RELOKASI HIPOSENTER GEMPA BANTEN 2 AGUSTUS 2019 MENGGUNAKAN METODE DOUBLE DIFFERENCE LAPORAN TUGAS AKHIR

56 

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Loading....

Teks penuh

(1)

RELOKASI HIPOSENTER GEMPA BANTEN 2 AGUSTUS 2019

MENGGUNAKAN METODE DOUBLE DIFFERENCE

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh: RIFKI FATURAHMAN 101116067

FAKULTAS TEKNOLOGI EKSPLORASI DAN PRODUKSI PROGRAM

STUDI TEKNIK GEOFISIKA

UNIVERSITAS PERTAMINA JAKARTA

2020

(2)

Universitas Pertamina - 2

RELOKASI HIPOSENTER GEMPA BANTEN 2

AGUSTUS 2019 MENGGUNAKAN METODE DOUBLE

DIFFERENCE

LAPORAN TUGAS AKHIR

Oleh: Rifki Faturahman

101116067

FAKULTAS TEKNOLOGI EKSPLORASI DAN PRODUKSI

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA

UNIVERSITAS PERTAMINA

2020

(3)

Universitas Pertamina - i

LEMBAR PENGESAHAN

Judul Tugas Akhir : Relokasi Hiposenter Gempa Banten 2 Agustus 2019 Menggunakan Metode

Double Difference

Nama Mahasiswa : Rifki Faturahman Nomor Induk Mahasiswa : 101116067 Program Studi : Teknik Geofisika

Fakultas : Fakultas Teknologi Eksplorasi dan Produksi

Tanggal Lulus Sidang Tugas Akhir : 8 September 2020

Jakarta, 16 September 2020 MENGESAHKAN

Pembimbing

Dicky Ahmad Zaky, M.T. NIP: 116026

MENGETAHUI, Ketua Program Studi

Muhammad Husni Mubarak, M.S. NIP. 116028

(4)
(5)

Universitas Pertamina - iii

ABSTRAK

Rifki Faturahman. 101116067. Relokasi Hiposenter Gempa Banten 2 Agustus 2019 Menggunakan Metode Double Difference.

Di negara Indonesia yang kita tinggali ini, memiliki jumlah pulau yang banyak. Pulau pulau tersebut, tersebar di seluruh Indonesia. Tak hanya itu juga, Indonesia sendiri merupakan negara yang berada pada titik pertemuan tiga lempeng terbesar yang ada di bumi. Ketiga lempeng tersebut yaitu Lempeng Pasifik, Lempeng Indo-Australi, dan Lempeng Eurasia. Maka dari itu, Indonesia rawan terjadi gempa. Ketika terjadi gempa, diperlukan informasi yang cepat untuk dapat menganalisa keadaan. Namun informasi cepat ini terkadang kurang akurat. Untuk melakukan relokasi, digunakanlah metode double difference yang memanfaatkan waktu tempuh dua event gempa yang berbeda, untuk memastikan lokasi hiposenter gempa yang sebenarnya. Penggunaan software HypoDD akan mempermudah proses relokasi. Data yang digunakan merupakan data open source. Data ini diunduh melalui web www.isc.ac.uk dengan periode 20 Juli 2019 hingga 1 September 2019. Data berisi waktu tempuh dan fasa tiap event, dan data stasiun. Sedangkan model kecepatan yang digunakan adalah PREM, IASP91, dan AK135. Diperoleh hasil relokasi gempa berupa perbedaan posisi gempa untuk gempa utama maupun gempa gempa lainnya. Hasil tersebut dipetakan melalui software GMT. Selain perbedaan posisi pada gempa, terdapat juga sebuah pola yang cukup menarik yang ditunjukkan pada hasil cross section. Pola tersebut diindikasikan sebagai struktur berupa sesar yang aktif akibat dari aktivitas subduksi. Gempa yang telah direlokasi ini, dapat diketahui informasinya seperti jenis gempa yang terjadi dengan mekanisme fokus yang dibuat. Terkahir, dengan mengumpulkan hasil yang telah didapat maka interpretasi data akan dapat dilakukan.

Kata Kunci: Relokasi Hiposenter, Metode Double Difference, HypoDD, Model Kecepatan 1D, Subduksi Indo Australi - Eurasia.

(6)

Universitas Pertamina - iv

ABSTRACT

Rifki Faturahman. 101116067. Hypocenter Relocation of Banten Earthquake 2 August 2019.

Indonesia has many island that surround the its territory. Those islands scatter around the nation. Not only that, Indonesia itslef is country that surrounded by three largest plates on earth. Those plates are Pacific, Eurasia, and Indo-Australia. Thus, Indonesia region tends to occur an earthquake. When an earthquake occurs, fast information is needed to analyze the situation. However this fast information sometimes not accurate and tends to fail to interpret the true condition, this is why relocation of an earthquake is needed. There are few of relocation method that can be use, one of them is double difference. The double difference method use the advantage of travel time from two different earthquake that occur. This relocation will asertain the actual location of hypocenter. By using HypoDD software, the relocation will become more easily and give better results. In this research the data that used is the open source data from www.isc.ac.uk with time periode 1 July 2019 until 20 September 2019. Those data contains an information of earthquake travel time, an earthquake phase, and station data, while the 1D used are PREM, IASP91, and AK135. The results of relocation earthquakes are the different of the location of the earthquakes itself, wether the main shock or another earthquake. Those location is shown by GMT software by using the data relocation. Besides the different of the location, there are an unique pattern shown in the cross section that indicates there are some faults. Those faults actived as the result of subduction activity. An earthquake that has been relocated, will lead us to know about the type of an earthquake itself, and how it occurs with focal mechanism. Lastly, by collecting the new information, interpretation can be done and give the actual answer

Keywords: Hypocenter Relocation, Double Difference method, HypoDD, 1D Velocity Model, Indo-Australi Subduction

(7)

Universitas Pertamina - v

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan kemudahan Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Relokasi Hiposenter Gempa Banten 2 Agustus 2019”. Penyusunan laporan tugas akhir ini adalah untuk memenuhi syarat kelulusan dan untuk menyelsaikan pendidikan jenang strata satu (S1) pada Jurusan Teknik Geofisika Universitas Pertamina. Terselesaikannya tugas akhir ini pastinya berkat dari bantuan pihak pihak lain yang memberikan dorongan, masukan, bimbingan, dan pembelajaran kepada penulis. Oleh karena itu penulis ingin berterimakasih kepada :

1. Bapak Dicky Ahmad Zaky, M.T. selaku dosen pembimbing atas arahan, bimbingan, kesabaran, dan ilmu yang diberikan kepada penulis selama pengerjaan tugas akhir ini.

2. Ibu/ Bapak Dosen Teknik Geofisika atas segala ilmu yang diajarkan dan Staff Akademik Teknik Geofisika yang telah membantu urusan administrasi sehingga tugas akhir ini bisa terselesaikan.

3. Bapak, Ibu dan saudara – saudara penulis atas segala pengorbanan, doa, dan dukungan yang diberikan. Penulis tidak bisa berterimakasih lebih banyak lagi.

4. Seluruh teman teman penulis di Teknik Geofisika Pertamina yang selalu penulis repotkan, penulis ganggu, yang selalu menemani penulis disaat duka maupun senang, serta sahabat sahabat penulis dirumah yang selalu ada disaat saya membutuhkan mereka. Sahabat yang membantu saya Adit, Netta, Iman, Nadia, Pandu, Aldy, Abi, Fransisco, Anggi, Iqbal, Virgi dan lainnya.

Penulis menyadari bahwa penyusunan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu penulis sangat menghargai seluruh saran dan masukan yang membangun. Akhir kata, semoga tugas akhir ini dapat bermanfaat.

Jakarta, 16 September 2020

(8)

Universitas Pertamina - vi

DAFTAR ISI

LEMBAR PENGESAHAN ... i ABSTRAK ... iii ABSTRACT ... iv KATA PENGANTAR ... v DAFTAR ISI... vi

DAFTAR GAMBAR ... viii

DAFTAR TABEL ... x BAB I PENDAHULUAN ... 1 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Rumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 3 1.4 Tujuan Penelitian ... 3 1.5 Manfaat Penelitian ... 3 1.6 Lokasi Penelitian ... 3

1.7 Waktu Pelaksanaan Penelitian ... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA... 6

2.1 Gempa Bumi dan Klasifikasinya ... 6

2.2 Teori Elastic Rebound ... 7

2.3 Pergerakkan Lempeng Tektonik ... 8

2.4 Zona Subduksi ... 10

2.5 Gelombang Seismik ... 11

2.6 Parameter Sumber Gempa ... 14

2.7 Metode Double Difference ... 16

BAB III METODE PENELITIAN ... 19

3.1 Data Penelitian ... 19

3.2 Diagram Tugas Alir ... 19

3.3 Metode Pengumpulan Data ... 20

3.4 Alat Dan Bahan ... 20

3.5 Metode Analisis Data ... 21

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 28

4.1 Hasil Relokasi Hiposenter Gempa ... 28

4.1.1 Hasil Peta Seismistas Relokasi ... 28

(9)

Universitas Pertamina - vii

4.1.3. Analisa Mekanisme Fokus ... 30

4.1.4. Interpretasi Hasil Relokasi ... 31

4.2. Validasi Hasil Interpretasi ... 34

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 36

5.1 Kesimpulan ... 36

5.2 Saran ... 37

(10)

Universitas Pertamina - viii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Contoh hasil dari relokasi gempa (Yosi, 2013) ... 2

Gambar 2. Model Elastic Rebound (Subardjo dan Ibrahim, 2004) ... 7

Gambar 3. Pergerakkan Lempeng Tektonik (Subardjo dan Ibrahim, 2004) ... 8

Gambar 4. Batas divergen ... 9

Gambar 5. Batas konvergen ... 9

Gambar 6. Batas transform ... 9

Gambar 7. Zona subduksi (Subardjo dan Ibrahim, 2004) ... 9

Gambar 8. Simulasi gerakan gelombang P dan S (Munadi, 2002) ... 13

Gambar 9. Simulasi gerakan Gelombang Love dan Gelombang Rayleigh (Munadi, 2002) ... 14

Gambar 10. Diagram Wadati (Hurukawa, dkk., 2008) ... 15

Gambar 11. Illustrasi algoritam double difference (Waldhauser, F., 2000) ... 16

Gambar 12. Diagram alir pengerjaan ... 19

Gambar 13. Gambaran isi dari file .pha ... 21

Gambar 14. Isi perintah dari ph2dt.inp ... 21

Gambar 15. Model kecepatan 1D yang digunakan dan tabelnya ... 22

Gambar 16. Isi perintah dari HypoDD.inp ... 22

Gambar 17. Informasi gempa dari hasil output HypoDD yaitu HypoDD.reloc ... 23

Gambar 18. Isi perintah untuk membuat peta seismisitas ... 23

Gambar 19. Peta seismistas setelah relokasi ... 24

Gambar 20. Isi perintah untuk membuat cross section ... 24

Gambar 21. Peta cross section dan penampangnya setelah relokasi ... 25

Gambar 22. Parameter input untuk membuat mekanisme fokus ... 25

Gambar 23. Output dari informasi mekanisme fokus yang didapat ... 25

Gambar 24. Isi perintah untuk membuat mekanisme fokus ... 26

(11)

Universitas Pertamina - ix

Gambar 26. Contoh histogram residual yang dihasilkan ... 26

Gambar 27. Peta Seismisitas Sebelum dan Setelah Relokasi ... 27

Gambar 28. Hasil cross section gempa baik sebelum maupun sesudah relokasi menggunakan model kecepatan PREM, AK135, dan IASP91 ... 29

Gambar 29. Hasil mekanisme fokus ... 30

Gambar 30. Histogram gempa pada jalur subduksi ... 31

Gambar 31. Pola struktur daerah Jawa Barat ... 32

Gambar 32. Hasil cross section pada gempa 2017 – 2018 Jawa Barat oleh Tri Kusmita dkk ... 32

Gambar 33. Letak cluster gempa vertikal pada peta ... 33

Gambar 34. Illustrasi sederhana uplifting ... 33

(12)

Universitas Pertamina - x

DAFTAR TABEL

(13)
(14)

Universitas Pertamina - 1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Di negara Indonesia yang kita tinggali ini, memiliki jumlah pulau yang banyak. Pulau pulau tersebut, tersebar di seluruh Indonesia. Tak hanya itu juga, Indonesia sendiri merupakan negara yang berada pada titik pertemuan tiga lempeng terbesar yang ada di bumi. Ketiga lempeng tersebut yaitu Lempeng Pasifik, Lempeng Indo-Australi, dan Lempeng Eurasia. Layaknya sifat lempeng dunia pada umumnya, lempeng lempeng ini melakukan gerakan tektonik yang berdampak pada munculnya getaran getaran atau yang biasa disebut dengan gempa. Gempa yang terjadi akibat dampak pergerakkan lempeng ini, dapat berskala kecil yang hampir tidak terasa, bahkan dapat berskala besar hingga menyebabkan kerugian yang besar dan merenggut banyak nyawa. Salah satu gempa yang telah terjadi di Indonesia, adalah gempa Banten. Gempa ini terjadi pada 2 Agustus 2019. Gempa ini, memiliki kekuatan yang cukup besar, yaitu sekitar 6,9 MW.

Gempa banten merupakan salah satu gempa yang tergolong cukup baru, dan memiliki kekuatan yang bisa dibilang besar. Dengan melihat fakta ini, ditambah dengan gempa gempa yang terjadi di Indonesia, dan juga dikarenakan Indonesia sendiri memiliki banyak sekali populasi warganya, maka perlu dilakukannya studi lebih lanjut tentang gempa. Hal yang dipelajari untuk lebih memahami gempa bisa apapun, seperti penyebab gempa, karakteristik dari suatu gempa, ataupun lokasi dari gempa tersebut. Studi ini, memang memiliki kendala yang cukup sulit, dikarenakan gempa gempa sulit diprediksi. Tapi dengan adanya informasi lebih lanjut, maka studi tentang kegempaan ini bisa berguna seperti untuk mengenali potensi gempa agar bisa dilakukannya pengambilan langkah yang tepat.

Peranan Geofisika sangat penting untuk lebih memahami studi dari gempa gempa yang terjadi di Indonesia. Ilmu dalam Geofisika, dapat membantu dalam memahami tentang gempa. Dengan menggunakan metode metode seperti tomografi, citra dari permukaan bawah tanah yang dilewati gempa, akan memberikan informasi seperti seberapa cepat gempa datang merambat. Tak hanya itu juga, terdapat metode double difference yang juga dapat menguatkan studi untuk lebih memahami gempa. Dengan memanfaatkan kecepatan dari sepasang gempa tersebut, maka didapat letak dari hiposenter sebuah gempa. Penentuan hiposenter gempa dapat memberikan informasi parameter dari gempa gempa tersebut, seperti pergerakan sesar, dimana akan memudahkan untuk mempelajari struktur dari bawah permukaan sebuah wilayah yang terkena gempa. Salah satu hal yang dapat dilakukan untuk mendapatkan informasi tersebut, yaitu dengan merelokasi gempa. Relokasi gempa sendiri merupakan memposisi ulang kan suatu titik gempa, supaya berada pada titik gempa sebenarnya. Dengan mendapatkan ketepatan dalam posisi gempa itu sendiri,

(15)

Universitas Pertamina - 2 maka akan dapat dipelajarinya kondisi bawah permukaan (tektonis) dari suatu wilayah yang terjadi gempa, supaya bisa mempelajari karakteristik karakteristiknya, seperti penentuan pergerakkan sesar. Jika sudah mempelajari karakteristik sebuah gempa, maka jika dikemudian hari ada kasus yang sama, maka dampak yang ditimbulkan bisa diminimalisir. Penelitian kali ini, akan difokuskan pada gempa Banten yang sebelumnya telah terjadi pada 2 Agustus 2019 lalu. Relokasi gempa ini menggunakan metode Double Difference, dan menggunakan software pendukung yaitu HypoDD GMT, serta cygwin sebagai bahasa pemrogamannya.

Gambar 1. Relokasi Hiposenter (Yosi, 2013)

Pada penelitian kali ini, digunakan data open source yang disediakan pada website www.isc.ac.uk. Website ini, menyediakan data gempa secara terbuka untuk umum. Data data ini didapat dari agensi seismologi yang tersebar diseluruh dunia. Peneliti mengambil data berupa data event gempa dan juga data stasiun. Keduanya dibutuhkan untuk dapat merelokasi letak gempa yang sesungguhnya. Setelah kedua data tersebut di unduh, data kemudian di proses melalui software software, demi mendapatkan citra letak dari suatu gempa dan stasiun. Hasil yang ingin didapat adalah peta relokasi dari Gempa Banten. Peta ini akan menunjukkan lokasi gempa yang sebenarnya. Dengan mendapat data yang akurat tersebut, maka kita akan mendapatkan informasi lebih seputar gempa, dan dapat mempelajari karakteristik dari sebuah gempa. Contoh hasil relokasi gempa ditampilkan pada Gambar 1 oleh Yosi, 2013

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah yang melandasi penelitian ini adalah :

1. Apakah metode Double Difference efektif untuk digunakan dalam relokasi gempa?

(16)

Universitas Pertamina - 3 1.3 Batasan Masalah

Batasan yang terdapat pada penelitian kali ini adalah :

1. Data yang digunakan merupakan data katalog arrival time yang diunduh dari website open source www.isc.ac.uk dengan periode waktu 20 Juli 2019 hingga 1 September 2019.

2. Model kecepatan 1D diperoleh dari tabel PREM oleh Dziewonski and Anderson (1981), tabel AK135 oleh Kennett B.L.N., Engdahl E.R and Buland R. (1995) serta tabel IASP91 oleh Kennet and Enghdahl (1991). 3. Data diolah menggunakan metode double difference dengan software

HypoDD oleh Waldhauser & Ellsworth (2000) dan software GMT oleh Paul Wessel (2013).

1.4 Tujuan Penelitian

Tujuan dalam penelitian ini adalah:

1. Memahami mekanisme terjadinya gempa di Banten 20 Juli 2019 sampai dengan 1 September 2019.

2. Merelokasi Hiposenter yang terjadi di daerah Banten menggunakan metode double difference.

3. Mendapatkan lokasi hiposenter gempa yang lebih akurat.

4. Mengetahui perbedaan hasil masing masing model kecepatan 1D yang digunakan untuk proses relokasi gempa.

1.5 Manfaat Penelitian

Manfaat yang akan didapat pada penelitian kali ini :

1. Menjadi acuan dalam mengkonfirmasi posisi hiposenter dari Gempa Banten 2 Agustus 2019 yang sebenarnya.

2. Mendapatkan informasi yang lebih akurat seputar gempa utama maupun gempa lainnya.

1.6 Lokasi Penelitian

Pengerjaan tugas akhir ini dilaksanakan di Universitas Pertamina. Area penelitian yang diambil penulis berada pada koordinat 100º – 110º bujur timur dan -10º – 0º lintang selatan, berada pada sekitar Selat Sunda dan daerah Provinsi Banten sekitarnya.

(17)

Universitas Pertamina - 4 1.7 Waktu Pelaksanaan Penelitian

Waktu pelaksanaan dilakukan dari Februari 2020 hingga Agustus 2020. Adapun perencanaan kegiatan sebagai berikut :

No Uraian Kegiatan Minggu ke- 1-3 4-5 6-7 8-9 9- 11 11- 13 13-15 15-17 17-19 19-21 21- 24 24-28 1. Menentukan Tema 2. Studi Kepustakaan 3. Pengumpulan dan Analisis Data 4. Pengolahan Data 5. Interpretasi dan Analisis Hasil 6. Bimbingan dan Konsultasi 7. Penyelesaian Tugas Akhir

(18)
(19)

Universitas Pertamina - 6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Gempa Bumi dan Klasifikasinya

Gempa bumi adalah goncangan yang terjadi pada permukaan bumi, yang dihasilkan dari gelombang gelombang seismik akibat adanya pelepasan energi secara tiba tiba dari dalam bumi. Pengelompokan gempa bumi dapat dibagi berdasarkan sumbernya. Hoernes (Subardjo dan Ibrahim, 2004) mengelompokan menjadi :

a. Gempa bumi vulkanik : Gempa bumi vulkanik terjadi akibat aktivitas vulkanik yang menjadi sumber terjadinya. Gempa bumi vulkanik memiliki kekuatan yang berkisar kurang dari 4 SR, dan termasuk Gempa Bumi sedang.

b. Gempa bumi tektonik : Gempa bumi tektonik merupakan gempabumi yang disebabkan oleh aktivitas pergerakan lempeng tektonik dari dalam bumi. Contohnya adalah tumbukan antara beberapa lempeng bumi. c. Gempa bumi runtuhan : Gempa bumi runtuhan terjad akibat longsoran

dari batu batuan. Gempa bumi ini hanya bisa dirasakan oleh seismograf karena kekuatannya yang sangat kecil.

d. Gempa bumi buatan : Gempa bumi buatan adalah gempa bumi yang muncul karena aktivitas yang disebabkan oleh manusia sebagai penyebab utamanya.

Berdasarkan dalamnya sumber gempa, Bath (Subardjo dan Ibrahim, 2004) mengelompokan gempa bumi menjadi :

a. Gempa bumi dangkal (berada pada kedalaman 0 - 60 km) : Gempa bumi dangkal dapat terjadi pada daerah daratan maupun lautan. Gempa bumi dangkal memiliki daya rusak yang sangat besar. Hal ini dikarenakan jarak hiposenter dengan permukaan sangat dekat. Gempa bumi dangkal memiliki kekuatan berkisar antara 4 hingga 5 SR

b. Gempa bumi menengah (berada pada kedalaman 60 - 300 km) : Gempa bumi menengah terjadi pada kedalaman dibawah kerak bumi, dan tidak diasosiasikan dengan kemunculan dari patahan di permukaan.

c. Gempa dalam (berada pada kedalamn > 300 km) : Gempa dalam terjadi pada kedalaman yang sangat dalam, yaitu berada dibawah 300km. Meski gempa bumi ini sering terjadi, manusia tidak bisa merasakannya akibat jaraknya yang terlalu dalam. Pergerakkan dari kerak benua merupakan penyebab utama gempa ini terjadi.

(20)

Universitas Pertamina - 7 Berdasarkan kekuatan gempanya, Hagiwara (Subardjo dan Ibrahim, 2004) mengklasifikasikan gempabumi menjadi :

a. Gempa sangat besar, berkisar M > 8,0 b. Gempa besar, berkisar 7.0 < M 8.0 c. Gempa sedang, berkisar 4.5 < M < 7.0 d. Gempa mikro, berkisar 1.0 < M < 4.5 e. Gempa ultra mikro, berkisar M < 1.0

Gempa gempa diatas memiliki pola mekanisme yang bergantung pada struktur dari kulit bumi dan distribusi stress yang bekerja. Pada gempa tektonik, stress yang bekerja umumnya adalah Uniform (seragam). Menurut Mogi (1967) gempa bumi memiliki pola umum terjadinya yang dapat dibedakan menjadi tiga jenis :

a. Tipe 1 : Tipe ini terdiri dari gempa bumi utama (mainshock) tanpa didahului gempa permulaan (foreshock), tetapi diikuti dengan banyak gempabumi susulan (aftershock). Tipe gempa bumi ini sering terjadi pada daerah yang memiliki distribus stress yaitu uniform dengan mediumnya berjenis homogen.

b. Tipe 2 : Gempa Tipe 2 terdiri dari gempa bumi utama (mainshock) didahului gempa-gempa awal (foreshock) dan kemudian diikuti gempa susulan (aftershock) yang cukup banyak jumlahnya

c. Tipe 3 : Gempa bumi Tipe 3 tidak memiliki gempa mainshock dan biasa disebut sebagai gempa bumi swarm. Gempa bumi ini terjadi pada daerah lapisan stress yang bekerja tidak seragam dengan mediumnya

2.2 Teori Elastic Rebound

Teori Elastic Rebound merupakan teori yang menjelaskan tentang proses terjadinya gempa bumi yang ada di bumi. Teori ini dikemukakan oleh eorang seismologist Amerika bernama Reid (Bolt, 1976). Penjelasan Teori

Elastic Rebound terdapat pada gambar berikut :

Gambar 2. Model Elastic Rebound (Subardjo dan Ibrahim, 2004)

Pada Gambar 2 yang merupakan model sederhana Elastic Rebound

menunjukan keadaan 1 bahwa terdapat suatu lapisan yang tidak menunjukan adanya perubahan bentuk geologi di lapisannya. Seiring berjalannya waktu lapisan yang semula tidak menunjukan perubahan geologi ini akan berubah akibat munculnya gerakan gerakan di dalam bumi yang terjadi secara terus

(21)

Universitas Pertamina - 8 menerus. Akitivitas gerakan ini mengakibat terakumulasinya stress dan mengakibatkan perubahan bentuk lapisan geologi. Hasil dari perubahan bentuk lapisan geologi dapat dilihat pada gambar keadaan 2. Keadaan 2 menunjukkan bahwa daerah A mendapat stress kearah atas, sedangkan daerah B mendapat stress kearah bawah. Keduanya mendapat arah stress yang berbeda. Proses ini akan terjadi secara terus menerus hingga stress yang terakumulasi akan menjadi besar dan tidak dapat dibendung lagi sehingga menyebabkan gesekan antara daerah A dan B. Lama kelamaan lapisan batuan ini tidak akan mampu menampung stress yang terakumulasi dan mengakibatkan patahan. Patahan patahan ini akan menghasilkan gelombang seismik. Sedangkan pada keadaan 3, menunjukkan bahwa lapisan batuan tersebut telah patah sehingga menghasilkan gambar akhir.

2.3 Pergerakkan Lempeng Tektonik

Pergerakkan lempeng tektonik terbagi menjadi 3 bagian atau biasa disebut zona (Awaludin, 2011) yang ditampilkan pada Gambar 3

Gambar 3. Pergerakkan lempeng tektonik (Subardjo dan Ibrahim, 2004) Pergerakkan lempeng dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu :

a. Zona Konvergen : Zona konvergen adalah zona ketika dua lempeng tektonik bergerak saling mendekati satu sama lainnya. Zona konvergen terbagi menjadi dua, yaitu :

a. Zona subduksi : Zona subduksi merupakan pertemuan dua lempeng tektonik yang bergerak saling mendekati dengan. Kedua lempeng ini memiliki massa yang berbeda sehingga salah satu lempeng yang memiliki massa yang lebih besar akan menunjam ke lempeng yang lebih ringan. Zona subduksi dapat ditandai sebagai adanya trench

yang merupakan batas antar lempeng. Zona subduksi mempunyai rangkaian gunung api yang sejajar trench sebagai akibat dari melelehnya lempeng yang menunjam pada kedalaman 100 hingga 400 km. Dampak yang ditumbulkan yaitu munculnya gema vulkanik dan terjadinya gempa tektonik dangkal.

(22)

Universitas Pertamina - 9 b. Zona tumbukan : Zona tumbukan merupakan pertemuaan kedua lempeng yang memiliki massa yang sama dan bergerak saling mendekati satu sama lain. Akibat tumbukan lempeng ini dapat menghasilkan pegunungan dan menyebabkan berbaggai gempa seperti tektonik dangkal dan vulkanik.

b. Zona Divergen : Zona divergen merupakan pergerakkan lempeng yang berjumlah dua atau lebih, yang bergerak saling menjauh satu sama lainnya. Pergerakan mantel ini biasa disebut dengan mantel convection yang akan membentuk lantai samudra. Pergerakan mantel terjadi akibat pendinginan pada bagian atas sementara pada bagian bawah mengeluarkan energi panas. Maka dari itu mantel akan bergerak keatas. Aktivitas ini dapat menimbulkan gempa vulkanik dan juga gempa tektonik dangkal yang berada dekat pada permukaan.

c. Zona Transform : Zona transform merupakan zona saat kedua lempeng saling bersinggungan dan bergerak berlawan arah dengan gerak relatif sejajar. Akibat dari aktivitas ini batas kedua lempeng akan saling bergesekan dan dapat menimbulkan gempa dangkal bersifat merusak (destruktif).

Gambar 4. Batas Divergen Gambar 5. Batas Konvergen

(23)

Universitas Pertamina - 10 2.4 Zona Subduksi

Zona Subduksi adalah daerah zona seismik yang aktif. Sebagian gempa bumi yang berskala cukup besar terjadi di daerah ini, baik gempa bumi dangkal hingga dalam sebagai hasil dari penunjaman kerak bumi. Munculnya zona subduksi dimulai dengan dua lempeng bumi (samudera dan benua) yang bergerak mendekati satu sama lain dan salah satu lempeng yang memiliki massa lebih besar akan menunjam kebawah. Proses penunjaman ini memberikan bentuk dari permukaan bumi (Malik, 2009). Proses penunjaman juga akan berdampak pada deformasi serta kompresi pada lempeng benua, dan mengakibatkan munculnya intrusi yang akan memunculkan magma. Illustrasi pada Gambar 7 menunjukan zona subduksi.

Gambar 7. Zona Subduksi (Subardjo dan Ibrahim, 2004)

Di Indonesia tedapat 4 bentuk zona subduksi (Subardjo dan Ibrahim, 2004), diantaranya :

a. Zona penunjaman pendek : ona penunjaman pendek terdapat pada sepanjang Sumatra hingga Jawa Barat. Kedalaman subduksi pada zona ini mencapai 180 km. Arah penunjamannya dimulai dari barat daya ke timur dengan sudut penunjaman sebesar 25º. Pada zona ini, jenis subduksinya berupa oblique fault dan menunjam dengan kecepatan rata rata 6.8 cm pertahunnya.

b. Zona penunjaman diskontinu : Zona ini terdapat pada daerah Jawa Tengah hingga Flores dengan kedalaan maksimum 650 km. Pada kedalaman 260 sampai 542 km di Jawa Tengah, terdapat diskontinu lempeng, dan pada kedalaman 280 hingga 360 km pada daerah Flores Barat. Penunjaman pada zona ini beriksar 7,5 cm pertahun, dengan intensitas gempa berada pada kedalaman 100 km hingga 200 km.

c. Zona penunjaman berbentuk permukaan cembung : Zona ini dapat ditemui pada daerah sekitar Maluku. Zona subduksi pada daerah ini lebih rumit secara bentuk dibandingkan dengan zona subduksi yang lain. Zona ini

(24)

Universitas Pertamina - 11 memiliki beberapa palung, yaitu Palung Maluku yang menyambung hingga Palung Filiphina. Untuk palung yang lain seperti Palung Sangihe, menyambung hingga daerah Sulawesi Utara hingga Selatan Mindanao, dan Palung Cotabato berada pada bagian barat Mindanao. Zona subduksi pada Maluku memiliki bentuk cembung akibat dampak lempeng yang menunja kearah barat dan timur dengan kecepatan 7 cm pertahun. Kedalaman penunjaman di sebelah barat mencapai 625 km dan disebelah timur 275 km. Sudut penunjamanan di sebelah barat adalah 32º– 51º sedangkan di timur antara 34º - 51º.

d. Zona penunjaman berbentuk permukaan cekung : Zona penunjaman ini ditemui pada daerah Alor hingga kepulauan Kai yang terdapat pada Laut Banda. Pada bagian utara, terdapat Palung Seram dan pada bagian selatan terdapat Palung Timor. Palung palung ini melingkar dan membentuk bentuk setengah lingkaran, dimulai dari selatan pulau Timor, Tanimbar, berbelok ke atas di sebelah timur Kepulauan Kai dan kemudian berbalik ke arah barat di sebelah utara Pulau Seram dan Buru. Kedalaman Palung Timor sekitar 2500 meter, Palung Seram antara 4000 – 5000 meter, dan Basin Weber mencapai kedalaman 7000 meter. Zona subduksi di daerah Laut Banda berbentuk cekung akibat lempeng tektonik menunjam dari arah utara dan berakhir pada arah selatan dan bertemu di Laut Banda. Kedalaman penunjaman pada daerah barat dekat Pulau Alor berkisar 650 km. Sementara pada daerah timur penunjamannya 96 km (dekat Pulau Tanimbar). Sudut penunjaman juga berkurang dari arah barat ke timur, di palung sebelah Selatan (Timor) dari 74º sampai dengan 16º dan di palung sebelah utara dari 57º sampai 14º.

2.5 Gelombang Seismik

Gelombang seismik merupakan energi yang merambat akibat adanya aktivitas atau gerakan yang ada dalam kerak bumi. Energi yang muncul ini akan menjalar ke seluruh bumi. Dampak yang ditimbulkan dari perambatan energi inilah yang biasa kita kenal sebagai gempa bumi. Energi yang merambat ini bergantung pada batuan yang dilewati sebagai mediumnya. Gelombang seismik yang melalui bidang interior bumi disebut Gelombang Badan sedangkan gelombang seismik yang merambat melalui luar bumi disebut Gelombang Permukaan (Munadi, 2002). Alat yang dapat merekam gelombang seismik yaitu seismometer dan sering digunakan.

a. Gelombang Badan : Gelombang badan adalah salah satu gelombang seismik yang merambat hingga ke dalam bumi. Gelombang badan dapat dibedakan menjadi dua. Pembagian ini berdasarkan arah penjalaran dan gerak partikel pada media yang dilalui. Gelombangnya yaitu gelombang P (P-Wave) dan gelomang S (S-Wave).

(25)

Universitas Pertamina - 12 a. Gelombang P : Gelombang P memiliki kecepatan yang paling cepat diantara gelombang seismik lainnya, dan karenanya Gelombang P akan menjadi gelombang yang pertama yang terekam pada seismometer. Gelombang P dapat merambat pada semua medium, dengan arah penjalaran berupa longitudinal. Artinya, Gelombang P memiliki arah gelombang yang sejajar dengan penjalarannya. Persamaan dari kecepatan gelombang P adalah :

𝑉𝑝 = 𝛼 =√λ+2µ 𝜌 dimana : 𝑉𝑝 = kecepatan gelombang P 𝜆 = parameter Lame 𝜇 = modulus geser 𝜌 = densitas batuan

b. Gelombang S : Gelombang S merupakan gelombang yang hanya merambat pada bagian permukaan bumi saja, dan tidak bisa merambat pada medium cair. Gelombang S memiliki arah getar tegak lurus dengan arah penjalarannya. Waktu yang dibutuhkan gelombang S untuk merambat lebih lama daripada gelombang P. Persamaan dari kecepatan gelombang S adalah :

𝑉s = 𝛽 = √µ 𝜌 dimana : 𝑉s = kecepatan gelombang S 𝜇 = modulus geser 𝜌 = densitas batuan

(26)

Universitas Pertamina - 13 Gambar 8. Simulasi Gerakan Gelombang P dan S (Munadi, 2002)

Pada Gambar 8 diatas menjelaskan tentang simulasi dari pergerakkan kedua gelombang badan (Body Wave). Gelombang menyebabkan gerakan gerakan partikel media dalam arah transgesial terhadap arah penjalaran gelombang. Jika arah getar gelombang S terpolarisir pada bidang vertikal, maka dapat disebut sebagai gelombang SV. Sedangkan jika terpolarisir pada bidang horizontal, maka akan disebut sebagai gelombang SH.

c. Gelombang permukaan : Gelombang permukaan adalah jenis gelombang seismik yang hanya merambat di permukaan bumi. Semakin dalam amplitudo gelombang yang masuk ke dalam bumi maka gelombang akan semakin lemah. Gelombang permukaan memiliki pergerakan yang lebih lambat jika dibandingkan dengan gelombang badan. Gelombang badan dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu Gelombang Rayleigh dan Gelombang Love.

a. Gelombang Love : Gelombang love merupakan gelombang yang hanya bergerak pada bidang horizontal dan pada batas lapisan (Putri, 2012). Partikel dari gelombang Love mirip dengan gelombang S. Keduanya memiliki partikel yang bergerak secara transversal. Gelombang Love adalah gelombang permukaan yang amplitudonya meningkat seiring dengan bertambahnya kedalaman.

b. Gelombang Rayleigh : Gelombang Rayleigh adalah gelombang yang merambat pada batas permukaan saja dan hanya dapat

(27)

Universitas Pertamina - 14 merambat pada media padat. Arah getaran dari gelomang

Rayleigh berlawanan arah dengan perambatannya. Gelombang

Rayleigh memiliki gerakan partikel yang merupakan kombinasi dari gerakan partikel Gelombang P dan S. Gerakan partikel gelombang ini terpolarisasi elips dengan faktor amplitude yang mempunyai tanda berkebalikan sehingga gerakan partikelnya mundur (Santoso, 2004).

Gelombang Rayleigh memiliki kecepatan rambat lebih lambat daripada gelombang Love. Simulasi bagaimana keduanya merambat dapat dilihat pada Gambar 9.

Gambar 9. Gelombang Love dan Gelomang Rayleigh (Munadi, 2002)

2.6 Parameter Sumber Gempa

Gempa bumi yang terjadi akan selalu menghasilkan informasi seismik. Informasi seismik yang dihasilkan berupa rekaman sinyal dalam bentuk gelombang gelombang yang telah melalui proses non manual dan manual dan diubah menjadi data bacaan fase. Informasi seismik tersebut kemudian dikumpulkan, diolah, dan dianalisis sehingga menjadi parameter gempa bumi. Parameter gempabumi tersebut meliputi :

a. Waktu Terjadinya Gempa (Origin Time) : Waktu terjadinya gempa bumi atau Origin Time adalah waktu dimana energi gempa bumi dilepaskan untuk pertama kali pada lempeng tektonik bumi yang mengalami tekanan akibat tumbukan atau gesekan. Origin Time

dinyatakan dalam hari, tanggal, bulan, tahun, jam, menit, detik dalam satuan UTC (Universal Time Coordinated). Origintime ditentukan dari perpotongan garis Tp ketika

(28)

Universitas Pertamina - 15 tan 𝜃 = 𝑖 = 𝑣𝑝 −

1

Ts – Tp sama dengan nol yang secara sederhana dapat menggunakan Diagram Wadati yang ditunjukkan pada Gambar 10 berikut :

Gambar 10. Diagram Wadati (Hurukawa, dkk., 2008)

Dimana Tp adalah waktu tiba gelombang P, Ts adalah waktu tiba gelombang S, T0 adalah origin time, Vp adalah kecepatan gelombang P dan Vs adalah kecepatan gelombang S. Diagram Wadati diatas tidak memperhatikan struktur model bumi, sehingga struktur bumi dianggap bersifat homogen.

b. Hiposenter

Hiposenter merupakan pusat gempa bumi yang terletak di dalam permukan bumi. Hiposenter dapat diasumsikan sebagai titik untuk memudahkan perhitungan. Namun pada dasarnya, hiposenter adalah bidang yang memiliki luas bergantung pada besarnya energi yang dilepaskan.

c. Episenter

Episenter adalah titik dari permukaan bumi yang merupakan reflektivitas tegak lurus dari hiposenter. Lokasi episenter dinyakan dalam derajat lintang dan bujur.

d. Magnitudo

Magnitudo merupakan besar ukuran dari kekuatan gempa. Magnitudo mengukur besarnya energi yang dilepaskan oleh suatu gempa. Satuan yang digunakan adalah Skala Ritcher (SR).

(29)

Universitas Pertamina - 16 2.7 Metode Double Difference

Metode double difference merupakan teknik relokasi gempa bumi dengan tujuan untuk mendapatkan posisi hiposenter yang lebih presisi agar sesuai dengan kondisi tektoniknya (Waldhauser, F., 200). Metode ini memiliki penjelasan yaitu memasangkan gempa serta memanfaatkan selisih waktu tempuh dari sepasang gempa yang berdekatan, dengan tujuan untuk mendapatkan lokasi hiposenter baru yang lebih akurat. Prinsip metode ini adalah jika jarak antara dua event (sepasang gempa) yang dipasangkan relatif kecil dibandingkan jarak ke stasiun pengamat, maka raypath dan waveform kedua gempa bumi tersebut dapat diasumsikan sebagai 1 atau sama. Dengan asumsi ini, maka selisih waktu tempuh antara kedua gempa yang terekam pada satu stasiun yang sama dianggap fungsi jarak antara kedua hiposenter (Waldhauser, F., 2000)

Gambar 11. Ilustrasi Algoritma Double Difference (Waldhauser, F., 2000) Illustrasi pada Gambar 11 menunjukkan tentang algoritma dari double difference, dengan penjelasan lingkaran hitam dan putih merupakan hiposenter yang dihubungkan dengan pusat gempabumi disekitarnya dengan data korelasi silang (garis utuh) atau katalog gempabumi (garis putus-putus). Lingkaran putih menunjukkan gempabumi i dan j terekam pada stasiun yang sama k dan l dengan selisih waktu tempuh dtijl dan dtijk serta vektor slowness-nya. Posisi dua event tersebut jaraknya jauh lebih kecil dibandingkan jarak dua event ke dua stasiun, maka dari itu keduanya dipasangkan menjadi 1 pasang (cluster). Sepasang gempa tersebut diasumsikan memiliki raypath yang cenderung sama. Waktu tempuh residual relatif antara kedua hiposenter yang saling berdekatan dalam satu cluster dapat di formulasikan dengan :

(30)

Universitas Pertamina - 17

drijk : (tik- tjk)obs - (tik- tjk)calc

dimana :

i dan j : dua hiposenter yang saling berdekatan

k dan l : dua stasiun yang merekam kedua kejadian gempa tersebut

tki : waktu tempuh dari gempa i yang direkam oleh stasiun k

drkij : waktu tempuh residual antara pasangan gempa i dan j pada stasiun k

tobs : waktu tempuh observasi (yang terekam oleh stasiun penerima)

tcal : waktu tempuh kalkulasi yang didapat dari model kecepatan yang digunakan

(31)
(32)

Universitas Pertamina - 19

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Data Penelitian

Bentuk penelitian pada tugas akhir ini adalah merelokasi hiposenter gempa Banten 2019 dengan menggunakan data open source yang di download dari web www.isc.ac.uk. Relokasi ini menggunakan metode double difference

dengan 3 model kecepatan 1D yang berbeda. Model kecepatan 1D yang digunakan adalah PREM, AK135, dan IASP91. Hasil yang diperoleh dari relokasi ini akan menunjukkan lokasi hiposenter gempa yang sesungguhnya.

3.2 Diagram Tugas Alir

Diagram alir tugas akhir adalah sebagai berikut :

(33)

Universitas Pertamina - 20 Gambar 12 menunjukan tentang diagram alir keseluruhan proses. Pada tahap awal penelitian, dilakukan dengan mendownload data katalog gempa pada web open source www.isc.ac.uk dengan beberapa ketentuan untuk pemilihan event. Pilih data yag akan didownload sesuai dengan posisi latitude dan longitude gempa yang terjadi, serta tanggal bulan dan tahun terjadinya gempa tersebut. Pemilihan event ini berlaku juga pada pemilihan stasiun yang merekam terjadinya gempa. Setelah mendownload data gempa dan stasiun yang berupa data .txt, kemudian convert data data tersebut menjadi .pha dengan menggunakan script. Tujuan mengconvert data ini adalah supaya bisa menyesuaikan dengan bahasa pemrogaman yang akan digunakan. Hasil dari konversi dat tersebut, adalah file.pha yang berisi tentang informsi arrival time

gempa dan fasa dari gempa. File.pha tersebut dikumpulkan dalam satu folder yang sama beserta data gempa, data stasiun, dan script baru yaitu ph2dt.inp. Di dalam script ph2dt.inp inilah pasangan pasangan dari setiap gempa akan diatur. Setelah running script dilakukan, diperoleh file baru dengan nama dt.ct. File baru hasil output dari ph2dt.inp tersebut, dikumpulkan pada folder hypodd beserta file event gempa, stasiun gempa, dan file notepad .txt baru dengan nama dt.cc.

3.3 Metode Pengumpulan Data

Tahapan pengumpulan data yang pertama adalah mendownload data mentah dari web open source www.isc.ac.uk dengan ketentuan waktu 20 Juli 2019 hingga 1 September 2019, latitude -10 hingga 0, dan longitude 100 hingga 110. Data yang diambil merupakan data mentah dari event

gempa dan data stasiun yang merekam. 3.4 Alat Dan Bahan

3.4.1. Laptop

Laptop yang digunakan untuk penelitian ini adalah Acer Nitro 5 AN51552

3.4.2. Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang digunakan pada peneltian ini adalah : 3.4.2.1. gmt-5.4.2

3.4.2.2. GSView 6 3.4.2.3. gawk-3.1.6-1 3.4.2.4. cygwin 3.1.6 3.4.2.5. hypodd 1.3

(34)

Universitas Pertamina - 21 3.5 Metode Analisis Data

3.5.1. Perangkat Lunak

Perangkat lunak yang digunakan untuk proses relokasi adalah

cygwin untuk proses running script, hypodd untuk

pengimplementasian algoritma metode double difference, dan GMT

untuk menampilkan peta hasil relokasi. 3.5.2. Pengkonversian Data

Data yang diunduh melalui web open source masih berupa data

.txt, sehingga perlu dikonversi terlebih dahulu kedalam bentuk .pha. Data .pha terbagi menjadi beberapa bagian. Bagian awal yang berupa

header terdiri dari yaitu tahun, bulan, hari, jam, menit, detik, longitude (°), latitude (°), depth, magnitudo, travel time, ID dari gempa (urutan terjadinya gempa). Sedangkan pada bagian kedua adalah informasi tentang stasiun. Tampilan pada Gambar 13 menunjukan isi dari file .pha.

Gambar 13. Isi file .pha

3.5.3. Pemrosesan Data Gempa Menggunakan Parameter

Tahapan ini digunakan untuk mencocokan data gempa dengan parameter parameter yang dibutuhkan. Data yang diunduh dari web

open source dikumpulkan pada satu folder beserta file .pha yang telah dikonversi. Data data tersebut berupa data event, data stasiun, serta

script bernama ph2dt.inp. Inputan ph2dt.inp ditampilkan pada Gambar 14.

(35)

Universitas Pertamina - 22 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0 0 2 4 6 8 10

AK135 PREM IASP91

Tahapan selanjutnya yaitu running script ph2dt.inp menggunakan coding dari cygwin, sehingga didapatkan output file baru bernama dt.cc. Output file tersebut memiliki informasi berupa ID event, nama stasiun, absolut travel time, dan fasa gempa. Dt.ct akan digunakan sebagai inputan baru dalam folder hypodd. Selain dt.ct, diperlukannya file lain seperti event.dat dan stasiun.dat. Kemudian, buat script baru bernama hypodd.inp dan run script

tersebut menggunakan cygwin. Pada script hypodd.inp, parameter model kecepatan 1D akan dimasukan. Model kecepatan ini akan memilah kecepatan pada setiap lapisan daerah penelitian. Model kecepatan yang digunakan adalah AK135, IASP91, dan PREM. Gambar 15 merupakan inputan kecepatan yang digunakan.

Gambar 15. Model Kecepatan 1D

Gambar 16. Isi script hypodd.inp

Hasil dari run script hypodd.inp adalah hypodd.reloc yang berisi tentang informasi setelah relokasi gempa, hypodd.res yang berisi tentang informasi residual, dan hypodd.loc yang berisi tentang gempa yang memiliki

(36)

Universitas Pertamina - 23 hubungan setiap cluster. Selain memasukan parameter kecepatan, parameter yang lain juga dapat dimasukan seperti pada tampilan Gambar 16.

3.5.4. Pembuatan Peta Relokasi

Peta relokasi gempa dapat tampilkan menggunakan software

GMT dengan inputan data berupa data stasiun dan juga data hypodd.reloc. Pada hypodd.reloc, diambil parameter gempa berupa latitude, longitude, dan juga kedalaman gempa.

Gambar 17. Informasi gempa dalam hypodd.reloc

Buat script baru yang berisi perintah untuk mengeluarkan hasil plotting peta dengan inputan stasiun.dat dan parameter gempa pada hypodd.inp dalam bentuk ekstensi.bat. Output file yang dihasilkan akan berupa .ps. Data yang digunakan yaitu informasi gempa yang berupa latitude, longitude, depth, serta magnitude dari gempa yang ditampilkan pada Gambar 17.

Gambar 18. Isi script pembuatan peta seismisitas

Hasil plotting data gempa dan stasiun tersebut akan dimunculkan pada folder yang sama dimana data gempa dan stasiun tersebut diletakkan. Inputan perintah ini dapat dilihat pada Gambar 18, dengan memasukan informasi seperti trench, legenda gempa,

(37)

Universitas Pertamina - 24 yang dapat dimasukkan untuk menambah kejelasan informasi pada peta hasil relokasi.

Gambar 19. Peta seismisitas

Selain membuat peta seismisitas hasil relokasi, peta cross section setelah relokasi juga akan dibuat. Peta cross section

menunjukkan tentang letak cross section gempa dan juga posisi gempa utama. Inputan yang digunakan adalah informasi posisi gempa, kedalaman gempa, dan juga magnitude gempa. Cross section akan dibuat berdasarkan kecocokan peta yang tegak lurus dengan zona subduksi. Perintah untuk membuat cross section

ditampilkan pada Gambar 20.

(38)

Universitas Pertamina - 25 Hasil output dari script tersebut adalah peta persebaran gempa beserta informasi main shock gempa dan cross section nya yang dapat dilihat pada Gambar 21.

Gambar 21. Peta cross section 3.5.5. Pembuatan Focal Mechanism

Focal Mechanism atau mekanisme fokus adalah penunjuk arah dari suatu gempa yang terjadi. Mekanisme fokus perlu dibuat agar dapat mengetahui pergerakkan dari sebuah gempa. Pembuat mekanisme fokus ini dapat dilakukan dengan mengakses web open source seperti www.globalcmt.org. Dengan memasukkan parameter waktu terjadinya gempa dan latitude dan longitudenya, maka akan didapat informasi yang akan digunakan dalam inputan pembuatan mekanisme fokus. Gambar 22 menunjukan inputan parameter.

Gambar 22. Parameter waktu gempa pada pembuatan mekanisme fokus

Gambar 23. Output yang berupa informasi mekanisme fokus

Output yang dihasilkan kemudian di copy dan di paste

(39)

Universitas Pertamina - 26 Kemudian buat script perintah baru yang ditampilkan pada Gambar 24 untuk plotting hasil dari mekanisme fokus tersebut.

Gambar 24. Isi script untuk membuat mekanisme fokus

Hasil plotting dari mekanisme fokus tersebut dapat membantu saat melakukan interpretasi hasil gempa.

Gambar 25. Hasil plotting mekanisme fokus

3.5.6. Pembuatan Histogram Residual Data

Residual data merupakan selisih antara waktu tiba observasi

𝑡𝑖𝑗𝑜𝑏𝑠dan waktu tiba kalkulasi 𝑡𝑖𝑗𝑐𝑎𝑙. Nilai observasi didapat dari stasiun perekam sedangkan nilai kalkulasi didapat dari waktu terjadinya gempa dan model kecepatan yang digunakan. Nilai residual dapat dipastikan akan kecil karena merupakan selisih dari observasi dan kalkulasi. Pembuatan histogram residual data meggunakan data hypodd.res, dan dapat di plot menggunakan

software Excel. Tujuan pembuatan residual ini yaitu untuk melihat nilai error dan juga sebagai pembanding antara model kecepatan satu dengan lainnya.

(40)
(41)

Universitas Pertamina - 28

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Relokasi Hiposenter Gempa 4.1.1 Hasil Peta Seismistas Relokasi

Berdasarkan hasil peta seismisitas relokasi, menunjukkan bahwa sebelum relokasi persebaran gempa masih belum beraturan. Posisi lokasi gempa gempa yang terjadi belum menunjukkan lokasi yang sesungguhnya, ditampilkan pada Gambar 27 bagian kiri. Terdapat pula posisi gempa yang berada diluar zona subduksi. Hal ini tidak memungkinkan terjadi karena penyebab gempa Banten merupakan akibat dari aktivitas zona subduksi Lempeng Indo Australi menuju Lempeng Eurasia.

Gambar 27. Peta Seismistas Sebelum Relokasi dan Setelah Relokasi Namun, posisi dari gempa gempa Banten mulai menunjukkan perubahan akibat proses relokasi yang dilakukan. Pada Gambar 27 bagian kana setelah relokasi, lokasi gempa menunjukkan posisi gempa yang lebih sesuai dibandingkan sebelum relokasi. Secara mayoritas, gempa gempa yang terjadi di daerah sekitar zona subduksi ini merupakan gempa gempa dangkal yang berada pada kedalaman 0 hingga 50 km. Tidak hanya itu, pada bagian sekitar daerah Sukabumi, terdapat struktur sesar yang aktif akibat adanya aktivitas dari Lempeng Indo Australi dan Lempeng Eurasia. Struktur ini ditunjukan pada gempa yang berkumpul pada satu cluster, yang nantinya akan dijelaskan lebih lanjut.

(42)

Universitas Pertamina - 29 4.1.2. Analisis Cross Section

Sebuah cross section ditarik memanjang memiliki sumbu yaitu sumbu A dan B serta tegak lurus dengan subduksi. Tujuan dari penarikan garis cross section adalah untuk melihat pola dari gempa yang telah direlokasi. Informasi yang akan didapatkan dari analisa garis cross section ini adalah dapat diketahuinya struktur tektonik daerah sekitar penelitian dan mendapatkan perbandingan antara ketiga model kecepatan 1D yang digunakan.

(A) (B)

(C) (D)

Gambar 28. Hasil cross section gempa. (A) sebelum relokasi, (B) sesudah relokasi menggunakan IASP91, (C) sesudah relokasi menggunakan PREM, (D)

sesudah relokasi menggunakan AK135

Hasil cross section setelah relokasi pada Gambar 28 menunjukkan bahwa posisi main shock gempa lebih dangkal dibandingkan dengan sebelum relokasi. Kedalaman gempa sebelum relokasi berada pada 48km. Jika dibandingkan dengan setelah relokasi, terdapat perbandingan yang cukup jauh. Pada hasil relokasi menggunakan model kecepatan IASP91, gempa main shock berada pada sekitar 28km. Hasil relokasi menggunakan PREM menunjukkan bahwa main shock berada pada kedalaman 23km. Sementara hasil relokasi menggunakan model kecepatan AK135 menunjukkan kedalaman gempa main shock berada pada 31km. Persebaran gempa lain juga menunjukkan pola yang berbeda antara hasil dari model kecepatan satu dengan lainnya. Hal ini dikarenakan akibat perbedaan

(43)

Universitas Pertamina - 30 parameter kecepatan antar lapisan pada model kecepatan 1D. Meski begitu, terdapat suatu pola pada bagian sebelah kanan cross section, yaitu adanya kumpulan kumpulan gempa yang membentuk pola kumpulan gempa. Pola gempa vertikal pada sebelum relokasi sedikit berbeda dari setelah relokasi, dikarenakan adanya pola garis horizontal. Garis horizontal ini merupakan fixed depth yang dihasilkan dari lembaga pengamat, sementara setelah relokasi pola horizontal sudah hilang dikarenakan proses relokasi yang dilakukan. Pada pola vertikal, dapat diindikasikan bahwa pada daerah tersebut terdapat struktur berupa sesar, yang aktif ketika Lempeng Indo Australi menunjam kedalam Lempeng Eurasia. Bentuk pola gempa antar model kecepatan berbeda, namun menariknya pada model kecepatan IASP91 dan AK135 menunjukkan pola gempa yang hampir serupa.

4.1.3. Analisa Mekanisme Fokus

Untuk mengetahui informasi jenis sesar yang muncul pada gempa Banten dan gempa disekitarnya, diperlukan pembuatan mekanisme fokus pada data gempa tersebut. Data ini bisa didapatkan dan di download pada web open source yaitu www.globalcmt.org.

Unduh data menggunakan parameter tanggal beserta latitude dan

longitude nya. Kemudian akan didapat data yang akan disimpan pada

software notepad. Setelah mengunduh data tersebut, kemudian buat

script perintah baru berupa ekstensi .bat. Data hasil tersebut akan ter

plot pada software GMT. Berikut tampilan hasil peta yang diolah menggunakan parameter pada gempa Banten.

Gambar 29. Hasil mekanisme fokus

Berdasarkan pola mekanisme fokus yang ditampilkan pada Gambar 29, dapat ditarik kesimpulan bahwa gempa pada wilayah Banten merupakan gempa berjenis sesar oblique dan memiliki arah naik mendatar. Hasil interpretasi ini berdasarkan bentuk pola yang dihasilkan. Arah sesar ditunjukkan pada warna hitam yang

(44)

Universitas Pertamina - 31 merupakan kompresi. Kompresi merupakan pertemuan antara dua tenaga yang dihasilkan oleh aktivitas subduksi. Sedangkan pada arah mendatar, dapat disimpulkan pada bentuk pola yang sama dengan pola mekanisme fokus Strike-Slip. Selain sesar oblique, ada beberapa sesar reverse disekitar gempa utama. Sesar ini menunjukkan bahwa sesar tersebut aktif akibat tumbukkan dari dua lempeng.

4.1.4. Interpretasi Hasil Relokasi

Setelah didapat hasil relokasi berupa peta cross section yang telah di plot menggunakan software GMT, interpretasi hasil perlu dilakukan. Sebelum menuju pada bagian cross section, interpretasi histogram berdasarkan data pada sekitar zona subduksi akan dilakukan.

Gambar 30. Histogram Gempa Pada Jalur Subduksi

Histogram pada Gambar 30 merupakan informasi berupa gempa gempa yang muncul pada sekitar zona subduksi, dengan sumbu X berupa waktu terjadinya gempa dan sumbu Y merupakan magnitudo gempa. Dapat diinterpretasikan bahwa gempa Banten 2019 memiliki alur gempa besar pada umumnya, yaitu adanya

foreshock, mainshock, dan aftershock. Menurut Daryono (2019), gempa Banten 2019 didahului oleh munculnya beberapa gempa berukuran magnitude kecil sebelum pada akhirnya gempa utama terjadi. Gempa pendahulu ini terjadi pada zona yang memiliki nilai

b-value yang rendah. B-Value menunjukan hubungan antara magnitudo dan frekuensi gempa. Pada zona yang memiliki nilai b-value yang rendah maka zona tersebut menyimpan tegangan yang tinggi sehingga akan berpotensi munculnya gempa besar. B-value

juga menunjukan seberapa rentan sebuah batuan untuk patah. Histogram diatas menunjukan letak dari gempa pendahulu yang muncul sebelum gempa utama yang memiliki magnitudo besar terjadi.

Pada Gambar 28 yang menampilkan cross section baik sebelum dan sesudah relokasi, tedapat sebuah anomali pada penampang. Rentetan gempa yang bergaris lurus kearah vertikal

(45)

Universitas Pertamina - 32 kebawah menunjukan bahwa pada daerah penelitian tersebut terdapat beberapa struktur geologi. Struktur geologi lokal inilah yang berasosiasi dengan gempa gempa.

Gambar 31. Pola Struktur Jawa Barat (Pulunggono dan Martodjo) Berdasarkan pola struktur pada daerah Jawa Barat, pola struktur tersebut menunjukan relasi antara cross section yang dihasilkan dengan kondisi geologi. Gambar 27 menunjukan bahwa terdapat kumpulan gempa pada satu cluster. Kumpulan gempa ini juga terdapat pada cross section pada arah B yang menunjukan adanya beberapa event gempa (Gambar 28) pada satu garis vertikal. Selain itu pada penelitian seismotektonik juga ditunjukan adanya beberapa gempa yang berukumpul di beberapa cluster.

Gambar 32. Hasil cross section pada gempa 2017 – 2018 Jawa Barat (Tri Kusmita dkk) Hasil cross section pada Gambar 32 menunjukan bahwa pada daerah Jawa Barat terdapat beberapa gempa yang berkumpul menjadi cluster dalam rentang waktu 2017 hingga 2018. Gempa ini terjadi akibat adanya sesar lokal pada daerah tersebut, yang aktif akibat subduksi lempeng. Sesar yang aktif ini diantaranya adalah sesar sesar naik seperti sesar Citarik, Cimandiri, dan sesar Baribis. Kumpulan sesar sesar lokal ini mengakibatkan gempa terjadi sehingga menyebabkan uplift pada daerah tersebut. Jadi persebaran gempa yang mengarah vertikal pada cross section Gambar 28 tersebut merupakan akibat uplift dari sesar naik lokal yang aktif

(46)

Universitas Pertamina - 33 karena proses tektonik. Dapat dijelaskan pula bahwa pola vertikal tersebut tidak muncul akibat adanya aktivitas vulkanik dikarenakan lokasi dari cluster gempa tersebut jauh dari gunung berapi (tidak ada gunung api disekitar).

Gambar 33. Cluster Gempa yang menghasilkan cross section vertikal Gambar 33 menampilkan daerah sekitar cluster gempa yang menghasilkan cross section vertikal, tidak ditemukan adanya gunung berapi pada daerah sekitar gempa. Hal ini dapat dinyatakan bahwa penyebab hasil plotting vertikal pada cross section bukanlah akibat dari aktivitas vulkanisme. Hasil vertikal tersebut merupakan akibat dari adanya sesar lokal naik pada daerah tersebut, yang menyebabkan deformasi uplifting.

Gambar 34. Illustrasi sederhana tentang uplifting

Uplifting merupakan pergerakan dari segmen batuan sekitar, yang bergerak keatas akibat gaya kompresi yang dihasilkan dari sesar naik. Illustrasi Gambar 34 menunjukan bahwa terdapat gempa yang berada pada bidang uplift akibat dari sesar naik. Bidang uplift yang terdeformasi berada pada sepanjang vertikal, sehingga gempa gempa tersebut akan berada pada daerah vertikal bidang uplift. Maka dari itu hasil dari cross section menunjukan plot gempa vertikal.

(47)

Universitas Pertamina - 34 4.2. Validasi Hasil Interpretasi

Untuk memastikan dan mengetahui tingkat keakurat data yang diperoleh, proses validasi dapat dilakukan. Validasi dilakukan dengan memmbandingkan nilai waktu tempuh residual tiap stasiun. Dengan membandingkan inilah akan diketahui seberapa baik data yang dihasilkan. Nilai residual sendiri merupakan selisih waktu tempuh antara waktu tempuh observasi (tobs) dan waktu tempuh kalkulasi (tcal). Berikut histogram perbandingan nilai residual pada setiap model kecepatan yang digunakan.

Gambar 35. Perbandingan hasil histogram residual tiap model kecepatan

Hasil relokasi yang didapat, dapat dikatakan baik jika nilai residual memiliki distribusi normal dan mayoritas berada pada nilai 0 atau nilai kecil. Gambar 35 merupakan hasil histogram ketiga model kecepatan, menunjukan pengurangan jumlah pada nilai yang lebih dari 0 atau yang menjauhi 0, sementara terjadi peningkatan pada nilai yang mendekati 0. Hasil ini memiliki arti bahwa perbedaan dari tobs dan tcal hampir sama atau tidak jauh berbeda. Selain itu, dapat dilihat pada masing masing histogram model kecepatan 1D yang digunakan bahwa jumlah nilai residual pada model kecepatan IASP91

(48)

Universitas Pertamina - 35 memiliki jumlah yang paling banyak. Ini menandakan bahwa model kecepatan 1D IASP91 lebih baik daripada yang lain, dan model kecepatan ini mengindikasikan kondisi geologi yang hampir sama dengan aslinya.

(49)

Universitas Pertamina - 36

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian yang dilakukan, diperoleh beberapa kesimpulan antara lain :

1. Berdasarkan hasil relokasi peta sesimistas gempa, didapatkan bahwa terdapat perbedaan pada pola persebaran gempa pada sebelum relokasi dan sesudah relokasi. Pada peta seismisitas sebelum relokasi pola gempa masih belum berarturan hingga berada pada luar daerah penunjaman, sementara setelah relokasi pola persebaran gempa lebih berkumpul antara satu sama lain dan menetap pada posisi yang sebenarnya. Tidak ada lagi gempa yang berada pada jarak yang jauh dari lokasi main shock

gempa Banten.

2. Hasil dari peta cross section menunjukkan bahwa peta setelah relokasi menunjukkan posisi main shock berada pada kedalaman yang lebih dangkal daripada sebelum relokasi. Hal ini menunjukkan bahwa gempa Banten merupakan gempa yang dangkal, dan karenanya mempunyai potensi yang lebih destruktif. Pada peta cross section terdapat pula sebuah pola kumpulan gempa. Pola ini dicurigai sebagai sebuah struktur yang aktif akibat aktivitas zona subduksi.

3. Analisa mekanisme fokus menunjukkan bahwa main shock gempa Banten merupakan gempa yang berjenis sesar oblique dengan pergerakkan naik mendatar. Tidak hanya pada gempa utama saja, namun sesar oblique juga ditemui pada gempa lainnya. Hasil mekanisme fokus juga menunjukkan adanya gempa arah berlawanan atau reverse fault. 4. Berdasarkan hasil residual, didapat kesimpulan bahwa model kecepatan

1D yang paling akurat adalah IASP91. Frekuensi nilai residual dari IASP91 lebih banyak jika dibandingkan dengan model kecepatan lainnya. Hal ini menunjukkan bahwa model kecepatan 1D IASP91 merupakan model kecepatan 1D yang paling cocok untuk daerah sekitar penelitian.

(50)

Universitas Pertamina - 37 5.2 Saran

Adapun saran untuk lebih mengembangkan hasil penelitan relokasi Gempa Banten 2019 adalah :

1. Data yang digunakan sebaiknya lebih banyak dari yang dilakukan pada penelitian ini supaya memberikan tingkat akurasi hasil yang maksimal seperti pada hasil interpretasinya, baik data stasiun maupun data kejadian gempa.

2. Menambahkan model kecepatan lokal pada daerah penelitian sebagai pembanding dengan kecepatan 1D yang lain. Tujuannya agar lebih memastikan kembali model kecepatan manakah yang lebih akurat sebagai parameter relokasi.

3. Menggunakan lebih banyak lapisan pada model kecepatan yang dilakukan agar setiap rentang pada lapisan lapisan tersebut akan tercitrakan serta ter cover dengan baik dan menghasilkan hasil yang lebih bagus.

(51)
(52)

Universitas Pertamina - 39

DAFTAR PUSTAKA

Waldhauser, F. and Ellsworth, W.L., (2000). A Double-difference Earthquake Location Algorithm: Method and Application to the Northern Hayward Fault, California. Bull. Seismo. Soc. Am. Vol. 90, 1353-1368 14. Wells, D.L. and Coppersmith, K.J., 1994

Kaluku, A., 2015, Relokasi Gempabumi di Wilayah Selat Sunda Menggunakan Metode Double Different (hypoDD), Skripsi, Geofisika, STMKG, Tangerang Selatan

Listyaningrum, Z., 2015, Studi Hubungan Antara Sudut Penunjaman Lempeng Indo-Australia - Eurasia Terhadap Tatanan Tektonik Overriding Plate, S kripsi, Geofisika, STMKG, Tangerang Selatan.

Pesicek, J.D., Thurber, C.H., Zhang, .,H Engdahl, .R., dan Widiyantoro, S. Teleseismic Doubl-Different Rlocation Arthuakes Along the Sumatera- Andan Subduction Zone Using 3D Model. Journal Geophysical Research. Vol 115

Subardjo, dan Ibrahim, G., 2004, Pengetahuan Seismologi, Jakarta: Badan Meteorologi dan Geofisika.

Irsyam, M., Sengara, W., Aldiamar, F., Widiantoro, S., Triyoso, W., Hilman, D., Kertapati, E., Meilano, I., Suhardjono, Asrusifak, dan Ridwan, M., 2010. Ringkasan Hasil Studi Tim Revisi Peta Gempabumi Indonesia 2010. Kementerian Pekerjaan Umum

Hurukawa, N., Popa, M., dan Radulian, M. 2008. Relocation of Large IntermediateDepth Earthquakes in The Vrancea Region, Romania, Since 1934 and a Seismic Gap. Earth, Planets and Space. 60(6):565-572

Munadi, S, 2002, Pengolahan Data Seismik Prinsip Dasar dan Metodologi,

Program Studi Geofisika, Jurusan Fisika, Universitas Indonesia: Depok

Pulunggono, A. dan Martodjojo, S., 1994. Perubahan tektonik Paleogen – Neogen merupakan peristiwa terpenting di Jawa. Proccedings Geologi dan Geotektonik Pulau Jawa: 37-50.

Kusmito, Tri. Dan Pribadi, Ilham., 2019. Studi awal seismotektoni di wilayah Jawa Barat berdasarkan relokasi hiposenter metode double difference, Program Studi Geofisika, Jurusan Fisika, Universitas Bangka Belitung.

(53)

Formulir Bimbingan Tugas Akhir

FAKULTAS TEKNOLOGI EKSPLORASI & PRODUKSI PROGRAM STUDI TEKNIK

GEOFISIKA

Nama Mahasiswa : Rifki Faturahman NIM : 101116067

Nama Pembimbing : Dicky Ahmad Zaky, M.T NIP : 116026

No.01 Hari/Tanggal: Selasa, 21 Februari 2020

Hal yang menjadi perhatian:

- Penentuan tema yang harus disegerakan

Paraf Pembimbing:

No.02 Hari/Tanggal: Selasa, 28 Februari 2020

Hal yang menjadi perhatian:

- Pengambilan data event gempa dan stasiun - Data yang digunakan

Paraf Pembimbing: UP-SPMI/FR154/R00

(54)

Formulir Bimbingan Tugas Akhir

FAKULTAS TEKNOLOGI EKSPLORASI & PRODUKSI PROGRAM STUDI TEKNIK

GEOFISIKA

Nama Mahasiswa : Rifki Faturahman NIM : 101116067

Nama Pembimbing : Dicky Ahmad Zaky, M.T NIP : 116026

No.03 Hari/Tanggal: Jumat, 17 April 2020

Hal yang menjadi perhatian:

- Input pada ph2dt.inp dan serta mengatur jarak yang digunakan

Paraf Pembimbing:

No.04 Hari/Tanggal: Selasa, 12 Mei 2020

Hal yang menjadi perhatian:

- Pembuatan peta seismisitas gempa

Paraf Pembimbing: UP-SPMI/FR154/R00

(55)

Formulir Bimbingan Tugas Akhir

FAKULTAS TEKNOLOGI EKSPLORASI & PRODUKSI PROGRAM STUDI TEKNIK

GEOFISIKA

Nama Mahasiswa : Rifki Faturahman NIM : 101116067

Nama Pembimbing : Dicky Ahmad Zaky, M.T NIP : 116026

No.05 Hari/Tanggal: Rabu, 6 Juni 2020

Hal yang menjadi perhatian:

- Pembetulan peta seismisitas

- Penentuan lapisan pada model kecepatan

Paraf Pembimbing:

No.06 Hari/Tanggal: Rabu, 8 Juli 2020

Hal yang menjadi perhatian:

- Pembuatan peta relokasi dari output HypoDD dan seismisitas relokasi

Paraf Pembimbing: UP-SPMI/FR154/R00

(56)

Formulir Bimbingan Tugas Akhir

FAKULTAS TEKNOLOGI EKSPLORASI & PRODUKSI PROGRAM STUDI TEKNIK

GEOFISIKA

Nama Mahasiswa : Rifki Faturahman NIM : 101116067

Nama Pembimbing : Dicky Ahmad Zaky, M.T NIP : 116026

No.07 Hari/Tanggal: Rabu, 22 Juli 2020

Hal yang menjadi perhatian:

- Pembuatan penampangcross section

- Pembuatan histogram residual dan histogram event gempa

Paraf Pembimbing:

No.08 Hari/Tanggal: Senin, 10 Agustus 2020

Hal yang menjadi perhatian:

- Pembetulan penarikan garis padacross section

- Persiapan Seminar

Paraf Pembimbing: UP-SPMI/FR154/R00

Figur

Memperbarui...

Referensi

Memperbarui...

Related subjects :