SEISMISITAS VERSUS ENERGI RELEASE
(Studi Kasus Gempa Bumi per Segmen Patahan Wilayah SulSelBar tahun 2016-2017) Oleh : Marniati.S.Si,MT
Firdaus Muhiddin.S.Si
Seimisitas dan Energi Release
Seismisitas adalah jumlah kejadian gempa dalam kurun waktu tertentu yang menggambarkan tingkat keaktifan seismic atau kegempaan suatu wilayah. Dalam pemahaman masyarakat umum yang memahami kejadian gempa bumi sebagai sebatas kejadian alamiah yang dapat menimbulkan bencana, seismisitas menjadi ukuran utama untuk menunjukkan kerawanan suatu wilayah terhadap ancaman adanya gempa bumi yang dapat menimbulkan bencana. Jika dikaji lebih jauh hal tersebut tidaklah sepenuhnya benar, karena ternyata suatu wilayah dengan tingkat seismisitas rendah bisa tergenerate suatu gempa bumi besar dari sebuah akumulasi energy yang besar yang tersimpan dalam jangka waktu yang relative lama mengakibatkan bencana yang lebih besar dampaknya ketimbang wilayah dengan seismisitas yang lebih tinggi atau lebih aktif. Sebagai contoh kota Palu adalah salah satu daerah seismic yang paling aktif namun kejadian gempa merusak relatif cukup sedikit frekwensi maupun intensitasnya dibandingkan misalnya dengan daerah pangandaran atau pesisir selatan pulau jawa dengan seismistas yang relative lebih rendah tetapi kejadian gempa merusak dengan intensitas yang lebih besar relative lebih sering terjadi.
Hal tersebut menunjukkan bahwa selain seismisitas, ada parameter lainnya yang tak kalah pentingnya untuk menggambarkan dan memahami secara utuh tingkat kerawanan suatu wilayah terhadap ancaman gempa bumi. Berangkat dari pemahaman gempa bumi tidak saja sebatas kejadian alam yang dapat menimbulkan bencana, tetapi lebih jauh dari itu gempa bumi adalah sebuah fenomena release energy atau pelepasan energy potensial dari dinamikan endogen yang terjadi di dalam perut bumi. Dinamika endogen yang dimaksud adalah aktivitas pergerakan sesar atau patahan yang terjadi antar lempeng (interplate) yang mengenerate gempa dengan beban energy yang relative besar dan aktivitas pergerakan sesar atau patahan yang ada dalam lempeng (intraplate) yang relative mengenerate gempa dengan energy yang relative kecil. Dari defenisi tersebut maka menjadi penting untuk mengetahui Energi Release dari sebuah gempa dan lebih jauh lagi energy release dari setiap segman patahan dalam kurun waktu tertentu.
Segmentasi Sesar Daerah SulSelBar
Daerah Sulawesi Selatan dan Barat dilewati oleh beberapa struktur sesar intraplate yang terdiri dari struktur sesar utama dan beberapa struktur sesar mikro yang merupakan pecahan dari struktur utama tersebut. Setidaknya ada 11 struktur sesar utama terdiri dari 5
struktur sesar yang melewati daratan SulSelBar dan 6 struktur sesar yang membelah wilayah perairan Selat Makassar.
Kelima struktur sesar yang terdapat didaratan SulSleBar tersebut di antaranya Sesar Matano yang membelah perbatasan Sulawesi Selatan Tengah dan Tenggara membentang dari arah Barat Laut ke tenggara di sepanjanng perbatasan Sulawesi Selatan dan Tengah hingga ke perbatasan Sulawesi Tenggara. Berikutnya Sesar Terusan Palu-Koro dari Luwu utara ke selatan hingga ke Teluk Bone. Kemudian Sesar Walanae yang membentang dari Mamuju relative ke tenggara membelah kabupaten Pinrang, Bone, Sinjai hingga ke Selayar. Lalu sesar mikro Pasangkayu yang merupakan jalur penunjaman local ke arah timur hingga tenggara di Mamuju dan Sesar Saddang dan terusannya yang merupakan jalur penunjaman local ke arah timur hingga tenggara yang membelah Kabupaten Tana Toraja, Enrekang, Sidrap dan sekitar Danau Tempe.(Kertapati,1985 dan Van Leuwen,1994)
Adapun Sesar yang membelah perairan Selat Makassar dominan sebelumnya relatif sdh tidak aktif namun beberapa tahun terakhir menunjukkan peningkatan aktivitas diantarnya Sesar Patenosfer yang merupakan terusan Adang Fault yang ada di Kalimantan dan sebuah Strike Slip Fault yang terdapat di North Makassar Basin dan di Dasar North Makassar Basin sendiri terdapat sesar yang tergolong Unspecified Fault namun dominan kecenderungannya strike slip Fault. Kemudian di South Makassar Basin terdapat 1 strike slip Fault dan Sea Floor Spreading (pemekaran dasar laut) di sebelah barat Kota Makassar yang bergerak ke arah timur dan barat serta Unspesified Fault yang ad di bagian Selatan SMB. (Kertapati,1985)
Energi Release
Energi Release adalah Besaran Fisis yang menunjukkan jumlah Energi yang dilepaskan dari sebuah event gempa yang digenerate sebagai akibat akumulasi energy yang tersimpan selama pergerakan di sepanjang bidang patahan hingga mencapai batas elastisitas material batuan menuju kesetimbangan baru. Energi Release ini sangat dipengaruhi oleh mekanisme pergerakan sesar karena terkait dengan jumlah momen gaya yang bekerja dalam sebuah system kesetimbangan gerak. Dalam kajian kegempaan mekanisme sumber atau focal mechanisme, gempa digenerate oleh gerak 2 blok massa batuan yang bergerak di sepanjang bidang patahan dengan kemiringan tertentu terhadap bidang datar dalam arah horizontal dan vertikal. Sehingga secara teoritik besarnya energy yang dilepaskan oleh sebuah gempa sebanding dengan besarnya massa blok batuan yang bergerak dan percepatan tanah maksimum yang menghasilkan resultan gaya dalam system geometry patahan yang menyebabkan pergeseran di sepanjang bidang patahan. Semakin besar pergeseran yang terjadi semakin besar pula energy yang di release. Sehingga dapat disimpulkan 3 parameter utama yang menentukan besarnya release energy sebuah gempa yaitu massa blok batuan dari segmen patahan yang bergerak yang merupakan besaran skalar, percepatan tanah dan pergeseran tanah yang merupakan besaran vector.
Dalam prakteknya, untuk mengukur release energy dari sebuah event gempa ketiga parameter tersebut dapat dihitung. Massa blok batuan dihitung dengan pendekatan dari nilai kerapatan batuan dikali volume blok batauan yang bergerak yang adalah kedalaman gempa dikali luasan permukaan blok batuan. Percepatan tanah dapat dihitung dari pengolahan data accelerogram dan pergeseran tanah dapat diukur dengan GPS.
Pada sisi yang lain, para ilmuwan Geofisik telah menemukan beberapa Formula Empirik yang dapat digunakan untuk menghitung besaran Energi Release di antaranya hubungan antara energy dengan magnitude body yang dirumuskan :
LOG E = 4.78 + 2.57 mb
Selain Formula tersebut terdapat juga formula yang merumuskan hubungan antara Energi dengan Magnitude Lokal yang menggunakan Amplitude Gelombang Permukaan dalam perhitungan Magnitudenya yang dirumuskan :
LOG E = 4.8 + 1.5 Ms
Formula yang kedua ini relative lebih cocok digunakan untuk menghitung gempa gempa local terlebih gempa dangkal.
SEISMISITAS DAN ENERGI RELEASE PER SEGMEN PATAHAN SULSELBAR 2016 DAN 2017
Untuk menggambarkan pentingnya memperhitungkan Energi Release per segmen patahan dalam memahami potensi dan tingkat kerawanan suatu wilayah terhadap ancaman gempa bumi berikut ini kami kemukakan beberapa hasil perhitungan seismisitas beserta release energinya per segmen patahan wilayah Sulawesi selatan dan barat di tahun 2016 dan tahun 2017.
1. Sesar Walanae seismisitas lebih aktif di tahun 2017 dibanding tahun 2016 tetapi Energi Releasenya lebih besar di tahun 2016 daripada di tahun 2017.
2. Sesar Pasang Kayu seismisitas relative lebih aktif di tahun 2016 tetapi release Energinya relative sama dengan tahun 2017.
3. Sesar Terusan Saddang seismisitas dan Release Energinya relative lebih besar di tahun 2016 dibanding tahun 2017.
4. Sesar Matano seismisitas dan Release Energinya relative lebih besar di tahun 2017 dibanding tahun 2016.
5. Sesar Terusan Palu-Koro relative lebih aktif ditahun 2017 dibanding tahun 2016. 6. North Makassar Basin (NMB) seismisitas lebih aktif di tahun 2016 akan tetapi
Realease Energinya relative lebih besar di tahun 2017.
7. Strike Slip di NMB seismisitasnya relative sama tetapi Release Energinya lebih besar di tahun 2017 ketimbang di tahun 2016.
8. Sesar Patenosfer di NMB seismisitasnya relative lebih aktif di tahun 2016 tetapi release energinya hanya sedikit lebih besar di 2016 dibanding 2017.
9. Strike Slip di South Makassar Basin (SMB) seismisitasnya lebih aktif di 2017 tetapi release Energinya lebih besar di tahun 2016 dibanding 2017.
10. South Makassar Basin relative seismisitas dan Release Energinya sama di tahun 2016 dan 2017.
11. Sea Floor Spreading di SMB Seismisitas dan Release Energinya lebih aktif dan lebih besar di tahun 2017 dibanding 2016.
Dari kesebelas poin tersebut di atas, ada 4 poin menarik untuk dicermati di antaranya Poin 1 bahwa walaupun seismisitas di sesar walanae relative lebih aktif di tahun 2017 yaitu 29 event di 2017 berbanding 22 event di 2016 tetapi release energinya lebih besar di tahun 2016 ketimbang 2017. Hal ini disebabkan oleh kualitas sebaran Magnitude gempa yang relative lebih besar di tahun 2016 ketimbang 2017. Demikian halnya Sesar Pasang Kayu yang merupakan jalur subduksi lokal seismisitas relative lebih aktif di tahun 2016 tetapi release energinya relative sama dengan tahun 2017. Berikutnya di North Makassar Basin seismisitasnya lebih aktif di 2016 akan tetapi release energinya relative lebih besar di tahun 2017. Juga di Strike Slip yang ad di NMB seismisitasnya relative sama tetapi release energinya lebih besar di tahun 2017 daripada di tahun 2016.
Secara umum terlihat bahwa seismisitas di Sulawesi Selatan dan Barat serta wilayah perairan Selat Makassar ditahun 2016 relatif lebih tinggi yakni sekitar 158 events dibanding ditahun 2017 sekitar 150 events tetapi release Energi yang terjadi lebih besar di tahun 2017 dengan total energy yang dilepaskan sekitar 1.348E+14 erg dibanding tahun 2016 dengan total energy 3.525E+13 erg. Ini sekali lagi menunjukkan bahwa seismisitas yang tinggi tidaklah menjadi ukuran utama potensi kerawanan bencana gempa bumi suatu wilayah. Namun tidak dipungkiri peningkatan aktivitas seismic suatu zona patahan menjadi warning untuk peningkatan kewaspadaan akan adanya ancaman gempa bumi merusak terlebih jika gempa gempa kecil menjadi foreshock dari sebuah gempa bumi besar (Main Shock) yang kemudian diikuti dengan Aftershock atau gempa susulan.
Pada sisi yang lain fakta tersebut, bisa menjadi hipotesa awal untuk mengexaminasi teori kegempaan “Bola Kempes” bahwa banyaknya gempa gempa kecil pada suatu zona patahan akan menguras energy yang tersimpan dalam system gerak patahan tersebut sehingga mereduksi potensi terjadinya gempa besar dengan asumsi jumlah potensi energy yang tersimpan dalam suatu segmen patahan adalah tetap.
TINJAUAN GEOLOGI
Frekwensi seismisitas yang terjadi pada tahun 2016 dan 2017 menunjukkan perbedaan signifikan, yang menggambarkan ada perbedaan efek gerak pada patahan regional yang terjadi pada bagian barat Pulau Sulawesi. Secara sederhana, pada bagian barat Sulawesi terdapat perbedaan arah gerak yaitu :
(1) relatif ke arah baratlaut-utara (2) relatif ke arah tenggara-selatan.
Perbedaan ini merupakan ciri aktifitas patahan regional yang terdapat di Lengan Selatan regional Pulau Sulawesi, yaitu patahan regional Palu-Koro; Wanalane; Matano-Lawanopo. Patahan regional ini termasuk aktif.
NMB. Gerak sinistral patahan Palu Koro relatif lemah ke arah tenggara - selatan, dapat disebabkan oleh kehadiran batuan vulkanik kuarter dan dibanding gerak relatif sangat aktif ke arah baratlaut - utara yang melewati batuan sedimen, aliran lava, tufa- dan imbasan geraknya menimbulkan patahan lokal Majene-Mamuju. Pelurusan Palu Koro ke arah utara melewati NMB.
Sistem gerak relatif patahan Palu Koro dan Patahan Matano-Lawanopo, menimbulkan imbasan gerak relatif yang terjadi pada Patahan Toraja.
SMB. Gerak sinistral Walanae relatif bergerak ke arah baratlaut menerus ke selat Makassar dan timur- tenggara menerus hingga sisi timur Pulau Selayar.
Gerak Patahan regional menghasilkan imbasan gaya yang terekam pada patahan lokal dapat menimbulkan perbedaan seismisitas dan energy.
