posisi sesar terletak antara nilai anomali gravitasi minimum dan anomali gravitasi maksimum. Secara garis besar, trend line grafik anomali residual dari data observasi dan data hasil kalkulasi pemodelan terhadap posisi hampir sama. Pemodelan ke depan yang telah dibuat dianggap dapat mewakili kondisi bawah permukaan. Dari pemodelan dapat dilihat bahwa di bawah permukaan penelitian terdapat suatu sesar dengan jenis sesar normal, dimana bagian blok bagian kanan turun terhadap yang kiri. Dari pemodelan yang telah dilakukan, terlihat bahwa struktur bawah permukaan terdiri dari dua buah blok sesar, dimana salah satu blok (blok 2) bagian utara turun terhadap blok bagian selatan (blok 1). Hal ini serupa dengan kondisi sesar Lembang pada peta geologi yang tampak pada gambar 1.

KESIMPULAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan tentang pemodelan struktur bawah permukaan pada anomali gravitasi hasil pengukuran zona sesar Lembang, diperoleh nilai anomali bouger yang diperoleh di daerah penelitian berkisar -919.328 mGal sampai -652.491 mGal, dimana nilai anomali Bouger dibagian utara bernilai lebih kecil dibandingkan bagian selatan. Berdasarkan pemodelan ke depan dua dimensi diperoleh model anomali gaya berat berbentuk slab horizontal. Slab horizontal ini dapat diinterpretasikan sebagai dua

(10)

blok patahan yang membentuk sesar berupa sesar normal. Dimana salah satu blok yang disebut dengan

hanging wall turun terhadap blok lainnya (foot wall). Hanging wall yang turun tersebut berada pada bagian

utara daerah penelitian, sedangkan foot wall-nya berada pada bagian selatan. Zona sesar Lembang terdapat pada perbatasan antara dua blok, dimana diperkirakan berada pada posisi pengukuran ๐‘ฅ=1500 ๐‘š dari titik pengukuran. Dengan membandingkan hasil pemodelan gaya berat dengan data geologi diperoleh, ditemukan bahwa jenis sesar dan lokasi keberadaan sesar memiliki kesamaan.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang telah membantu dalam pengambilan data lapangan , serta Bapak Nurhasan, Bapak Enjang Jaenal Mustopa, dan Bapak Dwi Irwanto atas diskusi bermanfaat yang telah diberikan hingga makalah ini terbentuk.

REFERENSI

1. Abidin, H.Z.,Andreas, H., Kato, T., Ito, T., Meilano, I., Kimata, F., et al. (2009).Crustal Deformation

Studies in Java (Indonesia) Using GPS. Journal of Earthquake and Tsunami, 3(2), 77-88.

2. Meilano, I., H. Z. Abidin, H. Andreas, I. Gumilar, D. Sarsito, R. Hanifa, Rino, H. Harjono, T. Kato, F. Kimata,and Y. Fukuda. Slip rate estimation of the Lembang Fault, West Java, from geodetic observation,

J. Disaster Res., 7(1), 12-18, 2012.

3. Nettleton, L. (1976). Gravity and Magnetism in Oil Exploration. New York: McGraw-Hill.

4. Nossin, J.J, Voskuil, R.P.G.A, Dam,R.M.C. (1996). Geomorphologic Development of the Sunda Volcanic

Complex, West Java, Indonesia. ITC Journal, Vol 2, 157-165.

5. Reynolds, J. M. (1997). An Introduction to Applied and Environmental Geophysics. New York: John Wiley & Sons, Inc.

6. Rivas, Jose. 2009. Gravity and Magnetic Methods. UNU-GTP and LaGeo, in Ahuachapan and Santa Tecla, El Salvador

7. Talwani, M., Worzel, J. L. , Landisman. 1959. Rapid Gravity Computations for Two-Dimensional Bodies with Application to the Mendocino Submarine Fracture Zone. Journal of Geophysics Research, 64, (1), 49-60.

8. Telford, W. G. (1990). Applied Geophysics Second Edition. Melbourne: University of Cambridge.

9. Zakaria, Z., Ismawan. Haryanto, I. Identifikasi dan Mitigasi pada Zona Rawan Gempa Bumi di Jawa Barat. Bulletin of Scientific Contribution, Volume 9, Nomor 1, April 2011: 35-41.2011.

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :