LAPORAN HASIL PENELITIAN DOSEN MUDA

(1)

1

LAPORAN HASIL PENELITIAN DOSEN MUDA

PEMODELAN GEMPA SUSULAN ACEH OLEH

KETUA : Muchlis, S.Si, M.Sc

ANGGOTA : Nafisah Al-Huda, ST, MT

DIBIAYAI OLEH UNIVERSITAS SYIAH KUALA, KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN, SESUAI DENGAN SURAT PERJANJIAN

PENUGASAN DALAM RANGKA PELAKSANAAN PENELITIAN DOSEN MUDA TAHUN ANGGARAN 2012 NOMOR: 2343/UN11/LK-PNPB/2012

TANGGAL 15 MEI 2012

PRODI PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SYIAH KUALA

(2)

HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR

1. Judul Penelitian : PEMODELAN GEMPA SUSULAN ACEH 2. Bidang Ilmu Penelitian : KEBENCANAAN

3. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap dan Gelar b. Jenis Kelamin c. NIP d. Pangkat/Golongan e. Jabatan Fungsional f. Jurusan/Fakultas : MUCHLIS, S.Si, M.Sc : Laki-laki : 197912182009121001 : Penata Muda / III/B : Asisten Ahli

: Fakultas Teknik/Teknik Pertambangan 4. Jumlah Tim Peneliti : 2 (Dua) orang

5. Lokasi Penelitian : Lab. Terpadu Universitas Syiah Kuala 6. Waktu Penelitian : Enam Bulan

7. Biaya : Rp. 14.885.000,-

Mengetahui, Darussalam, 23 November 2012

Dekan Fakultas Teknik Unsyiah Ketua Peneliti,

(Dr.Ir.Marwan) (Muchlis, S.Si, M.Sc) NIP. 19661224 199203 1 003 NIP. 197912182009121001

Menyetujui Ketua Lembaga Penelitian,

(Dr. Musri M.Sc) NIP. 196008021988101001

(3)

3

RINGKASAN

Gempabumi dan Tsunami pada tanggal 26 Desember 2004 yang melanda Nanggroe Aceh Darussalam telah menjadi tragedi masyarakat dunia. Jumlah korban di Aceh akibat bencana ini lebih dari 128 ribu jiwa dan kerugian ratusan trilyun rupiah. Disamping itu gempa dahsyat dan mega tsunami ini telah memberikan andil yang besar bagi perkembangan ilmu kebumian khususnya kegempaan.

Gempabumi merusak umumnya diikuti oleh aktivitas gempa susulan. Pada gempa Aceh 26 Desember 2004, gempa susulan dapat dikelompok kan menjadi 4 zona yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4. Dari data gempabumi susulan yang terjadi ditentukan beberapa persamaan yang diperoleh dengan metode kuadrat terkecil. Data yang dipakai adalah data gempa susulan yang mempunyai magnitude lebih besar dari 1 SR yang terjadi pada tanggal 26 Desember 2004 sampai dengan 13 Juni 2005.

Setidaknya ada empat model peluruhan gempa susulan yaitu (a) model Omori (b) model Mogi 1 (c) model Mogi 2 dan (d) model Utsu. Keempat model ini dibandingkan dengan data pengamatan, kemudian dihitung standar deviasinya terhadap model pengamatan, ternyata kurva Mogi 1 paling sesuai untuk zona 1 dan 4. sedangkan model Utsu sesuai untuk zona 2 dan 3.

Selanjutnya dihitung waktu peluruhan gempa susulan pada masing masing zona. Pada zona 1 peluruhan gempa susulan akan berakhir selama 2,92 tahun setelah gempa utama. Untuk zona 2 akan berakhir selama 2,77 tahun dari waktu gempa utama. Untuk zona 3 akan berakhir setelah 4,08 tahun dari gempa utama, dan untuk zona 4 akan berakhir setelah 2,08 tahun dari waktu gempa utama.

(4)

SUMMARY

The greatest earthquake and tsunami which affected Nanggroe Aceh Darussalam on December 26th

The destructive earthquake is followed by aftershocks. There are four clusters of aftershocks which had occurred following the Aceh 26

2004 had become tragedy for all mankind. More than 128 thousands people died, destroyed the economic live, and suffered a financial loss about billion rupiahs. Nevertheless this catastrophe had given some beneficial for the earth’s science, especially to earthquake’s science.

th

December main shocks. Using aftershocks data from December 26th 2004 until June 13th

There are four models of these patterns, (a) Omori, (b) Mogi 1 2005 and magnitude, a new equation using least square has been calculated.

st

, (c) Mogi 2nd and (d) Utsu. All these models are compared with observation data, calculated which of those models give minimum deviation. Hence, for the first and fourth zone, Mogi 1st

Every each of zones is measured for decaying time. Thus, decaying time for first zone will last until 2, 92 years since the main shock occurred. The Second zone gives 2, 77 years, the third zone gives 4, 08 years and the fourth zone gives 2, 08 years, respectively.

gives the lowest deviation. Lowest deviation for the second and third zone, given by Utsu.

(5)

5 PRAKATA

Assalamualaikum Wr Wb.

Alhamdulillahi rabbil ‘alamin, segala puji bagi Allah SWT, Rabb sekalian alam, yang selalu memberikan pertolongan bagi siapapun yang dikehendaki-Nya, yang dengan karunia, rahmat dan hidayah-Nya-lah laporan penelitian ini dapat diselesaikan dengan lancar oleh penulis. Penelitian dilaksanakan selama enam bulan dari bulan Mei hingga November 2012.

Ucapan terimakasih kami sampaikan kepada lembaga Penelitian Universitas Syiah Kuala dengan nomor kontrak 2343/UN11/LK-PNPB/2012 TANGGAL 15 MEI 2012 yang telah membiayai penelitian ini.

Penyelesaian laporan ini tidak terlepas dari dukungan dan bantuan banyak pihak, yang telah memberikan kontribusi ilmiah, moril dan materiil baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dengan tulus hati, penulis ucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Ketua lembaga Penelitian Universitas Syiah Kuala, Bpk. Dr. Musri, M.Sc

2. Staf lembaga penelitian Unsyiah 3. dan keluarga dari peneliti.

(6)

DAFTAR ISI HALAMAN PENGESAHAN i RINGKASAN ii SUMMARY iii PRAKATA iv DAFTAR ISI v DAFTAR TABEL vi DAFTAR GAMBAR vi

DAFTAR LAMPIRAN vii

Bab I. PENDAHULUAN 1

Bab II. PERUMUSAN MASALAH 2

Bab III. TINJAUAN PUSTAKA 3

Bab IV. TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN 8

BAB V. METODE PENELITIAN 9

BAB VI. HASIL DAN PEMBAHASAN 11

BAB VII. SIMPULAN DAN SARAN 26

DAFTAR PUSTAKA 27

(7)

7 DAFTAR TABEL

TABEL 1 ALAT DAN BAHAN 9

TABEL 2 HASIL NILAI B UNTUK ZONA 1-4 14 DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Zona tumbukan Lempeng Indo Australia dengan Eurasia

(National Geografi Indonesia, Desember 2005). 4 Gambar 2. Lempeng Indo Australia dan Eurasia ( Muzli, 2005 ). 4 Gambar 3. Kecepatan penunjaman subduksi lempeng di Sumatera (www.USGS,

2004) 5

Gambar 4. Diagram Alir Penelitian 10

Gambar 5. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 1 15 Gambar 6. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 2 15 Gambar 7. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 3 16 Gambar 8. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 4 16 Gambar 9. Plot data pengamatan vs model Omori pada zona 1 17 Gambar 10. Plot data pengamatan vs model Mogi1 pada zona 1 17 Gambar 11. Plot data pengamatan vs model Mogi2 pada zona 1 18 Gambar 12. Plot data pengamatan vs model Utsu pada zona 1 18 Gambar 13. Plot data pengamatan vs model Omori pada zona 2 19 Gambar 14. Plot data pengamatan vs model Mogi1 pada zona 2 19 Gambar 15. Plot data pengamatan vs model Mogi2 pada zona 2 20 Gambar 16. Plot data pengamatan vs model Utsu pada zona 2 20 Gambar 17. Plot data pengamatan vs model Omori pada zona 3 21 Gambar 18. Plot data pengamatan vs model Mogi1 pada zona 3 21 Gambar 19. Plot data pengamatan vs model Mogi2 pada zona 3 22 Gambar 20. Plot data pengamatan vs model Utsu pada zona 3 22 Gambar 21. Plot data pengamatan vs model Omori pada zona 4 23 Gambar 22. Plot data pengamatan vs model Mogi1 pada zona 4 23 Gambar 23. Plot data pengamatan vs model Mogi2 pada zona 4 24 Gambar 24. Plot data pengamatan vs model Utsu pada zona 4 24 Gambar 25. Gempa susulan dengan kedalaman 30 km (data: USGS). 25

(8)

DAFTAR LAMPIRAN

A. Instrumen penelitian B. Personalia Tenaga peneliti C. Buku Catatan Harian penelitian D. Prosiding Seminar

(9)

9 BAB I PENDAHULUAN

Suatu masalah yang hampir selalu muncul jika terjadi gempabumi tektonik ialah gempabumi susulan (aftershocks). Pada umumnya pertanyaan mengenai gempabumi tersebut ialah kapan terjadinya, berapa kekuatannya dan kapan berakhirnya?.

Kawasan Indonesia mempunyai karakteristik yang unik yakni terletak pada daerah pertemuan tiga lempeng (triple junction plate convergence ), yaitu lempeng Eurasia, lempeng Samudera Pasifik dan Lempeng Indo-Australia yang masing-masing saling bergerak. Dengan demikian Indonesia merupakan daerah yang secara tektonik labil dan termasuk salah satu pinggiran benua yang paling aktif di muka bumi. Akibat nya Indonesia memiliki tingkat kegempaan yang tinggi di dunia.

Secara Geografis Propinsi Aceh terletak pada 2º-6ºLU dan 95º-98º BT. Luas wilayah propinsi Aceh mencapai lebih kurang 57.365,57 Km2, berbatasan sebelah utara dengan laut Andaman, sebelah timur dengan selat Malaka, sebelah selatan dengan Propinsi Sumatera Utara, sebelah barat dengan Samudera Hindia.

Secara geologis propinsi Aceh terletak pada daerah seismik aktif, yaitu adanya sesar Semangko, sesar Mentawai dan adanya pertemuan lempeng tektonik Indo Australia dengan Eurasia di selatan. Fakta ini menyebabkan Aceh memiliki kerawanan terhadap gempabumi yang cukup tinggi.

Gempabumi Aceh yang akan dibahas pada tulisan ini terjadi pada tanggal 26 Desember 2004 pukul 00:58:53.49 (UTC) dengan koordinat episenter 3.307 LS, 95.951 BT.

Gempabumi ini menimbulkan kerusakan yang hebat pada infra struktur di kota banda Aceh dan Meulaboh. Gempa ini merupakan gempa keempat yang terbesar sejak tahun 1900 dan menimbulkan tsunami. Akibat dari tsunami ini lebih parah daripada gempa bumi dalam tingkat kehancuran di kota Banda Aceh dan Meulaboh. Lebih dari 128 ribu penduduk meninggal dunia.

Akibat dari gempa dan tsunami ini juga meninggalkan rumah-rumah yang pilar dan dindingnya tidak kokoh lagi sehingga sudah tidak layak dihuni dan rentan terhadap bencana gempa susulan selanjutnya.

(10)

BAB II

PERUMUSAN MASALAH

Menurut Mogi (1967) pola umum terjadinya gempabumi dibedakan dalam 3 (tiga) jenis, yaitu:

a. Tipe I, yaitu gempabumi utama (main shock) yang tanpa didahului gempa pendahuluan (fore shock), tetapi diikuti dengan banyak gempabumi susulan (aftershock). Gempabumi tipe ini biasanya terjadi di daerah yang mempunyai medium homogen dengan stress yang bekerja hampir merata (uniform). Sebagian besar gempabumi tektonik yang terjadi di bumi tergolong jenis ini. b. Tipe II, gempabumi yang terjadi pada tipe ini didahului adanya gempa-gempa

pendahuluan (fore shock) dan kemudian diikuti gempa susulan yang cukup banyak jumlahnya. Tipe ini terjadi pada daerah dengan struktur batuan/medium yang tidak seragam dan distribusi stress yang bekerja tidak seragam.

c. Tipe III, yaitu gempabumi dimana tidak terdapat gempa utamanya (main

shock), biasanya dikenal sebagai “swarm”. Gempa jenis ini mempunyai ciri

khas frekuensi terjadinya gempa naik dan distibusi magnitude gempanya relatif seragam/sama atau dengan kata lain tidak terdapat gempa utama. Gempabumi tipe ini terjadi dalam daerah yang terbatas,biasanya terdapat didaerah gunung api baik yang masih aktif maupun yang sudah tidak aktif lagi. Gempabumi “swarm” terjadi pada daerah yang tidak seragam struktur mediumnya dan stress yang bekerja terkonsentrasi pada area yang terbatas.

Jumlah gempabumi susulan dapat mencapai ratusan kali setiap hari. Jumlah ini akan menurun terhadap waktu secara cepat atau perlahan tergantung pada struktur batuan dan distribusi tegangan mekanis disekitar sumber gempabumi utama. Menurut Omori (1894) aktifitas gempabumi susulan menurun terhadap waktu dan di gambarkan dengan formula Omuri sebagai berikut:

n(t) = K / (t+c)

n(t) = jumlah gempabumi susulan per satuan waktu. t = waktu dalam hari setelah gempabumi utama. K,c = konstanta.

(11)

11 BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

Daerah terjadinya gempabumi susulan ialah disekitar lokasi sumber gempa utama. Lokasi penyebaran sumber gempabumi susulan berkaitan dengan luas bidang sesar gempabumi yang bersangkutan.(Abe, 1975 ; Kanamori, 1977). Rentetan gempabumi susulan tersebut dapat dianggap sebagai suatu mekanisme untuk mencapai keadaan kesetimbangan baru disekitar gempabumi utama, setelah

terjadinya pelepasan energi yang sangat besar dalam waktu yang singkat (Purwana, dkk, 1995).

3.1 Tektonik Sumatra

Sumber gempa Tektonik di Aceh dan Nias merupakan segmen (gempa bumi) paling utara pada Zona subduksi Sumatera, yang membentang sampai ke Selat Sunda dan berlanjut hingga Selatan Pulau Jawa. Khusus di pantai barat Sumatera terdapat 6 Zona Subduksi yang sangat berpotensi sebagai gempa besar yang biasanya diikuti tsunami, yaitu segmen Simeulue, Nias, kepulauan Batu, Siberut, Sipora, Pagai, dan Bengkulu.

Subduksi ini mendesak lempeng Eurasia di bawah Samudera Hindia ke arah Barat laut di Sumatera dan Frontal ke utara terhadap Pulau Jawa, dengan kecepatan pergerakan yang bervariasi. Puluhan hingga ratusan tahun dua lempeng itu saling menekan. Namun lempeng Indo-Australia dari selatan bergerak lebih aktif.

Pergerakannya yang hanya beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter per tahun ini memang tidak terasa oleh manusia. Karena dorongan lempeng Indo-Australia terhadap bagian Utara Sumatera kecepatannya hanya 7,3 cm per tahun. Sedangkan yang di bagian Selatan nya 6 cm pertahun. Pergerakan lempeng di daerah barat Sumatera yang miring posisinya ini lebih cepat dibandingkan dengan penyusupan lempeng di Selatan jawa.

Akibat dorongan lempeng Indo-Australia tersebut, Pulau Sumatera terbelah menjadi dua bagian yang memanjang. Patahan yang terbentuk itu sangat populer disebut sebagai patahan Semangko yang merupakan generator gempa merusak didaratan Sumatera. Belahan Sumatera yang kecil di bagian barat daya bergerak ke barat laut, berlawanan dengan belahan yang besar di timur laut.

(12)

Selama puluhan sampai ratusan tahun, tekanan lempeng Samudera Hindia ini akan terus meningkat sampai melampaui kekuatan elastisitas batuan sehingga batuan di bawah nya akan runtuh dan bergeser secara tiba-tiba. Bila ini terjadi, maka timbul gempa bumi. Sehingga aktivitas lempeng baru diketahui ketika terjadi gempa. Karena sesungguhnya gempa merupakan petunjuk adanya bagian dari batuan di tempat pertemuan lempeng yang tidak mampu lagi menahan tekanan, pada saat itu batuan tersebut patah.

Gambar 1. Zona tumbukan Lempeng Indo Australia dengan Eurasia (National Geografi Indonesia, Desember 2005).

(13)

13

Gambar 3. kecepatan penunjaman subduksi lempeng di Sumatera (www.USGS, 2004)

3.2 Perhitungan prediksi peluruhan gempa susulan

Mogi (1963) mengembangkan rumus hubungan antara frekuensi harian gempa bumi susulan dengan waktu yang berlangsung kurang dan lebih dari 100 hari. Kedua rumusan ini menunjukkan penurunan frekuensi secara eksponensial. Untuk t > 100 hari ( Mogi-2) :

n(t) = n0 e-pt

Untuk t < 100 hari (Mogi-1)

………. (3.1) n(t) = n0 e-h dengan : ………. (3.2) n0 h,p = konstanta

= rata-rata kejadian gempabumi susulan dalam satu hari.

t = waktu dalam hari setelah gempabumi utama.

Biasanya harga p mendekati harga 1, yang menunjukkan bahwa aktivitas gempabumi susulan menurun secara hiperbolis.

(14)

Utsu (1961) mengemukakan formula tentang hubungan frekuensi gempabumi susulan n(t) dan waktu setelah gempabumi utama y yang sedikit berbeda yakni :

n(t) = K/( t+c)

persamaan ini merupakan modifikasi dari persamaan Omori dan biasa disebut

modified Omori formula. Harga c berkisar antara 0,01 hingga 1,5.

p  Omori : n(t) = c t K + ………. (3.3) t K K c t n 1 ) ( 1 + = ………. (3.4) Y A B X  Mogi 1 : n(t) = a . t-b

log n(t) = log a – b log t ………. (3.6) ………. (3.5) Y A B X  Mogi 2 : n(t) = a . e-b.t ln n(t) = ln a – b.t ………. (3.8) ………. (3.7) Y A B X

(15)

15

 Utsu :

n(t) = a. [t + 0.01]-b

log n(t) = log a – b log [t+0.01] ………. (3.10) ………. (3.9)

Y A B X Dengan memakai Regresi Linier : Formula : Y = A + B X B =

[

] [ ][ ]

[

₂

]

[ ]

2

∑

− − X X n Y X XY n ………. (3.11) A =

[

]

n X B Y

∑

−

∑

………. (3.12)

3.3 Perhitungan nilai karakteristik seismic

Dari data yang sama juga dapat dihitung nilai b dengan persamaan :

Log n (M) = a-bM ………. (3.13)

Dengan :

• n(M) menunjukkan jumlah gempa bumi dengan magnitude antara M dan M+dm

• Harga a secara khusus bergantung pada periode pengamatan karena itu dapat dianggap sebagai suatu indek dari aktivitas seismic rata-rata untuk daerah seismik tersebut. Konstanta a bergantung pula pada ukuran (luas) daerah yang diamati dan pada tingkat aktivitasnya

• Harga b tidak tergantung secara teoritis pada periode pengamatan, dan dapat dianggap sebagai suatu parameter karakteristik untuk masing-masing daerah seismik.

(16)

BAB IV

TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN

Penelitian prediksi peluruhan gempa bumi susulan bertujuan untuk :

1. Mempelajari pola gempa susulan di masing-masing zona kegempaan di Aceh 2. Menghitung nilai karakter seismik pada zona-zona kegempaan di Aceh 3. Memperkirakan magnitude gempa susulan.

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang lebih komprehensif terhadap kegempaan dan dengan memahami karakteristik batuan maka dapat diketahui potensi bahaya seismisitasnya.

Hasil penelitian ini juga diharapkan dapat berkontribusi positif terhadap sains dan teknik yang terkait dengan studi kegempaan untuk mitigasi gempa, serta dapat membuka cakrawala baru bagi penelitian pemantauan gempa di masa mendatang.

(17)

17 BAB V

METODE PENELITIAN

5.1 Lokasi Penelitian

Data Gempa bumi susulan per 10 hari dari tanggal 26 Desember 2004 s/d 13 juni 2005 yang di download dari situs USGS. Magnitude 1-9. latitude 15.000N-1.000N dan Longitude 100.000E-90.000E

Data frekuensi Gempabumi susulan diperoleh dari data USGS 26 Desember 2004 sampai 13 Juni 2005. Banyak nya event dijumlahkan dalam per sepuluh hari. Gempa susulan yang ditimbulkan gempa utama membuat gempa susulan terkelompok menjadi empat zona, yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4, kemudian masing masing zona di buat model peluruhannya.

5.2. Alat dan Bahan

Adapun peralatan yang digunakan dalam melakukan penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1 Alat dan Bahan Penelitian

No. Nama Alat dan Bahan Jumlah

1. Software 1 buah

2. _Modem 1 unit

3. Komputer 1 unit

Tabel 1. Alat dan Bahan Penelitian 5.3 Perhitungan Peluruhan Gempa Susulan

Data frekuensi Gempabumi susulan diperoleh dari data USGS 26 Desember 2004 sampai 13 Juni 2005. Banyak nya event dijumlahkan dalam per sepuluh hari. Gempa susulan yang ditimbulkan gempa utama membuat gempa susulan terkelompok menjadi empat zona, yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4, kemudian masing masing zona di

(18)

buat model peluruhannya. Pola peluruhan masing-masing zona dihitung dengan persamaan

5.3 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian dibagi dalam tiga tahap yaitu : Tahap Studi Pendahuluan, pembuatan peta sederhana, dan pengolahan data

`

Gambar 4. Diagram Alir Penelitian Mulai

Pembuatan peta sederhana

Pengumpulan data gempa susulan selama 6 bulan

Pengolahan data prediksi untuk gempa susulan

Perbandingan data model vs data real

(19)

19 BAB VI

HASIL DAN PEMBAHASAN

6.1 Hasil Penelitian

6.1.1 Pola peluruhan pada zona 1

Omori

persamaannya adalah :

n(t)=1162,4437/(t + 0,046181), std=5,4

dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari) dengan n(t) = 1, t = 3,1 tahun.

Mogi 1

Persamaannya adalah :

n(t)=1448,2669*(t ^- 1,044), std=3,9313

dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari) dengan n(t) = 1, t =2,92 tahun.

Mogi 2

Persamaannya adalah :

n(t)=66,392*e ^(-0,01532*t), std=18,479

Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari) dengan n(t) = 1, t = 0,75 tahun.

Utsu

n(t)=1450,3315*(t+0,01)^-1,0442, std=3,9331

(20)

6.1.2 Pola peluruhan pada zona 2 Omori

n(t)=1629,971/(t + 14,779), std=61,957

Mogi 1

n(t)=2942,1151*(t ^- 1,154), std=27,615

Mogi 2

n(t)=87,1403*e ^(-0,015693*t), std=59,176

Utsu

n(t)=2946,4237*(t+0,01)^-1,1543, std=27,578

(21)

21

Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari) dengan n(t) = 1, t =3,57 tahun.

Mogi 1

n(t)=752,0189*(t ^- 0,90611), std=6,8962

Mogi 2

n(t)=50,3762*e ^(-0,012989*t),std=17,286

Utsu

n(t)=752,9163*(t+0,01)^-0,90634, std=6,8875

n(t)=1075,3411/(t + -5,1335),std=156,23, std (t=50) = 2,2233

Mogi 1

(22)

n(t)=4300,3163*(t ^- 1,2613), std=154,55, std (t=50) = 2,1671

Mogi 2

n(t)=114,1333*e ^(-0,019568*t), std=152,07, std (t=50) = 6,4308

Utsu

n(t)=4308,258*(t+0,01)^-1,2617, std=154,55, std (t=50) = 2,1691

3.1. Hasil Perhitungan nilai b

Hasil perhitungan nilai b untuk masing-masing zona dapat dilihat pada Tabel 2 berikut:

Tabel 2. Hasil nilai b untuk zona 1- 4

Zona Nilai b

1 0,94

2 1,17

3 0,97

4 1,20

Berikut adalah kurva hasil regresi magnitude dengan frekuensi pada masing-masing zona dengan nilai b sesuai tabel 2.

(23)

23

Gambar 5. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 1 dengan nilai b = 0,94. Atas: frekuensi gempa vs magnitude.

Bawah: log frekuensi gempa vs magnitude.

(24)

Gambar 7. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 3 dengan nilai b = 0,97 Atas: frekuensi gempa vs magnitude.

Bawah: log frekuensi gempa vs magnitude.

(25)

25 6.2 Analisa

Zona 1

Dari kurva perbandingan keempat model dengan data real dapat dilihat bahwa kurva model Mogi 1 dan kurva Utsu lah yang paling sesuai dengan data pengamatan. Dimana dari t=10 dan t=20 masing masing saling berimpit. Dari perhitungan nilai deviasi model terhadap data pengamatan didapat model Mogi 1 lebih kecil dari Utsu dan model lain nya. Dari perhitungan nilai b diperoleh 0,94.

Gambar 9. Plot data pengamatan vs model Omori.

(26)

Gambar 11. Plot data pengamatan vs model Mogi 2.

Gambar 12. Plot data pengamatan vs model Utsu. Zona 2

Dari kurva perbandingan keempat model dengan data real dapat dilihat bahwa kurva model Mogi 1 dan kurva Utsu lah yang paling sesuai dengan data pengamatan. Dimana dari t=20 masing masing saling berimpit. Dari perhitungan nilai deviasi model terhadap data pengamatan didapat model Mogi Utsu lebih kecil dari Mogi 1 dan model lain nya. Dari perhitungan nilai b diperoleh 1,1

(27)

27

(28)

Dari kurva perbandingan keempat model dengan data real dapat dilihat bahwa kurva model Mogi 1 dan kurva Utsu lah yang paling sesuai dengan data pengamatan. Dimana dari t=20 masing masing saling berimpit. Dan dari t=10, nilai yang diberikan model Mogi 1 dan Utsu sudah mulai mendekati data pengamatan. Dari perhitungan nilai deviasi model terhadap data pengamatan didapat model Mogi Utsu lebih kecil dari Mogi 1 dan model lain nya. Dari perhitungan nilai b diperoleh 0,97

(29)

29

(30)

Dari kurva perbandingan keempat model dengan data real dapat dilihat bahwa ke empat model mulai terlihat pola peluruhannya pada t = 50, dapat dilihat ketiga model kecuali Mogi 2 yang tidak berimpit nilainya pada saat t=50. Dari perhitungan nilai deviasi model terhadap data pengamatan didapat model Mogi 1 lebih kecil dari Utsu dan model lain nya. Dari perhitungan nilai b diperoleh 0,97

(31)

31

(32)

(33)

33

Frekuensi gempa susulan terbanyak pada kedalaman 30 km.

(34)

BAB VII

SIMPULAN DAN SARAN

7.1 Simpulan

1. Persamaan yang paling sesuai untuk gempa susulan Aceh pada zona 1 dan 4 adalah Mogi 1, untuk zona 2 dan 3 adalah Utsu.

2. Peluruhan Gempa susulan Aceh untuk Zona 1 akan berakhir selama 2,92 tahun dari waktu gempa utama. Untuk Zona 2 akan berakhir selama 2,77 tahun dari waktu gempa utama. Untuk Zona 3 akan berakhir selama 4,08 tahun. Untuk Zona 4 akan berakhir selama 2,08 tahun dari waktu gempa utama.

3. Pada zona ke empat, pola peluruhan Gempa susulan Aceh baru terlihat pada saat t=50.

4. Perhitungan untuk zona 1 nilai b=0,94 yang berarti daerah ini termasuk zona seismik aktif meskipun gempa gempa besar relatif sedikit. Pada zona 2 nilai b=1,1 yang berarti strukturnya nya lebih tua dengan materi keras dan plastis, karena itu frekuensi gempa besar jarang terjadi. Zona 3 nilai b=0,97 dan zona 4 nilai b=1,2.

5. Frekuensi kedalaman gempa terbanyak ada pada kedalaman 30 km. diduga pada kedalaman ini merupakan lapisan moho. Di sumatera diperkirakan lapisan moho pada kedalaman 30-40km (M.Humam, 1994 dan Agoes lukman, 1999).

7.2 Saran

• Hasil perhitungan dari penelitian ini dapat dijadikan prediksi awal peluruhan gempa susulan pada gempa utama yang terjadi dimasa depan.

• Zona-zona perhitungan gempa bisa diperkecil luas wilayahnya sehingga bisa memberikan nilai b (karakter seismik) yang lebih detail

• Dari nilai b pada area yang lebih detail bisa dijadikan peta zona kegempaan yang lebih detail

(35)

DAFTAR PUSTAKA

1. Abe.K., Reliable estimation of seismic moment of large earthquake, journal of phyciscs of the Earth, vol. 23 (1975), pp. 381-390.

2. Agoes luqman, 1999, Studi Seismotektonik dan Perkiraan Struktur Bawah Permukaan Daerah Sidikalang (Sumatera Utara), Tugas akhir.

3. Indra Gunawan, 2005, Pemodelan Tsunami Aceh 2004 berdasarkan empat model sumber gempa,Tugas akhir.

4. Kanamori, H., The energy release in great earthquake, jour. Geop. Res., vol. 82, no. 20 (1977) pp. 2981-2987.

5. Mogi K, Earthquake and fractures, Tectonophhysics, vol. 5, no. 1 (1967), pp. 35-55.

6. Mogi. K., on time distribution of after-shocks accompanying the recent major earthquakes in and near japan, Bull. Earthquake Res. Inst., vol. 40 (1963). Pp. 107-124.

7. Muzli, 2005, Lempeng Indo Australia

8. Muhammad Humam, 1994, Studi Monografi Daerah Sumatera Utara Berdasarkan Data Gelombang P. Tugas akhir

9. National Geografi Indonesia, Desember 2005.

10. Omori. F, On the aftershocks of earthquakes, jour. Coll. Sci. Univ. of Tokyo, vol. 7 (1894) pp. 111-200

11. Purwana L., Tajan dan Merdiyanto, U., Karakteristik gempabumi susulan di beberapa tempat di Indonesia , Kongres Ahli Ilmu Kebumian Nasional ’95, Yogyakarta (1995)

12. Tajan, dan Rasyidi,S.,1998, Pola Penurunan Aktivitas Gempa Susulan di Beberapa Tempat di Iindonesia, Prosiding Himpunan Ahli Geofisika Indonesia.

13. USGS:http://usgs.neic.

14. Utsu, T, A statistical study on the occurrence of aftershocks, Geophys. Mag. Vol. 30 (1961).

(36)

LAMPIRAN INSTRUMEN PENELITIAN

Adapun instrumen yang digunakan dalam melakukan penelitian ini adalah:

1. Software 1 buah

2. _Modem 1 unit

(37)

Lampiran Personalia Penelitian

Personalia yang terlibat dalam penelitian adalah mereka yang sesuai dengan bidangnya dan benar-benar dapat menyediakan waktu (diperhitungkan dengan beban tugas lain) untuk kegiatan penelitian ini, yang pada umumnya terdiri dari:

1. Ketua Peneliti

a. Nama Lengkap : Muchlis, S.Si, M.Sc. b. Jenis Kelamin : Laki-laki

c. NIP : 19791218 200912 1 001

d. Disiplin ilmu : Geosains

e. Pangkat/Golongan : Penata Muda/IIIb f. Jabatan fungsional/struktural : Assisten Ahli

g. Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Pertambangan h. Waktu penelitian : 6 jam/minggu

2. Anggota Peneliti

a. Nama Lengkap : Nafisah Al-Huda, ST, MT b. Jenis Kelamin : Perempuan

c. NIP : 19790110 200812 200 1

d. Disiplin ilmu : GeoTeknik e. Pangkat/Golongan : Penata Muda /IIIb f. Jabatan fungsional/struktural : Tenaga Pengajar

g. Fakultas/Jurusan : Teknik/Teknik Sipil h. Waktu penelitian : 6 jam/minggu

(38)

CURRICULUM VITAE

1. Nama Lengkap : Muchlis, M.Sc 2. Jenis Kelamin : Laki-laki

3. Tempat/Tgl. Lahir : Langsa, Aceh / 18 Desember 1979 4. Alamat : Banda Aceh

5. NIP : 197912182009121001 6. Pangkat/golongan : Penata Muda /IIIb 7. Jabatan fungsional : Asisten Ahli

8. Jabatan struktural : -

9. Jurusan : Teknik Pertambangan 10. Fakultas : Teknik

11. Riwayat Pendidikan

No. Pendidikan Ijazah/Tahun Spesialisasi

1. S1 ITB Sarjana/2006 Geofisika

2. S2 2. Universiti Teknologi Petronas

Magister/2009 Perminyakan

12. Pengalaman penelitian (5 tahun terakhir)

13. Publikasi (5 tahun terakhir)

Banda Aceh, 23 November 2012 Peneliti,

(Muchlis, S.Si, M.Sc) NIP. 197912182009121001

No. Tahun Judul Sumber biaya

1. 2011 Investigasi Aktif Fault di Kawasan Ekosistem Leuser menggunakan Metode VLF

Penelitian Dosen Muda

(39)

CURRICULUM VITAE 1. Nama Lengkap : Nafisah Al-Huda 2. Jenis Kelamin : perempuan

3. Tempat/Tgl. Lahir : Banda Aceh/ 10 Januari 1979

4. Alamat : Jl. Ibnu Sina No. 18 Kopelma Darussalam Banda Aceh

5. NIP : 19790110 200812 2001 6. Pangkat/golongan : Penata Muda /IIIb 7. Jabatan fungsional : Tenaga Pengajar 8. Jabatan struktural : -

9. Jurusan : Teknik Sipil 10. Fakultas : Teknik Unsyiah 11. Riwayat Pendidikan

No. Pendidikan Ijazah/Tahun Spesialisasi

1. S1 Teknik Sipil Sarjana/2002 Struktur 2. S2 Teknik Sipil Magister/2008 Geoteknik 12. Pengalaman penelitian (5 tahun terakhir)

No. Tahun Judul Anggaran

1. 2010 Pengaruh Cairan Lindi (LEACHATE) Pada Tempat Pembuangan Akhir (TPA) Gampong Jawa Terhadap Sifat-Sifat Fisis dan Mekanis Tanah

Hibah APBA Unsyiah

13. Publikasi (5 tahun terakhir)

Banda Aceh, 23 November 2012 Anggota Peneliti,

(Nafisah Al-Huda, ST. MT) NIP. 19790110 200812 2001

(40)

Judul Penelitian : Pemodelan Gempasusulan Aceh KETERANGAN PENELITIAN

Peneliti Utama : MUCHLIS, S.Si, M.Sc

Institusi Peneliti : Universitas Syiah kuala

Bidang Ilmu : Kebencanaan Tahun Pelaksana : 2012

Biaya : Rp 14.885.000

Tujuan :1.Mempelajari pola gempa susulan di masing-masing zona kegempaan di Aceh

2.Menghitung nilai karakter seismik pada zona-zona kegempaan di Aceh

Sasaran Akhir Tahun : Penulisan jurnal

(41)

CATATAN KEMAJUAN PENELITIAN

No _{(dan jam)}Tanggal Kegiatan

Catatan Kemajuan

(berisi data yg diperoleh keterangan data, sketsa, gambar, analisis singkat dsb)

1 25 Mei 2012

(10.30-15.30) Mengunduh Data

Data tidak dapat diunduh karena website penyedia data tidak bisa diakses

2 29 Mei 2012

(08.30) Mengunduh Data

Data sudah dapat diunduh namun terlalu besar sehingga harus dishorting

3

3 Juni 2012

(16.00-20.00)

Data sudah dapat dishorting

Data yang sudah dishorting masih dalam bentuk .txt. dan berisi bermacam informasi.

Data yang hanya dipakai yaitu waktu gempa, kedalaman, koordinat, dan magnitude.

Data diformatkan dalam bentuk tabel (Excel) sehingga mudah untuk diplot dalam peta yang dibuat

4

5 Juli 2012-11

Juli 2012 (13.00-17.00)

Pemilihan software untuk membuat peta sederhana

Mempelajari pembuatan peta sederhana dibutuhkan waktu 2 minggu

5

3 Agusuts 2012

(08.30-14.00)

Memplot 770 titik gempa susulan Aceh yang dilakukan secara manual, karena belum mengetahui cara otomatis menggunakan software tersebut

Berupa peta sederhana denga plot gempa susulan dan menghabiskan waktu 10 hari dengan durasi 6 jam/hari dengan adanya kesalahan tapi bisa diperbaiki.

6

4 September 2012 (08.30-12.00)

Plot data gempa dengan peta sederhana yang lain

Plot data gempa atau gambar peta terdahulu tidak bisa dibedakan dengan warna pada cluster-clusternya.

Dengan menggunakan peta sederhana yang baru bisa dilakukan

7 1 Oktober 2012 (08.30-12.00)

Perhitungan peluruhan gempa susulan dan karakter nilai b

Beberapa model peluruhan gempa telah dibuat

Gempa yang selama 1 tahun yang berjumlah 770 gempa dikelompokkan per 10 hari sehingga model peluruhan yang dihasilkan per 10 hari

8 1 November 2012-14 November 2012 Penulisan dan penyempernuaan laporan akhir Nomor BCHP : 089/UN11.2/LT/SP3/2012/H11.2/BCHP/2012

(42)

PROSIDING SEMINAR HASIL PENELITIAN I.

1. Skim Penelitian : Dosen Muda

2. Judul Penelitian : Pemodelan Gempa Susulan Aceh 3. Ketua Peneliti/Penyaji : Muchlis, S.Si.M.Sc

4. Hari/Tanggal : Kamis/8 November 2012

5. Tempat : Gedung Lemlit Univ. Syiah Kuala

II. Pertanyaan 1. Mahasiswa

Bagaimana Cara menentukan zona 1,2,3 dan 4 dalam penelitian ini? 2. Dr.Nasrul , ST.MT

a. Apa perbedaan gempa utama dengan gempa susulan?

b. Selain regresi linear, apakah ada penggunaan algoritma yang lain? c. Bagaimana Cara Penentuan Nilai M?

d. Bagaimana proses fitting data? III. Jawaban/ Tanggapan

1. Untuk menentukan zona 1,2, 3 dan 4 dengan menentukan trend/arah pola kegempaan susulan tersebut.

2. a. perbedaan nya terletak pada besaran nilai magnitude nya. b. Ada, tetapi kami peneliti belum memahami cara yang lainnya.

c. Penentuan nilai Magnitude gempa dengan mengukur nilai energy gempa memakai rumus richter

d. Dengan menghitung standard deviasi dari data real dengan data perhitungan.

Darussalam, 23 November 2012

Moderator, Peneliti,

(43)

RINCIAN DANA PENELITIAN TAHUN 2012

Uang yang diterima Tahap Pertama Rp. 14.885.000 Penggunaan (saat ini) Rp. 14.885.000

Sisa Rp. 0 Uraian Komponen Biaya

1. Pelaksana (Gaji/Upah) No Nama Tim Peneliti Tugas/Jabat an Volum e Harga Satuan Jumlah Biaya 1 Muchlis Interpretasi data/Ketua 100% 1.000.000 1.000.000 2 Nafisah Al-Huda Penulis laporan/Ang gota 100% 500.000 500.000 3 Nurul Aflah Peta sederhana dan pengolah an data 100% 1.580.000 1.580.000 Total 3.080.000 2. Peralatan

No Jenis Peralatan Volume Harga Satuan Jumlah Biaya 1 Laptop HP 4421s 1 5.155.000 5.155.000

2 Peta geologi digital (software) 5 500.000 2.500.000 3

Total 7.655.000

3. Bahan Habis Pakai

No Jenis Peralatan Volume Harga Satuan Jumlah Biaya 1 Internet Voucher 5 bulan 100.000 500.000

2 Kertas HVS 80 gram 4 Rem 50.000 200.000 3 Cartridge laser 1 900.000 900.000

4 CD RW 1 kotak 300.000 300.000

5 Fotocopy bahan bacaan 500 lembar 200 100.000 6 Cetak laporan 12 eks 60.000 720.000

Total 2.720.000 4. Penginapan No Nama Tempat Penginapan Laman ya Biaya Jumlah 5. Perjalanan

No Nama yang melakukan

(44)

6. Pemeliharaan

No Jenis Pemeliharaan Volume Biaya Jumlah

7. Pertemuan/Lokakarya

No Tema Kegiatan Tempat Lamany

a Biaya Jumlah

8. Laporan/Publikasi

No Jenis Penggunaan Volume Harga Satuan Jumlah Biaya 1 Publikasi Jurnal 1 750.000 750.000

2 Cetak poster A0 4eks 170.000 680.000

Total 1.430.000

(45)

Draft Artikel Ilmiah

Pemodelan gempasusulan Aceh

(The Aceh Aftershocks Modelling)

(1)

Oleh MUCHLIS NAFISAH AL-HUDA (2) (2) Catatan :

1. DIBIAYAI OLEH UNIVERSITAS SYIAH KUALA, KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN, SESUAI DENGAN SURAT PERJANJIAN PENUGASAN DALAM RANGKA PELAKSANAAN PENELITIAN DOSEN MUDA TAHUN ANGGARAN 2012 NOMOR: 2343/UN11/LK-PNPB/2012 TANGGAL 15 MEI 2012

(46)

Abstrak

Gempabumi dan Tsunami pada tanggal 26 Desember 2004 yang melanda Nanggroe Aceh Darussalam telah menjadi tragedi masyarakat dunia. Jumlah korban di Aceh akibat bencana ini lebih dari 128 ribu jiwa dan kerugian ratusan trilyun rupiah. Disamping itu gempa dahsyat dan mega tsunami ini telah memberikan andil yang besar bagi perkembangan ilmu kebumian khususnya kegempaan.Gempabumi merusak umumnya diikuti oleh aktivitas gempa susulan.

Pada gempa Aceh 26 Desember 2004, gempa susulan dapat dikelompok kan menjadi 4 zona yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4. Dari data gempabumi susulan yang terjadi ditentukan beberapa persamaan yang diperoleh dengan metode kuadrat terkecil. Data yang dipakai adalah data gempa susulan yang mempunyai magnitude lebih besar dari 1 SR yang terjadi pada tanggal 26 Desember 2004 sampai dengan 13 Juni 2005.

Setidaknya ada empat model peluruhan gempa susulan yaitu (a) model Omori (b) model Mogi 1 (c) model Mogi 2 dan (d) model Utsu. Keempat model ini dibandingkan dengan data pengamatan, kemudian dicari mana yang paling sesuai dengan data pengamatan dengan nilai deviasi yang paling kecil. Selanjutnya dihitung waktu peluruhan gempa susulan pada masing masing zona.

Kata kunci: Gempabumi Susulan, Omori, Mogi dan Utsu.

Abstract

The greatest earthquake and tsunami which affected Nanggroe Aceh Darussalam on December 26th

The destructive earthquake is followed by aftershocks. There are four clusters of aftershocks which had occurred following the Aceh 26

2004 had become tragedy for all mankind. More than 128 thousands people died, destroyed the economic live, and suffered a financial loss about billion rupiahs. Nevertheless this catastrophe had given some beneficial for the earth’s science, especially to earthquake’s science.

th

(47)

main shocks. Using aftershocks data from December 26th 2004 until June 13th

There are four models of these patterns, (a) Omori, (b) Mogi 1 2005 and magnitude, a new equation using least square has been calculated.

st

, (c) Mogi 2nd

Keywords: Aftershocks, Omori, Mogi dan Utsu.

and (d) Utsu. All these models are compared with observation data, calculated which of those models give minimum deviation. Every each of zones is measured for decaying time.

Bab 1. Pendahuluan

Suatu masalah yang hampir selalu muncul jika terjadi gempabumi tektonik ialah gempabumi susulan (aftershocks). Pada umumnya pertanyaan mengenai gempabumi tersebut ialah kapan terjadinya, berapa kekuatannya dan kapan berakhirnya?

Kawasan Indonesia mempunyai karakteristik yang unik yakni terletak pada daerah pertemuan tiga lempeng (triple junction plate convergence ), yaitu lempeng Eurasia, lempeng Samudera Pasifik dan Lempeng Indo-Australia yang masing-masing saling bergerak. Dengan demikian Indonesia merupakan daerah yang secara tektonik labil dan termasuk salah satu pinggiran benua yang paling aktif di muka bumi. Akibat nya Indonesia memiliki tingkat kegempaan yang tinggi di dunia.

Secara Geografis Propinsi NAD terletak pada 2º-6ºLU dan 95º-98º BT. Luas wilayah NAD mencapai lebih kurang 57.365,57 Km2, berbatasan sebelah utara dengan laut Andaman, sebelah timur dengan selat Malaka, sebelah selatan dengan Propinsi Sumatera Utara, sebelah barat dengan Samudera Hindia.

Secara geologis propinsi NAD terletak pada daerah seismik aktif, yaitu adanya sesar Semangko,sesar Mentawai dan adanya pertemuan lempeng tektonik Indo Australia dengan Eurasia di selatan. Fakta ini menyebabkan NAD memiliki kerawanan terhadap gempabumi yang cukup tinggi.

(48)

Gempabumi NAD yang akan dibahas pada tulisan ini terjadi pada tanggal 26 Desember 2004 pukul 00:58:53.49 (UTC) dengan koordinat episenter 3.307 LS, 95.951 BT.

Gempabumi ini menimbulkan kerusakan yang hebat pada infra struktur di kota banda Aceh dan Meulaboh. Gempa ini merupakan gempa keempat yang terbesar sejak tahun 1900 dan menimbulkan tsunami. Akibat dari tsunami ini lebih parah daripada gempa bumi dalam tingkat kehancuran di kota Banda Aceh dan Meulaboh. Lebih dari 128 ribu penduduk meninggal dunia.

Akibat dari gempa dan tsunami ini juga meninggalkan rumah-rumah yang pilar dan dindingnya tidak kokoh lagi sehingga sudah tidak layak dihuni dan rentan terhadap bencana gempa susulan selanjutnya.

Bab 2. Perumusan Masalah

Menurut Mogi (1967) pola umum terjadinya gempabumi dibedakan dalam 3 (tiga) jenis, yaitu:

d. Tipe I, yaitu gempabumi utama (main shock) yang tanpa didahului gempa pendahuluan (fore shock), tetapi diikuti dengan banyak gempabumi susulan (aftershock). Gempabumi tipe ini biasanya terjadi di daerah yang mempunyai medium homogen dengan stress yang bekerja hampir merata (uniform). Sebagian besar gempabumi tektonik yang terjadi di bumi tergolong jenis ini. e. Tipe II, gempabumi yang terjadi pada tipe ini didahului adanya gempa-gempa

pendahuluan (fore shock) dan kemudian diikuti gempa susulan yang cukup banyak jumlahnya. Tipe ini terjadi pada daerah dengan struktur batuan/medium yang tidak seragam dan distribusi stress yang bekerja tidak seragam.

f. Tipe III, yaitu gempabumi dimana tidak terdapat gempa utamanya (main shock), biasanya dikenal sebagai “swarm”. Gempa jenis ini mempunyai ciri khas frekuensi terjadinya gempa naik dan distibusi magnitude gempanya relatif seragam/sama atau dengan kata lain tidak terdapat gempa utama. Gempabumi tipe ini terjadi dalam daerah yang terbatas,biasanya terdapat

(49)

didaerah gunung api baik yang masih aktif maupun yang sudah tidak aktif lagi. Gempabumi “swarm” terjadi pada daerah yang tidak seragam struktur mediumnya dan stress yang bekerja terkonsentrasi pada area yang terbatas.

Jumlah gempabumi susulan dapat mencapai ratusan kali setiap hari. Jumlah ini akan menurun terhadap waktu secara cepat atau perlahan tergantung pada struktur batuan dan distribusi tegangan mekanis disekitar sumber gempabumi utama. Menurut Omori (1894) aktifitas gempabumi susulan menurun terhadap waktu dan di gambarkan dengan formula Omuri sebagai berikut:

n(t) = K / (t+c)

n(t) = jumlah gempabumi susulan per satuan waktu. t = waktu dalam hari setelah gempabumi utama. K,c = konstanta.

Bab 3. Tinjauan Pustaka

Daerah terjadinya gempabumi susulan ialah disekitar lokasi sumber gempa utama. Lokasi penyebaran sumber gempabumi susulan berkaitan dengan luas bidang sesar gempabumi yang bersangkutan.(Abe, 1975 ; Kanamori, 1977). Rentetan gempabumi susulan tersebut dapat dianggap sebagai suatu mekanisme untuk mencapai keadaan kesetimbangan baru disekitar gempabumi utama, setelah terjadinya pelepasan energi yang sangat besar dalam waktu yang singkat ( Purwana, dkk, 1995).

3.1 Tektonik Sumatra

Sumber gempa Tektonik di Aceh dan Nias merupakan segmen (gempa bumi) paling utara pada Zona subduksi Sumatera, yang membentang sampai ke Selat Sunda dan berlanjut hingga Selatan Pulau Jawa. Khusus di pantai barat Sumatera terdapat 6 Zona Subduksi yang sangat berpotensi sebagai gempa besar

(50)

yang biasanya diikuti tsunami, yaitu segmen Simeulue, Nias, kepulauan Batu, Siberut, Sipora, Pagai, dan Bengkulu.

Subduksi ini mendesak lempeng Eurasia di bawah Samudera Hindia ke arah Barat laut di Sumatera dan Frontal ke utara terhadap Pulau Jawa, dengan kecepatan pergerakan yang bervariasi. Puluhan hingga ratusan tahun dua lempeng itu saling menekan. Namun lempeng Indo-Australia dari selatan bergerak lebih aktif.

Pergerakannya yang hanya beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter per tahun ini memang tidak terasa oleh manusia. Karena dorongan lempeng Indo-Australia terhadap bagian Utara Sumatera kecepatannya hanya 7,3 cm per tahun. Sedangkan yang di bagian Selatan nya 6 cm pertahun. Pergerakan lempeng di daerah barat Sumatera yang miring posisinya ini lebih cepat dibandingkan dengan penyusupan lempeng di Selatan jawa.

Akibat dorongan lempeng Indo-Australia tersebut, Pulau Sumatera terbelah menjadi dua bagian yang memanjang. Patahan yang terbentuk itu sangat populer disebut sebagai patahan Semangko yang merupakan generator gempa merusak didaratan Sumatera. Belahan Sumatera yang kecil di bagian barat daya bergerak ke barat laut, berlawanan dengan belahan yang besar di timur laut.

Selama puluhan sampai ratusan tahun, tekanan lempeng Samudera Hindia ini akan terus meningkat sampai melampaui kekuatan elastisitas batuan sehingga batuan di bawah nya akan runtuh dan bergeser secara tiba-tiba. Bila ini terjadi, maka timbul gempa bumi. Sehingga aktivitas lempeng baru diketahui ketika terjadi gempa. Karena sesungguhnya gempa merupakan petunjuk adanya bagian dari batuan di tempat pertemuan lempeng yang tidak mampu lagi menahan tekanan, pada saat itu batuan tersebut patah.

(51)

Gambar 1. Zona tumbukan Lempeng Indo Australia dengan Eurasia (National Geografi Indonesia, Desember 2005).

Gambar 2. Lempeng Indo Australia dan Eurasia ( Muzli, 2005 ).

3.2 Perhitungan prediksi peluruhan gempa susulan

Mogi (1963) mengembangkan rumus hubungan antara frekuensi harian gempa bumi susulan dengan waktu yang berlangsung kurang dan lebih dari 100 hari. Kedua rumusan ini menunjukkan penurunan frekuensi secara eksponensial.

(52)

Untuk t > 100 hari ( Mogi-2) :

n(t) = n0 e

Untuk t < 100 hari (Mogi-1)

-pt

n(t) = n0 e-h

n0

h,p = konstanta

= rata-rata kejadian gempabumi susulan dalam satu hari.

t = waktu dalam hari setelah gempabumi utama.

Biasanya harga p mendekati harga 1, yang menunjukkan bahwa aktivitas gempabumi susulan menurun secara hiperbolis.

Utsu (1961) mengemukakan formula tentang hubungan frekuensi gempabumi susulan n(t) dan waktu setelah gempabumi utama y yang sedikit berbeda yakni :

n(t) = K/( t+c)p

persamaan ini merupakan modifikasi dari persamaan Omori dan biasa disebut

(53)

Omori : n(t) = c t K + t K K c t n 1 ) ( 1 + = Y A B X Mogi 1 : n(t) = a . t-b

log n(t) = log a – b log t

Y A B X Mogi 2 : n(t) = a . e-b.t ln n(t) = ln a – b.t Y A B X Utsu : n(t) = a. [t + 0.01]-b

(54)

log n(t) = log a – b log [t+0.01]

Y A B X Dengan memakai Regresi Linier :

Formula : Y = A + B X B =

[

] [

][ ]

[

₂

] [ ]

2

∑

− − X X n Y X XY n A =

[

]

n X B Y

∑

−

∑

3.3 Perhitungan nilai karakteristik seismic

Dari data yang sama juga dapat dihitung nilai b dengan persamaan Log n (M) = a-bM

• Dimana n(M) menunjukkan jumlah gempa bumi dengan magnitude antara M dan M+dm

• Harga a: secara khusus bergantung pada periode pengamatan karena itu dapat dianggap sebagai suatu indek dari aktivitas seismic rata2 untuk daerah seismik tersebut. Konstanta a bergantung pula pada ukuran(luas)daerah yang diamati dan pada tingkat aktivitasnya

(55)

Harga b: tidak tergantung secara teoritis pada periode pengamatan, dan dapat dianggap sebagai suatu parameter karakteristik untuk masing-masing daerah seismik.

Bab 4. Tujuan Penelitian

Penelitian prediksi peluruhan gempa bumi susulan bertujuan untuk : 4. Mempelajari pola gempa susulan di masing-masing zona kegempaan di Aceh 5. Menghitung nilai karakter seismik pada zona-zona kegempaan di Aceh 6. Memperkirakan magnitude gempa susulan.

Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang lebih komprehensif terhadap kegempaan dan dengan memahami karakteristik batuan maka dapat diketahui potensi bahaya seismisitasnya.

Hasil penelitian ini juga diharapkan dapat berkontribusi positif terhadap sains dan teknik yang terkait dengan studi kegempaan untuk mitigasi gempa, serta dapat membuka cakrawala baru bagi penelitian pemantauan gempa di masa mendatang.

Bab 5. Metode Penelitian 5.1 Lokasi Penelitian

Data Gempa bumi susulan per 10 hari dari tanggal 26 Desember 2004 s/d 13 juni 2005 yang di download dari situs USGS. Magnitude 1-9. latitude 15.000N-1.000N dan Longitude 100.000E-90.000E

Data frekuensi Gempabumi susulan diperoleh dari data USGS 26 Desember 2004 sampai 13 Juni 2005. Banyak nya event dijumlahkan dalam per sepuluh hari. Gempa susulan yang ditimbulkan gempa utama membuat gempa susulan terkelompok menjadi empat zona, yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4. kemdian masing masing zona di buat model peluruhannya

(56)

5.2. Alat dan Bahan

Adapun peralatan yang digunakan dalam melakukan penelitian ini dapat dilihat pada Tabel 1 di bawah ini.

Tabel 1 Alat dan Bahan Penelitian

5. Software 1 buah

6. Modem 1 unit

7. Komputer 1 unit

5.3 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian dibagi dalam tiga tahap yaitu : Tahap Studi Pendahuluan, pembuatan peta sederhana, dan pengolahan data

Gambar 4. Diagram Alir Penelitian Mulai

Pembuatan peta sederhana

Pengumpulan data gempa susulan selama 6 bulan

Pengolahan data prediksi untuk gempa susulan

Perbandingan data model vs data real

(57)

Bab 6. Hasil dan pembahasan

6.1 Perhitungan Peluruhan Gempa Susulan

Data frekuensi Gempabumi susulan diperoleh dari data USGS 26 Desember 2004 sampai 13 Juni 2005. Banyak nya event dijumlahkan dalam per sepuluh hari. Gempa susulan yang ditimbulkan gempa utama membuat gempa susulan terkelompok menjadi empat zona, yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4. kemudian masing masing zona di buat model peluruhannya.

Gambar zona 1, 2, 3 dan 4 (merah, hijau, biru dan biru muda) 6.1.1 Pola peluruhan pada zona 1

Omori

persamaannya adalah :

n(t)=1162,4437/(t + 0,046181), std=5,4

Mogi 1

n(t)=1448,2669*(t ^- 1,044), std=3,9313

dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari) dengan n(t) = 1, t =2,92 tahun.

(58)

Mogi 2

n(t)=66,392*e ^(-0,01532*t), std=18,479

Utsu

n(t)=1450,3315*(t+0,01)^-1,0442, std=3,9331

6.1.2 Pola peluruhan pada zona 2 Omori

n(t)=1629,971/(t + 14,779), std=61,957

Mogi 1

n(t)=2942,1151*(t ^- 1,154), std=27,615

Mogi 2

n(t)=87,1403*e ^(-0,015693*t), std=59,176

(59)

Utsu

n(t)=2946,4237*(t+0,01)^-1,1543, std=27,578

n(t)=1320,0427/(t + 15,2922), std=15,448

Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari) dengan n(t) = 1, t =3,57 tahun.

Mogi 1

n(t)=752,0189*(t ^- 0,90611), std=6,8962

Mogi 2

n(t)=50,3762*e ^(-0,012989*t),std=17,286

Utsu

n(t)=752,9163*(t+0,01)^-0,90634, std=6,8875

(60)

Mogi 1

n(t)=4300,3163*(t ^- 1,2613), std=154,55, std (t=50) = 2,1671

Mogi 2

n(t)=114,1333*e ^(-0,019568*t), std=152,07, std (t=50) = 6,4308

Utsu

n(t)=4308,258*(t+0,01)^-1,2617, std=154,55, std (t=50) = 2,1691

7.1 Kesimpulan

6. Peluruhan Gempa susulan Aceh untuk Zona 1 akan berakhir selama 2,92 tahun dari waktu gempa utama. Untuk Zona 2, 3 dan 4 sedang dalam proses. • Pada zona ke empat, pola peluruhan Gempa susulan Aceh baru terlihat pada

saat t=50.

• Perhitungan untuk zona 1 nilai b=0,94 yang berarti daerah ini termasuk zona seismik aktif meskipun gempa gempa besar relatif sedikit.

(61)

• Frekuensi kedalaman gempa terbanyak ada pada kedalaman 30 km. diduga pada kedalaman ini merupakan lapisan moho. Di sumatera diperkirakan lapisan moho pada kedalaman 30-40km (M.Humam, 1994 dan Agoes lukman, 1999).

7.2 Rekomendasi

• Hasil perhitungan dari penelitian ini dapat dijadikan prediksi awal peluruhan gempa susulan pada gempa utama yang terjadi dimasa depan.

• Zona-zona perhitungan gempa bisa diperkecil luas wilayahnya sehingga bisa memberikan nilai b (karakter seismik) yang lebih detail

• Dari nilai b pada area yang lebih detail bisa dijadikan peta zona kegempaan yang lebih detail

8. Ucapan Terimakasih

Penyelesaian penulisan ini tidak terlepas dari dukungan dan bantuan banyak pihak, yang telah memberikan kontribusi ilmiah, moril dan materiil baik secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dengan tulus hati, penulis ucapkan banyak terima kasih kepada :

1. Nurul dan Luna (Isteri dan anak dari Penulis utama) 2. Ayah dan Ibu dari penulis utama

3. Keluarga besar dari anggota penelitian ini

4. Ketua dan para karyawan lembaga penelitian Unsyiah 5. Semua pihak yang telah membantu

9. Daftar Pustaka

• Abe.K., Reliable estimation of seismic moment of large earthquake, journal of phyciscs of the Earth, vol. 23 (1975), pp. 381-390.

• Agoes luqman, 1999, Studi Seismotektonik dan Perkiraan Struktur Bawah Permukaan Daerah Sidikalang (Sumatera Utara, Tugas akhir.

• Kanamori, H., The energy release in great earthquake, jour. Geop. Res., vol. 82, no. 20 (1977) pp. 2981-2987.

(62)

• Mogi K, Earthquake and fractures, Tectonophhysics, vol. 5, no. 1 (1967), pp. 35-55.

• Mogi. K., on time distribution of after-shocks accompanying the recent major earthquakes in and near japan, Bull. Earthquake Res. Inst., vol. 40 (1963). Pp. 107-124.

• Muzli, 2005, Lempeng Indo Australia

• Muhammad Humam, 1994, Studi Monografi Daerah Sumatera Utara Berdasarkan Data Gelombang P. Tugas akhir

• Omori. F, On the aftershocks of earthquakes, jour. Coll. Sci. Univ. of Tokyo, vol. 7 (1894) pp. 111-200

• USGS:http://usgs.neic.

• Utsu, T, A statistical study on the occurrence of aftershocks, Geophys. Mag. Vol. 30 (1961).

10. Lampiran

Gambar 1. Penyebaran gempa susulan 26 Desember 2004 sampai 4 Januari 2005 (10 hari ke 1).