PRESENTASI Tugas Akhir

(1)

Estimasi Momen Tensor, Pola Bidang

Sesar Dan Mekanisme Fokus Gempa

Tohoku-oki 2011 Memanfaatkan Inversi

Wavefrom Tiga Komponen

Menggunakan Progam Isola

Pembimbing : Prof. Dr. rer. nat Bagus Jaya Santosa, SU

Depta Mahardika S

11 10 100 032

Jurusan Fisika - FMIPA

PRESENTASI

Tugas Akhir

(2)

(3)

- Latar Belakang -

Lempeng Tektonik yang mengapit

Jepang

(4)

- Geologi Tektonik -

• Aktivitas tektonik Jepang

dipengaruhi oleh lempeng

Philipina, Eurasia, Amerika

Utara dan Pasifik

• Jepang didominasi oleh zona

subduksi

• Ditandai dengan banyaknya

pembentukan gunung api di

daerah sekitar subduksi

(5)

- Tujuan Penelitian -

• Menentukan momen tensor dari event gempa yang

terjadi

• Menentukan pola bidang sesar dan karakteristik

sesar

dari mekanisme fokus gempa

(6)

- Batasan Masalah -

• Estimasi mekanisme fokus dari gempa bumi

foreshock

dan aftershock Tohoku-Oki 2011

menggunakan event gempa 9-11 Maret 2011

• Menentukan CMT, karakteristik sesar dan pola

bidang sesar

• Magnitudo gempa lebih dari sama dengan 4.5 SR

• Tinjauan bumi sebagai media yang isotropis

• Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan

model bumi Jepang yang sudah diketahui

(7)

TINJAUAN

PUSTAKA

(8)

- Tektonik Lempeng -

Teori tektonik Lempeng

:

“ Kerak bumi tersusun atas beberapa lempeng tektonik yang terus

menerus bergerak secara dinamis. Lempeng-lempeng ini mengapung di

atas asthenosfer yang bersifat cair dan panas “

(9)

- Gempa Bumi -

Foreshock :

• Gempa bumi sebelum

gempa bumi utama

• Mw lebih besar dari

gempa utama

• Terjadi disekitar gempa

utama

• Terjadi di sepanjang

rupture

gempa utama

Mainshock :

• Gempa bumi yang

memiliki

magnitudo paling

besar

Aftershock :

• Gempa bumi setelah

gempa bumi utama

(gempa susulan)

• Letaknya tidak jauh dari

gempa utama

(10)

- Gelombang Seismik -

(11)

(12)

- Parameter Sesar -

1. Strike

Diukur searah dengan jarum

jam dari arah utara.

Merepresentasikan orientsi

sesar

2. Dip

menggambarkan kecuramaan

patahan

3 . Rake

menggambarkan pergerakan

hanging wall terhadap foot

wall

(13)

- Momen Tensor -

• Setyowidodo : Momen tensor digunakan untuk

menggambarkan arah gaya penyebab gempa bumi,

mengetahui parameter sesar dan karakteristik sesar

(14)

- Momen Tensor-

Arah komponen Momen

tensor

(15)

- Inversi Momen Tensor -

• Inversi linier Least – square

d = G m

Inversi :

pemodelan yang dilakukan untuk merekonstruksi

model bumi (distribusi parameter fisika) berdasarkan data hasil

pengukuran

Memodelkan bawah permukaan

bumi

(16)

- Double Couple -

Sistem terdiri dari dua

pasang gaya yang

masing-masing memiliki besar

yang sama dan tegak lurus

satu sama lainnya.

Gempa bumi pada

dasarnya disebabkan oleh

sistem gaya tipe ini

(17)

- Mekanisme Fokus -

• Adalah studi mengenai geometri

sesar dan penjalaran gelombang

seismik selama terjadi gempa bumi

(18)

Metodologi

Studi Literatur

Pengumpulan data

Pengolahan data

Perhitungan data

Analisa data

(19)

- Metodologi -

BHE

_BHN

(20)

- Metodologi -

SEED

(21)

- Metodologi -

Plotting Model Bumi Jepang

(22)

- Metodologi -

(23)

- Metodologi -

Gambar. Raw Data Preparation

(24)

(25)

Menentukan bidang patahan

Parameter Sesar Metode H-C PLOT MULAI SELESAI

- Metodologi -

Analisa Hasil

(26)

- Slip Gempa -



Sesar Strike-Slip

Log L = 0.59 Mw – 2.30

Log A = 0.82 Mw – 2.79

Log W = 0.23 Mw - 0.49



Sesar Dip Slip di Subduksi

Log L = 0.55 Mw- 2.19

Log A = 0.86 Mw – 2.82

Log W = 0.31 Mw – 0.63

Besarnya ukuran sesar dapat dihitung menggunakan persamaan:

Papazachos, 2004

Besarnya displacement yang dialami oleh gempa dapat dihitung

menggunakan persamaan:

Dimana :

L : panjang sesar

A : luas sesar

W : lebar sesar

(27)

HASIL &

(28)

Event gempa bumi aftershock Event gempa bumi foreshock

No Tanggal Jam Latt Long Mag depth Lokasi

1 09-03-2011 04:36:59.00 38.6065 143.2488 6.1 11.31 Miyagi 2 12:03:15.48 38.3608 143.1847 4.8 12.90 Miyagi 3 14:24:05.50 38.5558 143.1847 4.7 26.00 Miyagi 4 18:16:14.18 38.2712 142.8788 6.4 28.87 Miyagi 5 10-03-2011 11:21:05.09 38.5192 143.3075 5.2 23.00 Miyagi 6 21:49:43.85 38.4723 143.2505 4.5 35.00 Miyagi

No Tanggal Jam Latt Long Mag depth Lokasi

1 06:08:53.50 39.8390 142.7815 7.4 31.70 Iwate

2 18:11:24.67 37.1348 142.0460 6.1 16.19 Fukhu sima 3 19:02:56.21 39.2263 143.3052 6.3 37.00 Sanriku

(29)

(30)

(31)

(32)

- Momen Seismik -

Momen seismik menggambarkan besarnya energi yang

dilepaskan oleh sumber gempa bumi

No Tgl Origin Time (UTC) Mag Momen Skalar (Nm) Perhitungan ISOLA NIED Jepang 1 09-03 04:36:59.00 6.1 8,157.1017 7,56.1017 2 09-03 12:03:15.48 4.8 0,992.1016 1,02.1016 3 09-03 14:24:05.50 4.7 0,996.1016 1,05.1016 4 09-03 18:16:14.18 6.4 1,030.1018 1,10.1018

Gempa Foreshock

(33)

- Momen Seismik -

Gempa Aftershock

No Tgl Jam Mag Momen Skalar (Nm) Perhitungan ISOLA NIED Jepang 1 11-03 06:08:53.50 7.4 1,100.1020 1,40.1020 2 11-03 18:11:24.67 6.1 3,460.1017 3,35.1017 3 11-03 19:02:56.21 6.3 1,777.1018 1,77.1018 4 11-03 19:46:47.65 6.4 1,824.1018 1,60.1018 5 11-03 20:11:21.02 6.4 1,240.1018 1,23.1018 6 11-03 23:26:46.38 5.3 6,084.1016 6,89.1016

Momen seismik berbanding lurus dengan magnitudo. Momen seismik

paling terbesar pada event gema aftershock (Mw=7.4)

(34)

- Momen Tensor -

Gempa Foreshock

Event M_rr=M_zz M_tt= M_xx M_pp= M_yy M_rt= M_xz M_rp=-M_yz M_tp=-M_xy Exp Var 09_04:36:59 2.140 0.449 -2.639 4.400 6.371 -0.832 17 0.74 09_12:03:15.48 6.087 -3.027 -3.060 -7.360 -3.046 -2.686 15 0.71 09_14:24:05.50 3.682 -0.864 -2.818 -2.649 6.500 -6.243 15 0.69 09_18:16:14.8 5.294 0.800 -6.093 3.838 7.213 -2.548 17 0.94 10_11:21_05.09 2.159 0.778 -2.936 1.806 3.459 -1.485 16 0.88 10_21:49:43.85 2.223 0.456 -2.679 3.186 3.386 -1.343 15 0.81

Gempa Aftershoock

Event M_rr=M_zz M_tt= M_xx M_pp= M_yy M_rt= M_xz M_rp=-M_yz M_tp=-M_xy Exp Var 11_06:08:53.50 1.611 1.166 -2.777 5.561 9.119 1.039 19 0.6 11_18:11:24.67 -1.730 0.209 1.521 -0.299 2.859 -1.016 17 0.53

(35)

- Slip Gempa -

Slip menggambarkan besarnya dislokasi atau pergeseran

yang dialami oleh bidang patahan

Gempa Foreshock

No origin time Mw (SR) Kedalaman gempa (km) L (km) W (km) A (km2₎ _S(m) 1 09_04:36:59.00 6.1 11.31 14.622 7.211 266.686 7.38 2 09_12:03:15.48 4.8 12.9 2.818 6.714 20.324 1.18 3 09_14:24:05.50 4.7 26 2.483 22.594 16.672 0.93 4 09:18:16:14.18 6.4 28.87 21.380 6.714 483.059 3.32 5 10_11:21:05.09 5.2 23 4.677 5.821 44.875 2.67 6 10_21:49:43.85 4.5 35 1.928 0.234 11.220 0.76

(36)

- Slip Gempa -

Gempa Aftershock

No origin time Mw Kedalaman

gempa (km) L (km) W (km) A (km 2₎ _{S (m)} 1 11_06:08:53.5 7.4 31.7 75.858 46.132 3499.45 2 49.38 2 11_18:11:24.67 6.1 16.19 14.622 18.239 266.686 3.15 3 11_19:02:56.21 6.3 37 18.836 21.038 396.278 7.04 4 11_19:46:47.65 6.4 24 29.923 9.594 287.078 15.46 5 11_20:11:21.02 6.4 0 21.380 22.594 483.059 11.32 6 11_23:26:46.38 5.3 30 5.309 10.304 54.702 1.74

(37)

(38)

- Pembahasan -

Penentuan bidang patahan



Jarak bidang pertama (hijau) –

hipesenter 8.08 km



Jarak bidang kedua (merah) –

hiposenter 17. 16

(39)

(40)

- Pembahasan -

(41)

- Pembahasan -

• Dari hasil inversi didapatkan mekanisme fokus gempa

Tohoku- Oki

• Jepang didominasi oleh sesar dip slip normal, dip slip reverse

dan strike slip

(42)

- Pembahasan -

• Pola sesar pada gempa bumi

foreshock

didominasi oleh

sesar naik (reverse fault)

• mengindikasikan adanya

interaksi antara lempeng

tektonik

• Hal ini bersesuaian dengan

letak pesisir Miyagi yang

berdekatan dengan zona

subduksi lempeng Pasifik

(43)

(44)

- Pembahasan -

• Pola sesar lebih gempa aftershock

didominasi oleh sesar normal di

daerah Fukushima, Sanriku dan

Miyagi

• Aomori mempunyai pola sesar

dominasi strike-slip, hal ini

dipengaruhi oleh pergerakan

lempeng Eurasia ke arah barat

daya yang bergeser

• dominasi reverse fault gempa

bumi yang terletak di zona

subduksi dan dominasi normal

fault

pada bumi yang terjadi diluar

zona subduksi.

(45)

- Polaritas Gelombang P -

19:46:47.65 Aomori 06:08:53.50 Iwate Miyagi Fukhusima

(46)

Event

Gempa

ISOLA

Jepang

NIED

09/03/2011

04:36:59.00

09/03/2011

12:03:59.00

09/03/2011

14:23:05.50

09/03/2011

18:16:14.18

10/03/2011

11:21:05.09

Event

Gempa

ISOLA

Jepang

NIED

11/03/2011

06:08:53.50

11/03/2011

18:11:24.67

11/03/2011

19:02:56.21

11/03/2011

19:46:47.65

10/03/2011

11:21:05.09

(47)

- Kesimpulan -

•

CMT

gempa bumi ditentukan dengan menggunakan metode inversi wavefrom tiga komponen

dan didapatkan lokasi CMT lebih dangkal daripada letak hiposenter

•

Besar momen tensor untuk masing-masing komponennya mempunyai rentang sebagai

berikut ini,

M

_rr

= M

_zz

2.223 exp15 sampai 1.611 exp19

M

_tt

= M

_xx

0.456 exp15 sampai 1.166 exp19

M

_pp

= M

_yy

2.679 exp15 sampai 2.777 exp19

M

_rt

= M

_xz

2.649 exp15 sampai 5.561 exp19

M

_rp

= -M

_yz

3.386 exp15 sampai 0.119 exp19

M

_tp

= - M

_rxy

1.343 exp15 sampai 1.039 exp19

•

Pola bidang sesar

gempa didominasi sesar naik (reverse fault) di sekitar Jepang trench pada

gempa bumi foreshock dan dominasi sesar turun (normal fault) aftershock

•

Besar slip rata-rata dari event gempa bumi Tohoku-Oki adalah 7.38 m untuk gempa bumi

(48)