ANALISIS SINYAL SEISMIK
GUNUNGAPI MERAPI BERDASARKAN IDENTIFIKASI
GEMPA MULTIPHASE SEBELUM DAN SESUDAH
LETUSAN 14 JUNI 2006
Disusun Oleh:
HERLINA TRI WULANDARI
NIM M 0206042
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Fisika Pada Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Penetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini dibimbing oleh : Pembimbing I
Sorja Koesuma S.Si, M.Si NIP. 19720801 200003 1 001
Pembimbing II
Agus Budi Santoso S.Si, M.Si NIP. 19800827 2005020 1 001
Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada : Hari : Senin
Tanggal : 26 Juli 2010 Anggota Tim Penguji :
1. Darsono, S.Si, M.Si (...) NIP: 19700727 199702 1 001
2. Mohtar Yunianto, M.Si (...) NIP: 19800630 200501 1 001
Disahkan oleh: Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta
Ketua Jurusan Fisika
Drs. Harjana, M.Si, Ph.D NIP. 19590725 198601 1 001
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Analisis Sinyal Seismik Gunungapi Merapi Berdasarkan Identifikasi Gempa Multiphase Sebelum Dan Sesudah Letusan 14 Juni 2006
Oleh :
Herlina Tri Wulandari M0206042
Saya dengan ini menyatakan bahwa isi intelektual skripsi ini adalah hasil kerja saya dan sepengetahuan saya, hingga saat ini skripsi ini tidak berisi materi yang telah dipublikasikan dan ditulis oleh orang lain, atau materi yang telah diajukan untuk mendapatkan gelar di Universitas Sebelas Maret Surakarta maupun di lingkungan perguruan tinggi lainnya, kecuali yang telah dituliskan dalam daftar pustaka skripsi ini. Semua bantuan dari berbagai pihak baik fisik maupun psikis, telah saya cantumkan dalam bagian ucapan terimakasih skripsi ini.
Surakarta, Juni 2010 Penulis
ANALISIS SINYAL SEISMIK GUNUNGAPI MERAPI BERDASARKAN IDENTIFIKASI GEMPA MULTIPHASE SEBELUM DAN SESUDAH
LETUSAN 14 JUNI 2006
HERLINA TRI WULANDARI
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta
ABSTRAK
Gunungapi Merapi merupakan gunungapi tipe strato dengan kubah lava, Gunungapi Merapi ini terletak di perbatasan D.I. Yogyakarta, kabupaten Magelang Boyolali dan Klaten. Posisi geografisnya terletak 7°32’30”S dan 110°26’30”E. Pada saat aktivitas pembentukan kubah lava Gunungapi Merapi biasanya ditandai dengan peningkatan gempa multiphase yang merupakan penanda mulai adanya distribusi magma dari bawah menuju ke permukaan. Oleh sebab itu dilakukan penelitian analisis sinyal seismik gunungapi merapi berdasarkan identifikasi gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan 14 Juni 2006. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis identifikasi dari gempa multiphase yang terjadi sebelum dan sesudah letusan dari parameter-parameter gempa secara seismik terhadap pengaruh aktivitas Gunungapi Merapi, yang dikaji berdasarkan analisis power spektrum serta respons spectra dari sinyal gelombang gempa multiphase yang dapat digunakan untuk menentukan pengaruh sumber mekanisme letusan dengan tingkat heterogenitas batuan.
Berdasarkan analisis identifikasi dari gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan dengan menggunakan parameter dari gempa multiphase didapatkan hasil sebagai berikut: Bulan maret besarnya frekuensi 1,054–3,858 Hz; power spektrum ±8-89MSA; jumlah gempa mutiphase 1.158 kali; emergen time 1,781 detik; besarnya A/D 0,8478, sedangkan magnitudo ± 0,471 SR. Bulan September didapatkan kalkulasi frekuensi 1,755 – 4,713 Hz; power spektrum
MSA
67 12
-± ; jumlah gempa 1.474 kali; emergen time 2,492 detik; magnitudo 0,779 SR sedangkan nilai A/D 0,364.
SEISMIC SIGNAL ANALYSIS OF MERAPI VOLCANO BASE ON IDENTIFICATION BEFORE AND AFTER JUNE 14, 2006 ERUPTION
HERLINA TRI WULANDARI
Department of Physics. Mathematic and Science Faculty. Sebelas Maret University
ABSTRACT
Merapi volcano is a strato volcano with lava dome of Mount Merapi which located on the border at Yogyakarta, Magelang, Boyolali and Klaten.. Geographical located 7 ° 32'30 "S and 110 ° 26'30" E. Increasing Merapi activities usually characterized by increasing multiphase earthquake which show sign of magma distribution from below onto the surface of Mount MerapiResearch of seismic analysis of merapi volcano base on identification before and after june 14, 2006 eruption. This study to analyze the identification of multiphase earthquake which occurred pre-eruption phase and the phase of full eruption of earthquake parameters to the effects of seismic activity of Mount Merapi, which is analyzed by power spectrum analysis and response spectra of seismic wave signal that can be used for multiphase determine the influence of the source of the eruption mechanism with the degree of heterogeneity of rock
Base on the analysis of multiphase earthquake for the identification of before and after eruption by using the parameters of multiphase earthquake showed that: March frequency 1,054–3,858 Hz; power spectrum ±8-89MSA; the multiphase earthquake statistics of 1.158 times; emergen time 1,781 seconds; A/D 0,8478; magnitude ± 0,471 SR. September frequency 1,755 – 4,713 Hz; power spectrum ±12-67MSA; multiphase earthquake statistics of 1.474 times; emegen time 2,492 seconds; magnitude 0,779 SR and A/D 0,364.
MOTTO
- Satu-satunya yang akan kita sesali dalam hidup ini kita tidak berani mengambil resiko, jika kita mempuyai kesempatan untuk meraih kebahagiaan maka raihlah dan wujudkan kebahagiaan itu dengan kedua tangan kita, meskipun seberapa resiko yang kita hadapi (Sri drajat W.U). - Sesuatu yang bermula dari nol akan mencapai puncaknya, jika ada
kemauan dalam diri untuk mengembangkan semua itu, ikuti kata hatimu karena itu adalah pilihan yang terbaik (Luna Try).
- Jangan menyesali akan masa lalu, buatlah pelajaran berharga dari masa lalu itu untuk masa depanmu, walau kamu pernah jatuh kedua kalinya (Novie Yoon Hye).
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdullilah pada Allah SWT aku ucapkan,
Dan dengan segala kerendahan hati ku persembahkan karyaku ini kepada...
Ayahanda dan Ibunda yang telah melahirkanku, membesarkanku,
menyekolahkanku, membimbingku, mendidikku, menasehatiku menuntunku, mengarahkanku, melindungiku, mencintaiku, menyayangiku, dan memberikan semua yang terbaik untukku.
Kakakku: Drajat, Christian, Adik-adikku: Anto’, Mahendra
yang telah berbagi semuanya, tanpa kalian aku tidak dapat memaknai hidup ini.
Sahabat-sahabat terbaikku, Seseorang yang berada dalam relung jiwa ku memberi semangat dalam setiap langkah ku.
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb.
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala limpahan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan skrispsi dengan judul ” Analisis Sinyal Seismik Gunung Api Merapi Berdasarkan Identifikasi Gempa Multiphase Sebelum Dan Sesudah Letusan 14 Juni 2006” dengan baik dan lancar.
Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh guna meraih gelar Sarjana Fisika pada Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Melalui penyusunan skrispi ini diharapkan dapat menambah wawasan, pengetahuan dan pengalaman bagi penulis, sehingga dapat menjadi bekal saat terjun di dunia kerja.
Selesainya skripsi ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan berbagai pihak. Karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih sebesar-besarnya pada:
1. Segenap pimpinan Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Bapak Drs. Harjana, M.Si, PhD selaku Ketua Jurusan Fisika Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta
3. Drs. Subandriyo, M.Si selaku Kepala BPPTK Yogyakarta.
4. Ibu Sri Sumarti, selaku Kepala seksi Gunung Merapi BPPTK Yogyakarta.
5. Bapak Sorja Koesuma, S.Si, M.Si selaku Pembimbing Akademik serta Pembimbing I Skripsi.
6. Bapak Agus Budi Santoso, S.Si, M.Si selaku Pembimbing II Skripsi. 7. Mas Febri, Erni, Ida atas canda tawa selama di BPPTK dan
kebersamaan yang terjalin selama 2 bulan.
8. Seluruh staff kantor Balai Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi Kegunungapian (BPPTK) Yogyakarta atas bantuan dan sambutan yang sangat ramah selama kami penelitian disana
9. Keluargaku, Ayah, Ibu, Serta Kakak dan Adik-adikku yang selalu memberikan dukungan dan Do’a kalian semua permata dalam hatiku. 10. Sahabat seperjuanganku: Fajriyah yang telah berjuang besama dari magang hingga tugas akhir ini, Mbak Dwi” Belatrik”, Ryanti” Pao-pao”, Sari”Sarinah”,Mbak Leti” Mentri” atas canda, tawa dan sikap berbagi selama 4 tahun yang melewati semuanya denganku.
11. Keluarga besar OGe, jurusan Fisika FMIPA UNS Angkatan 2006, atas persahabatan dan kekeluargaan yang menyenangkan. OGe AyE. 12. Ridho chan, Novie Yoon Hye yang telah memberiku semangat
selama ini, Nanang, Suryono, Pak Korti, Ardy, Dedek,Ika makasih atas semuanya.
13. Rekan-rekan mahasiswa Fisika Universitas Sebelas Maret: Angkatan’05, ’07,’08,’ 09.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan ilmu dalam penyusunan skripsi ini, oleh karena itu penulis berharap dengan kekurangan dan keterbatasan itu, skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta, Juli 2010
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ... i
HALAMAN PENGESAHAN ... ii
HALAMAN PERNYATAAN ... iii
HALAMAN ABSTRAK ... iv
HALAMAN ABSTRACT ... v
KATA PENGANTAR ... vii
DAFTAR ISI ... ix
DAFTAR TABEL ... xi
DAFTAR GAMBAR ... xii
DAFTAR LAMPIRAN ... xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ... 1 1.2 Perumusan Masalah ... 2 1.3 Batasan Masalah ... 3 1.4 Tujuan Penelitin ... 3 1.5 Manfaat ... 3 1.6 Sistematika Skripsi ... 4
BAB II TINJUAN PUSTAKA 2.1 Gunungapi di Indonesia Dan Proses Terbentuknya ... 5
2.2 Karakteristik Gunungapi Merapi ... 7
2.3 Instrumen- instrumen Seismograf ... 8
2.3.1 Penjalaran Gelombang Seismik ... 8
2.3.2 Sensor Seismograf ... 15
2.4 Jaringan Seismik Gunung Merapi ... 15
2.4.1 Monitoring Gunung Merapi ... 15
2.4.2 Pemantauan Dengan Seismik ... 17
2.5 Gempa Vulkanik ... 19
2.4.2 Energi Gempa ... 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ... 26
3.2 Bahan Penelitian ... 26
3.3 Prosedur dan pengumpulan data ... 28
3.4 Pengolahan Data ... 28
3.4.1 Analisa Seismogram analog gempa multiphase ... 28
3.4.2 Pengolahan dari Screm 4.4 ke Orogin Pro 8.0 ... 30
3.5 Langkah Perhitungan ... 36
3.6 Prosedur Penelitian ... 38
3.7 Analisis Hasil ... 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian ... 40
4.2 Pembahasan. ... 47
4.2.1 Pengaruh Gempa Multiphase ... 47
4.2.2 Sumber Mekanisme Letusan ... 53
4.3 Kalkulasi nilai magnitudo gempa multiphase ... 57
4.4 Pengaruh Filtering terhadap tingkat distribusi magma ... ... 58
4.5 Identifikasi parameter-parameter gempa multiphase ... 64
4.5.1 Power spectrum gempa multiphase ... 65
4.5.2 Magnitudo gempa multiphase ... 69
4.5.3 Energi gempa multiphase ... 71
4.5.4 Nilai Durasi Amplitudo ... 73 4.5.5 Emergen time ... 77 4.5.6 Respons spectra ... 79 BAB V PENUTUP 5.1 Kesimpulan ... 80 5.2 Saran ... 81 DAFTAR PUSTAKA ... 82 LAMPIRAN ... 84
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Tipe-tipe gempa gunung merapi ... 21
Tabel 2. Posisi stasiun-stasiun analog di Gunung Merapi ... 26
Tabel 3. Data parameter gempa multiphase bulan maret ... 40
Tabel 4. Data parameter gempa multiphase bulan september ... 41
Tabel 5. Data frekuensi, magnitudo, energi bulan maret ... 44
Tabel 6. Data frekuensi, magnitudo, energi bulan september ... 45
Tabel 7. Data pengolahan A/D dan emergen time bulan maret ... 46
Tabel 8. Data pengolahan A/D dan emergen time bulan september ... 46
Tabel 9. Pertumbuhan kubah lava 2006 ... 48
Tabel 10. Jumlah gempa multiphase dan guguran ... 49
Tabel 11. Kalkulasi hasil frekuensi bulan maret 2006... 60
Tabel 12. Kalkulasi hasil frekuensi bulan september 2006 ... 60
Tabel 13. Nilai A/D dan magnitudo bulan maret 2006 ... 74
Tabel 14. Nilai A/D dan magnitudo bulan september 2006 ... 74
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Sebaran gunung api aktif di Indonesia ... 5
Gambar 2.2 Proses Terbentuknya Gunung Api di Indonesia ... 6
Gambar 2.3 Peta lokasi Gunung Merapi yang terletak di Jawa Tengah .. 7
Gambar 2.4 Gelombang Primer Dan Gelombang Sekunder ... 11
Gambar 2.5 Gelombang Love dan Gelombang Rayleigh ... 11
Gambar 2.6 Prinsip dasar seismometer ... 12
Gambar 2.7 Jaringan seismik Gunung Merapi ... 14
Gambar 2.8 Skema seismograf RTS Gunung Merapi ... 16
Gambar 2.9. Bentuk tipe-tipe gempa di G. Merapi. LF (low freQuency), VTB atau gempa vulkanik dangkal, VTA atau gempa vulkanik dalam, MP (multiphase) ... 17
Gambar 2.10 Gempa Vulkanik dalam yang tercatat dalam seismogram .... 19
Gambar 2.11 Gempa Vulkanik dangkal yang tercatat dalam seismogram . 19 Gambar 2.12 Guguran yang tercatat dalam seismogram ... 20
Gambar 2.13 Gempa Multiphase yang tercatat dalam seismogram ... 20
Gambar 3.1. Skema penerima stasiun sensor ... 24
Gambar 3.2. Skema Stasiun Seismik penerima ... 24
Gambar 3.3 Sampling Gempa Multiphase 20060303 ... 25
Gambar 3.4 Skala waktu tiba dalam seismogram ... 26
Gambar 3.5. Diagram Alir tahap Penelitian ... 35
Gambar 4.1 Rekaman Data Seismogram Bulan Maret 2006 ... 39
Gambar 4.2 Rekaman Data Seismogram Bulan September 2006 ... 40
Gambar 4.3 Data durasi dan App gempa multiphase, (a) Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006 ... 44
Gambar 4.4 Statistika Gempa Multiphase Bulan Februari-September ... 49
Gambar 4.5 Statistika guguran Bulan Februari-September ... 48
Gambar 4.6 Hubungan antara amplitudo dan frekuensi gempa multiphase, (a) Sebelum letusan bulan maret 2006 (b) Sesudah letusan bulan september 2006... 52
Gambar 4.7 Penyebaran tekanan ditinjau dari grafik amplitudo dan frekuensi (a) Sebelum letusan bulan maret 2006
(b) Sesudah letusan bulan september 2006 ... 52
Gambar 4.8 Grafik Residual ... 53
Gambar 4.9 Hubungan log durasi dan magnitudo ... 55
Gambar 4.10 Posisi cut off frekuensi ... 58
Gambar 4.11 Sinyal Frekuensi dan cut off Maret 2006 ... 59
Gambar 4.12 Sinyal Frekuensi dan cut off September 2006 ……… 60
Gambar 4.13 Gempa multiphase bulan Maret 2006 ... 64
Gambar 4.14. Gempa multiphase bulan September 2006 ………. 65
Gambar 4.15 Hubungan antara frekuensi dan magnitudo ... 67
Gambar 4.16 Statistik grafik energi total ... 68
Gambar 4.17 Sinyal gempa multiphase ... 72
Gambar 4.18 Amplitudo sinyal seismik ... 73
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran : Data Seimik Bulan Februari- September 2006
Lampiran : Sinyal Frekuensi Hasil Filtering Bulan Februari- September 2006
BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dalam dunia pendidikan semakin pesat dan seakan terus dituntut untuk selalu meningkatkan mutu baik secara kualitas maupun kuantitas. Pengaruh sains terutama masalah kegempaan tidak diragukan lagi peranannya dalam kehidupan sehari-hari. Tingkat intensitas kegempaan yang sering terjadi akhir-akhir ini menuntut untuk lebih mengembangkan lagi studi dengan jalur kasus kegempaan.
Salah satu penerapan studi sains terutama masalah gempa dan aplikasinya tertuang dalam Geofisika. Geofisika adalah ilmu yang mempelajari tentang bumi dengan menggunakan prinsip fisika. Secara khusus perkembangan ilmu geofisika sebagian mengarah ke teknologi, dalam teknologi dibutuhkan teknik-teknik mengukur yang menggunakan metode analisis parameter-parameter gempa terutama gempa vulkanik yang sering terjadi di Gunungapi.
Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki potensi kegempaan yang tinggi baik itu berasal dari gempa tektonik yang terjadi akibat pergeseran lempeng tektonik maupun gempa yang berasal dari kegiatan vulkanik. Di samping itu Indonesia merupakan daerah yang bersifat tektonik aktif. Hal ini dilihat dari jumlah gunungapi aktif yang ada di Indonesia, sekitar 15% gunungapi aktif yang ada di dunia berada di wilayah Indonesia (±129 buah gunungapi). Sehingga perlu dilakukan pemantauan berkala terhadap kegiatan gunungapi yang bertujuan untuk mitigasi kebencanaan dari aktivitas gunungapi. Metode geofisika yang digunakan dalam pemantauan kegiatan gunungapi adalah metode seismik. Metode ini dilakukan dengan cara memantau kegiatan seismik atau kegempaan gunungapi secara menerus baik sebelum letusan, pada saat letusan, maupun setelah letusan.
Gunungapi Merapi sendiri adalah salah satu gunungapi di Indonesia yang masih aktif, terakhir beraktivitas pada 14 Juni 2006. Ada beberapa jenis gempa vulkanik di Merapi yang diklasifikasikan berdasarkan bentuk dan ciri-ciri
umumnya. Diantaranya adalah gempa vulkanik dangkal yang kebanyakan tidak ada awalannya, vulkanik dalam dengan karakteristik terdapat awalan tapi sedikit, multiphase dengan sinyal awalan yang jelas dan tegas, guguran memiliki awalan yang tidak tegas.
Pada penelitian tugas akhir ini sumber gelombang yang digunakan adalah gempa multiphase, gempa multiphase sendiri yaitu gempa yang memiliki awalan gelombang primer yang tegas, yang mana gempa jenis ini hanya terjadi pada waktu gunungapi sedang dalam tingkat pembentukan kubah lava.
Studi analisis pengaruh gempa multiphase yang terjadi sebelum dan sesudah letusan dijadikan sebagai acuan dasar perbandingan sinyal gelombang dari aktivitas Gunungapi Merapi. Dari sinyal seismik tersebut didapatkan analisis parameter-parameter seismotektonik untuk Gunungapi Merapi yang menjadi salah satu upaya dalam pemantauan dan penelitian aktifitas Gunungapi Merapi. Hal ini dijadikan acuan dalam mengenal karakteristik Gunungapi Merapi dan prediksi mengenai erupsi ke depannya yang dapat berguna untuk mitigasi bencana letusan gunungapi.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang diuraikan diatas, maka dapat dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Bagaimana pengaruh gempa multiphase dengan aktivitas Gunungapi Merapi jika dikaji secara seismik
2. Bagaimana identifikasi gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan dilihat dari parameter-parameter seismik seperti frekuensi, magnitudo, energi, emergen time, durasi, amplitudo maksimum. 3. Karakteristik batuan Gunungapi Merapi jika dilihat dari filtering
dengan frekuensi Low-Pass Filter.
4. Apakah terdapat perbedaan nilai parameter seismik untuk gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan.
1.3. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai berikut:
1. Data yang digunakan adalah data rekaman seismik aktivitas Gunungapi Merapi pada bulan Maret 2006 dan September 2006 di stasiun pusunglondon arah komponen Z.
2. Data seismik hasil perekaman dilakukan perubahan format dari (*.gcf) menjadi ASCII dengan menggunakan software gcf2asc. 3. Penggambaran analisis FFT (Fast Fourier Transform) dari stasiun
pusunglondon arah komponen Z berdasarkan data gempa multiphase yang dominan.
1.4. Tujuan Penelitian
Penelitian ini dimaksudkan:
1. Untuk melakukan identifikasi gempa multiphase yang terjadi sebelum dan sesudah letusan dari parameter-parameter gempa seismik terhadap pengaruh aktivitas Gunungapi Merapi.
2. Menentukan pengaruh sumber mekanisme letusan dengan tingkat heterogenitas batuan, yang nantinya dapat menggambarkan struktur batuan sebelum dan sesudah letusan dengan acuan frekuensi gelombang gempa multiphase.
3. Pengolahan secara statistik pengaruh gempa multiphase terhadap aktivitas Gunungapi Merapi dari segi pembentukan kubah lava dan statistika gempa multiphase yang terjadi selama bulan Maret dan September 2006.
1.5. Manfaat
Manfaat dari penelitian tugas akhir ini adalah untuk mengidentifikasi perbandingan sinyal seismik sebelum dan sesudah letusan dilihat dari karakteristik gempa multiphase, yang dibandingkan dari parameter-parameter seperti power spectrum, energi frekuensi serta respons spectranya sehingga dapat diketahui karakteristik sinyal gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan.
1.6. Sistematika Skripsi
1. Bagian Pendahuluan Skripsi
Bagian ini memuat halaman judul, abstrak, pengesahan, motto, persembahan, kata pengantar, daftar isi dan daftar lampiran.
2. Bagian Isi Skripsi, berisi: BAB I Pendahuluan
Bagian pendahuluan berisi latar belakang, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat dan sistematika skripsi.
BAB II Landasan Teori
Landasan teori berisi tentang gunungapi di Indonesia dan proses terbentuknya, evolusi morfologi Gunungapi Merapi, tata letak tektonik Gunungapi Merapi, instrumen seismograf, jaringan seismik Gunungapi Merapi, jaringan seismik (instrumentasi), gempa vulkanik.
BAB III Metodologi Penelitian
Dalam bab ini diuraikan mengenai waktu dan tempat penelitian, bahan penelitian, peralatan penelitian, prosedur dan pengumpulan data, pengolahan data, dan analisis hasil. BAB IV Pembahasan
Pembahasan berisi data, hasil penelitian, dan pembahasan. BAB V Penutup
Dalam bab ini akan dikemukakan mengenai kesimpulan dan saran
3. Bagian Akhir Skripsi
Dari data gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan ternyata memberikan rentang frekuensi dominan antara 1-3 Hz di stasiun Pusunglondon, yang berarti karakteristik gelombang multiphase berada dalam rentang penengah antara karakteristik gempa vulcano-tektonik (± 5-8 Hz) dan low frequency (± 1Hz) dilihat dari segi frekuensinya. Analisis nilai frekuensi yang berada di rentang 1-3 Hz ini berbeda dengan karakteristik secara khusus dari frekuensi untuk gempa multiphase sebesar 3-4 Hz. Hal ini disebabkan karena:
1. Nilai frekuensi sebesar 3-4 Hz digunakan sebagai patokan secara umum untuk membedakan gempa multiphase dengan gempa yang lainnya, karena frekuensi 3-4 Hz ini diambil dari gempa multiphase tahun 1990-an, sehingga pembeda yang paling signifikan diliat dari sinyal awalan gelombang seismiknya.
2. Konsentrasi gempa multiphase digolongkan sebagai gempa fase banyak yang mana frekunsinya tergantung dari sinyal yang terekam saat terjadi gempa serta sinyal seismik yang pendek atau lebar.
3. Gempa multiphase dicirikan pada pembentukan kubah lava, sehingga perambatan gelombang dengan frekuensi yang kurang dari 3-4 Hz dapat terjadi.
Energi gempa yang dihasilkan sebelum dan sesudah letusan 14 Juni 2006 menjadikan salah satu penanda adanya distribusi magma yang menuju ke puncak Gunung Api Merapi ketika akumulasi gempa multiphase bulan maret 2006. Daftar distribusi frekuensi, energi dapat disajikan dalam tabel 5 dan 6.
Tabel 5. Data Frekuensi, Magnitudo,dan Energi Gempa Multiphase Bulan Maret 2006 No . Tanggal Origin Time App (mm) Frekuensi Durasi (dtk) Magnitude (SR) Energi gempa ((1012 erg) 21:13 15 1,869 20 0,601647993 5,040481088 1 02/03/2006 11:50 15 3,858 20 0,601647993 5,040481088 15:32 22 1,18 21 0,635550872 5,666648931 2 21/03/2006 12:03 5 2,415 11 0,186228296 1,20044549
8:01 18 1,948 23 0,698764538 7,049313197 3 22/03/2006 15:02 38 1,092 20 0,601647993 5,040481088 20:01 20 1,054 15 0,401746014 2,527080181 4 24/03/2006 16:35 8 1,835 11 0,186228296 1,20044549 15:35 4 1,932 15 0,401746014 2,527080181 5 28/03/2006 10:18 7 2,318 15 0,401746014 2,527080181
Tabel 6. Data Frekuensi, Magnitudo,dan Energi Gempa Multiphase Bulan September 2006 No. Tanggal Origin Time App (mm) Frekuensi Durasi (dtk) Magnitude (SR) Energi gempa (1012 erg) 1 18/09/2006 6:03 6 3,011 17 0,48871827 3,412537334 23:38 10 2,789 25 0,75670401 8,611048212 2 25/09/2006 18:24 6 1,755 25 0,75670401 8,611048212 18:09 11 2,112 36 1,010084 20,65979471 3 28/09/2006 11:07 11 3,171 30 0,88339401 13,33800916 12:42 12 2,195 28 0,83545285 11,30262387 4 29/09/2006 11:09 12 4,713 25 0,75670401 8,611048212 19:00 5 3,109 20 0,60164799 5,040481088 5 30/09/2006 19:05 14 3,077 33 0,9496223 16,76615419 20:38 10 2,092 25 0,75670401 8,611048212
Untuk menggambarkan gelombang seismik yang terjadi pada bulan maret dan september variabel yang dipakai adalah nilai A/D dan emergen time, variabel A/D ini menandakan bentuk gelombang seismiknya secara fraktual dari segi durasi yang panjang dan amplitudo gelombangnya. Emergen time menunjukkan karakteristik awalan dari gempa multiphase yang dicapai sampai amplitudo maksimum dari suatu gempa yang terjadi di Gunung Api Merapi. Data pengolahan nilai A/D dan emergen time disajikan dalam tabel 7 dan 8 berikut ini:
Tabel 7. Data Pengolahan A/D dan Emergen time Gempa Multiphase Bulan Maret 2006
Tabel 8. Data PengolahanA/D dan Emergen time Gempa Multiphase Bulan September 2006 No. Tanggal Origin Time App (mm) Durasi (dtk) A/D t emergen (dtk) 6:03 6 17 0,35294 1,68 1 18/09/2006 23:38 10 25 0,4 4,5 18:24 6 25 0,24 0,81 2 25/09/2006 18:09 11 36 0,30556 1,56 11:07 11 30 0,36667 3,11 3 28/09/2006 12:42 12 28 0,42857 1,44 11:09 12 25 0,48 4,9 4 29/09/2006 19:00 5 20 0,25 1,25 19:05 14 33 0,42424 0,97 5 30/09/2006 20:38 10 25 0,4 4,7
Karakteristik lain yang dapat terlihat dari gempa multiphase sebelum dan sesudah erupsi secara seismik dilihat dari peningkatan nilai amplitudo yang terjadi sebelum letusan berkisar antara 4-38 mm, kenaikan amplitudo ternyata berkebalikan dengan durasinya. Sedangkan setelah letusan tanggal 14 Juni 2006 sinyal seimik mengalami penurunan terutama amplitudo sinyal seismiknya, yang menyatakan transfer perubahan tekanan magma dalam tubuh Gunung Api Merapi. Amplitudo sinyal seismik yang tercatat sesudah letusan berada dalam rentang
5-No. Tanggal Origin Time App (mm) Durasi (dtk) A/D t emergen (dtk) 21:13 15 20 0,75 4,688 1 02/03/2006 11:50 15 20 0,75 2,76 15:32 22 21 1,047619048 1,5932 2 21/03/2006 12:03 5 11 0,454545455 1,9345 8:01 18 23 0,782608696 1,0962 3 22/03/2006 15:02 38 20 1,9 2,2874 20:01 20 15 1,333333333 0,8 4 24/03/2006 16:35 8 11 0,727272727 1,17 15:35 4 15 0,266666667 0,23 5 28/03/2006 10:18 7 15 0,466666667 1,259
14 mm dengan durasi yang panjang. Perubahan peningkatan dan penurunan amplitudo secara seismik ini secara tidak langsung meandakan adanya distribusi tenaga yang besar dari dalam tubuh Gunung Api Merapi yang diikuti dengan perubahan nilai amplitudo gempa multiphase yang terekam dalam sesimograf berakibat pada pembentukan kubah lava baru ketika proses Erupsi teejadi. Kenaikan dan penurunan amplitudo sinyal seismik ini terlihat dalam gambar 4.3 dibawah ini:
a
Gambar 4.3 Data durasi dan App gempa multiphase, (a) Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 200
Data-data diatas akan dijadikan analisis secara statistik seismisitas Gunung Merapi sebelum dan sesudah letusan serta kalkulasi identifikasi dari gempa multiphase terhadap kondisi Gunung Api Merapi sebelum dan sesudah letusan terjadi.
4.2 Pembahasan
4.2.1 Pengaruh Gempa Multiphase Dengan Aktivitas Gunung Api Merapi
Aktivitas Gunung Api Merapi selalu ditandai dengan gejala awal perubahan-perubahan, baik itu perubahan parameter fisika maupun kimia yang terlihat secara visual dan terukur secara instrumental (prekursor) (Ratdomopurbo,2000). Erupsi secara dahsyat terjadi pada Gunung Api Merapi pada tanggal 14 Juni 2006 yang mengakibatkan munculnya kubah lava baru yang
a b
lebih tinggi dari puncak garuda (puncak dari Gunung Api Merapi). Peristiwa erupsi ini dapat diikuti dengan adanya Gempa Vulkanik terlebih dahulu atau tidak, tetapi dapat juga dianalisis dari Gempa Multiphase, karena gempa multiphase biasanya terjadi bersamaan dengan proses pembentukan kubah lava dari Gunung Api.
Seismisitas dari Gunung Api Merapi pada peristiwa erupsi 2006 didominasi gempa multiphase yang merupakan penanda pembentukan kubah lava, tetapi sebelumnya peningkatan aktivitas Gunung Api Merapi sudah tampak pada tahun 2005 dengan rentetan gempa vulkanik dengan magnitudo yang relatif besar. Kubah lava mulai muncul pada bulan april, sebelumnya secara seismik terjadi perubahan data pada 15 Februari 2006 dari statistik gempa multiphase harian. Bulan februari mulai adanya tekanan akibat desakan magma yang diikuti dengan kenaikan jumlah gempa harian bulan maret yang mencapai 1.158 kali. Kalkulasi kenaikan jumlah gempa multiphase ini terjadi pada bulan april yang mencapai 3.334 kali menandakan mulai muncul kubah lava yang terus mengalami perkembangan volumenya. Klimaks dari erupsi 2006 terjadi tanggal 14 Juni 2006 yang mengeluarkan material-material dalam bentuk awan panas. Setelah proses erupsi 14 juni 2006, tanggal 15 Juni muncul kubah baru sebesar 316 ribu m3 yang mengalami perkembangan sampai 26 Juni 2006.
Setelah peristiwa erupsi 14 Juni 2006 jumlah gempa harian khususnya untuk gempa multiphase berkurang, bulan Juli mencapai 55 gempa, Agustus: 8 gempa, September: 1.474 gempa. Hal ini dikarenakan setelah proses Erupsi yang terjadi justru gempa guguran sehingga intensitas skala gempa guguran sebelum dan sesudah erupsi akan jauh lebih besar setelah proses erupsi. Material-material setelah erupsi cenderung dilepaskan dalam bentuk jatuhan batu atau awan panas.
Tabel 9. Pertumbuhan Kubah Lava 2006 No. Tanggal Volume Kubah 2006 lama (x1000m3) Volume Kubah 2006 baru (x1000m3) 1 28-Apr-06 350 2 04-Mei-06 1000 3 08-Mei-06 1300 4 13-Mei-06 2000 5 23-Mei-06 2570
6 27-Mei-06 3000 7 02-Jun-06 4000 8 08-Jun-06 4350 9 10-Jun-06 3150 10 11-Jun-06 2950 11 15-Jun-06 316 12 18-Jun-06 423 13 20-Jun-06 453 14 23-Jun-06 515 15 26-Jun-06 546 Sumber: BPPTK Yogyakarta,2006 Data pertumbuhan kubah lava diatas dapat dianalisis bahwa pada bulan April- Juni volume kubah lava terus mengalami peningkatan yang sejalan dengan semakin meningkatnya jumlah gempa multiphase setiap harinya, sedangkan pasca erupsi yaitu tanggal 15 Juni-26 Juni gempa multiphase yang terjadi justru semakin berkurang yang terganti oleh akumulasi gempa guguran.
Tingkat kegempaan yang terjadi di Gunung Api Merapi dapat terukur secara seismik ditinjaun dari akumulasi nilai kegempaan perhari atau perbulan yang tercatat dalam seismograf . Gambar 4.4 menunjukkan statistika kegempaan yang terjadi bulan Maret – September 2006, sedangkan gambar 4.5 menyajikan statistika gempa guguran Gunung Api Merapi bulan Maret- September 2006. Rock fall dan gempa multiphase dijadikan sebagai indikator kegiatan di dalam atau tepat di bawah kubah, selama letusan terjadi gempa multiphase bisa melebihi 12.000 peristiwa perbulan, dalam selang 400 perhari (Ratdomopurbo, 2000).
Jumlah gempa multiphase akan mendominasi selama proses pembentukan kubah lava, terlihat dalam tabel 10 dibawah ini:
Tabel 10. Jumlah Gempa Multiphase dan Guguran Bulan Maret- September 2006
No. Bulan (2006) Gempa Multiphase Guguran
1 Februari 815 91 2 Maret 1,158 91 3 April 3,334 420 4 Mei 3,034 6,423 5 Juni 1,619 9,63 6 Juli 55 6,032 7 Agustus 8 3,442 8 September 1,474 2,321
Peningkatan jumlah gempa multiphase bulan April- Mei berhubungan dengan peningkatan volume kubah, sedangkan guguran yang terjadi berakaitan dengan ketidakstabilan tekanan didalam tubuh Gunung Merapi dan penurunan volume kubah lava yang mulai terlihat jelas bulan Juli 2006.
Gempa multiphase yang diperoleh dari grafik gempa multiphase bulan Februari-September cenderung menunjukkan perubahan secara statistik, dimana jumlah gempa harian mengalami kenaikan jumlah gempa sampai bulan April. Jumlah gempa yang terus naik ini menandakan adanya desakan magma dipermukaan atau aktivitas kubah lava berupa pembentukan kubah lava (alterasi). Sedangkan mulai bulan Juni-Agustus penurunan gempa multiphase justru terjadi secara drastis dari akumulasi jumlah gempa harian 1.619 kali menjadi 8 kali, penurunan gempa multiphase pada rentang bulan Juni-Agustus menunjukkan adanya material-material dari Gunung Api Merapi yang mengalami guguran ditunjukkan dengan adanya kalkukasi peningkatan gempa guguran pada rentang bulan Juni-Agustus. Gempa Guguran yang terjadi dibulan Juni mencapai 9.630 kali selama 1 bulan, yang berarti material-material yang menumpuk dipuncak digugurkan dengan adanya peningkatan jumlah gempa guguran setelah proses erupsi. Gempa multiphase dapat dipakai sebagai pembanding terhadap gempa guguran (indeks genpa multiphase terhadap guguran) untuk melihat seberapa kira-kira material yang menumpuk dipuncak dengan yang jatuh.
4.2.2. Sumber Mekanisme Letusan Dengan Heterogenitas Material Batuan
Sumber mekanisme letusan setiap Gunung Api memiliki karakteristik yang berbeda-beda dan terdiri dari material heterogenitas batuan yang berbeda pula, contohnya adalah Gunung Api Merapi dan Gunung Kelud struktur batuan Gunung Merapi berupa andesit sedangkan Gunung Kelud terjadi pembentukan danau bagian bawah. Dengan menerapkan ”mechanical stress”, (MOGI, 1963) menyelidiki hubungan antara sumber mekanisme letusan dengan heterogenitas suatu batuan.
Hubungan antara heteroginitas batuan ini dirumuskan dengan menggunakan rumus Lida-Ishimoto:
( )
A dA k A dAN . = . -m. (4.1)
Dari perumusan diatas akan didapat hubungan frekuensi-amplitudo sebelum dan sesudah letusan sebagai berikut:
a
Gambar 4.6 Hubungan antara amplitudo dan frekuensi gempa multiphase, (a) Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006
Hasil dari didapatkan slope (kemiringan) sebelum letusan sebesar m: -0,03828, dan sesudah letusan sebesar m: 0,0634. Nilai standar deviasi yang dicapai untuk sebelum letusan sebesar 0,77122 dengan sesudah letusan: 0,8744. Standar deviasi ini menunjukkan nilai ketidakpastian yang dicapai dari grafik hubungan Amplitudo dan Frekuensi. Kesalahan relatif yang didapat dari nilai slope untuk sebelum dan letusan adalah:
1. Sebelum letusan (bulan maret).
% 483 . 34 % 517 . 65 % 100 % 517 . 65 % 100 03828 . 0 02508 . 0 % 100 = -= = = = Ketelitian x x valueslope r Stadarerro KR
2. Sesudah letusan (bulan september).
(
52.2)
% % 20 , 152 % 100 % 20 , 152 % 100 0634 . 0 0965 . 0 % 100 -= -= = = = Ketelitian x x valueslope or Stadarterr KR(Tanda (-) menunjukkan adanya pelepasan tekanan pada Gunung Merapi)
Grafik hubungan amplitudo-frekuensi (Mogi,1963) diketahui bahwa harga slope (kemiringan= m) makin besar maka tingkat heterogenitas struktur
batuan ditubuh Gunung Api Merapi akan sangat heterogen dan tekanan terpusat karena adanya desakan magma. Ternyata dari hasil penelitian nilai slope (kemiringan= m) sebelum dan sesudah letusan didapatkan penyebaran tekanan yang hampir merata, penyebaran tekanan yang hampir sama ini dapat dilihat ditanda lingkaran dibawah ini:
Gambar 4.7 Penyebaran tekanan ditinjuan dari grafik amplitudo dan frekuensi (a) Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006 Penyebaran tekanan magma yang hampir sama ini pada kedua fase tersebut diasumsikan bahwa sebelum letusan (bulan maret) terjadi akumulasi tekanan magma melalui fluida yang merupakan pengumpulan energi sebelum proses erupsi, sedangkan sesudah letusan akumulasi tekanan yang terjadi di tubuh Gunung Api Merapi mengalami penurunan tetapi grafik yang didapatkan masih hampir merata karena konsentrasi energi dilepaskan setelah proses Erupsi Gunung Api Merapi.
Nilai slope (kemiringan= m) sebelum dan sesudah letusan memperlihatkan selisih yang signifikan. Hal ini menandakan sebelum letusan terjadi memiliki tingkat heterogenitas material pada konsentrasi tekanan tertentu yang artinya struktur batuan lebih terlihat heterogen, sehingga perlu adanya konsentrasi yang besar untuk menerobosnya dibandingkan saat sesudah letusan. Jadi sesudah letusan konsentrasi tersebut tertuang dengan pelepasan tekanan saat proses erupsi.
Dari grafik hubungan amplitudo-frekuensi dapat dianalisis juga mengenai residual (residual menandakan besarnya error yang didapatkan dari residu dengan data) dari grafik tersebut, dimana pengaruh residual berhubungan dengan distribusi tekanan dari dalam Gunung Api Merapi.
Gambar 4.8 Grafik residual frekuensi dan independent variabel (a) Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006
a
b .
Residual sebelum letusan yang mendekati posisi 0 berkisar 5 titik, sedangkan sesudah letusan hanya 3 titik. Ini memandakan adanya tekanan yang terdistribusi dalam Gunung Api Merapi sebelum terjadi letusan yang semakin merata sehingga berakibat kondisi penyebaran magma yang semakin naik ke puncak sehingga terjadi akumulasi tekanan dari bawah menuju ke permukaan yang nantinya akan dikeluarkan dalam proses erupsi. Distribusi residual sesudah letusan hanya mendekati 3 titik pada posisi 0, menandakan mulai ada pengurangan tekanan magma yang berakibat pada guguran kubah atau material dalam Gunung Api Merapi. Analisis bahwa pada slope sebelum letusan terjadi akumulasi desakan magma dari bawah yang nantinya akan dikeluarkan pada waktu peristiwa erupsi juga ditunjukkan dari Ketelelitian grafik yang bertanda positif, ini menandakan bahwa di bulan maret memang terjadi akumulasi tekanan. Sedangkan bulan september didapatkan nilai ketelitian grafik hubungan amplitudo dan frekuensi tanda negatif yang bearti, bahwa akumulasi tekanan sudah dilepaskan pada waktu proses Erupsi Gunung Api Merapi.
4.5.3. Kalkulasi Nilai Magnitudo Gempa Multiphase Terhadap Pembentukan Kubah Lava
Magnitudo Gempa Multiphase berbeda dengan perhitungan untuk magnitudo gempa vulkanik, dalam gempa multiphase perhitungannya digunakan durasi dari stasiun Pusunglondon, sedangkan untuk gempa vulkanik digunakan koreksi dari seismograf yaitu:
mm App x I AR 2 2800
= (Amplitudo terkoreksi dari seismograf) (4.2) Dari pengolahan data magnitudo gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan dapat dikalkulasi hubungan antara log Durasi dan magnitudo gempa multiphase (data terlampir) digunakan untuk mengetahui distribusi ukuran skala kekuatan gempa yang terjadi sebelum dan sesudah letusan dari suatu Gunung Api Merapi dikaitkan dengan distribusi magma berdasarkan magnitudonya.
Gambar 4.9 Hubungan antara log durasi dan magnitudo multiphase, (a) Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006
Grafik dapat diketahui bahwa semakin besar nilai magnitudo maka semakin besar pula nilai log durasi baik untuk data pada sebelum dan letusan. Secara statistik nilai standar deviasi bulan maret dan september adalah: 3,59269x10-10 dan 3,94189x10-10. Ternyata dari data didapatkan untuk bulan
a
b .
maret rentang magnitudo 0,4-0,6 SR sehingga grafik terdistribusi secara merata yang bearti distribusi gempa multiphase terjadi pada bagian Gunung Api Merapi dengan distribusi yang sama. Sedangkan bulan september didapatkan 0,4-1,1 SR yang jauh relatif lebih besar dibandingkan dengan bulan maret, karena bulan september gempa multiphase sudah tidak sering terjadi sehingga distribusinya tidak merata cenderung digantikan dengan guguran pada bagian tubuh Gunung Api Merapi.
4.4. Pengaruh Filtering Frekuensi Terhadap Tingkat Distribusi Magma Pada Gunung Merapi
Gunung Api Merapi yang dikenal mempunyai kandungan magma intermedier dengan komposisi pertengahan dengan kandungan silika (SiO2) antara 47 – 56 %. Dimana struktur batuan di Gunung Api Merapi dikenal sebagai andesit, berdasarkan harga faktor kualitas Q dari Gunung Api Merapi ditafsirkan bahwa medium penyusun terdiri dari batuan sedimen (pasir, lempung, dan batuan beku). Hal ini bisa dimengerti karena batuan beku merupakan produk dari lava atau batu beku intrusif, pasir berasal dari letusan yang eksplosif (piroklastik), batu lempung merupakan hasil alterasi (pelapukan) dari batuan yang diintrusi oleh magma. Batuan sedimen kemungkinan tersusun atas fragmen berupa batuan beku, matriks berupa pasir dan semennya berupa lempung (Kirbani S.B, 2000).
Batuan merupakan filter lintas frekuensi rendah (low pass- filter) yang berfrekuensi antara 1-5 Hz. Proses filtering yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan frekuensi Low Pass dengan nilai frekuensi 3Hz, frekuensi sebesar 3Hz ini dimaksudkan bahwa sinyal gelombang yang berada pada rentang sampai 3Hz akan diloloskan dari penyaringan gelombang. Pemilihan sinyal frekuensi Low-Pass ini didasarkan pada karakteristik batuan dimana batuan yang mempunyai ciri khas filter frekuensi rendah. Proses perambatan gelombang seismik dapat dikatakan melewati struktur batuan yang merupakan frekuensi filter rendah, secara tidak langsung sifat-sifat dari serapan frekuensi batuan berhubungan dengan gelombang seismik yang merambat. Data kalkulasi nilai frekuensi filtering disajikan dalam tabel 11 dan 12 sebagai berikut:
Tabel 11 Kalkulasi Hasil frekuensi dan frekuensi filtering Bulan Maret 2006
No. Tanggal Origin Time
Frekuensi (Hz) Filter Frekuensi 3Hz 21:13 1,869 1,853 1 02/03/2006 11:50 3,858 1,562 15:32 1,18 1,185 2 21/03/2006 12:03 2,415 2,415 8:01 1,948 1,96 3 22/03/2006 15:02 1,092 1,079 20:01 1,054 1,041 4 24/03/2006 16:35 1,835 1,838 15:35 1,932 1,9225 5 28/03/2006 10:18 2,318 2,335
Tabel 12.Kalkulasi Hasil frekuensi dan frekuensi hasil filtering Bulan September 2006
No. Tanggal Origin Time Frekuensi Filter Frekuensi 3Hz
6:03 3,011 1,785 1 18/09/2006 23:38 2,789 2,79 18:24 1,755 1,754 2 25/09/2006 18:09 2,112 2,137 11:07 3,171 2,4515 3 28/09/2006 12:42 2,195 2,165 11:09 4,713 2,828 4 29/09/2006 19:00 3,109 1,66 19:05 3,077 2,07 5 30/09/2006 20:38 2,092 2,111
Hasil dari filtering frekuensi low-pass dengan frekuensi masukan sebesar 3 Hz, ternyata dapat diakumulasikan bahwa hasil dari frekuensi filtering low pass memiliki nilai frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi awal. Penyebabnya yaitu pada frekuensi low pass dengan input masukan 3Hz akan menyaring frekuensi yang berada dalam rentang 1-3 Hz menjadi frekuensi yang berada dibawahnya. Faktor-faktor yang menjadi penyebab dari input masukan sebesar 3 Hz menjadi output yang lebih kecil dari 3 Hz ini adalah:
1. Daya serap dari masing-masing gelombang gempa terutama gempa multiphase yang melalui batuan tergantung pada jenis batuannya. Ketika melewati struktur batuan yang lunak, contohnya batuan sedimen maka besarnya frekuensi akan berbeda jika mengenai batuan beku. Setiap batuan memiliki daya serap dan frekuensi rambat yang berbeda-beda.
2. Efek tepi (Side effect) pada pengolahan FFT (Fast Fourier Transform) yang menghasilkan kurva akhir yang tidak kotak sempurna, tetapi agak landai karena adanya pengaruh dari side effect.
3. Variasi filtering dalam rentang frekuensi Low-Pass berada pada nilai 1-5 Hz yang menandakan kalkulasi output frekuensi Low-Pass seharusnya berada pada rentang di bawahnya, karena jika berada diatas batas frekuensi Low-Pass maka dapat dikatakan frekuensi hasil filtering berada pada posisi Band-Pass atau High-Pass.
Pemilihan frekuensi Low-Pass ini didasarkan karena karakteristik dari low pass sendiri adalah menghalangi frekuensi yang tinggi dan meloloskan frekuensi yang rendah, padahal batuan merupakan frekuensi yang rendah (faktor redaman batuan
(
)
x dBm 4 10 06 , 0 01 , 0 --± ) sehingga dipakai analisis dengan low pass filter.
Dari pengolahan data filtering frekuensi low pass didapatkan akumulasi nilai frekuensi hasil filtering pada bulan Maret 2006 memiliki rentang berkisar antara 1,041-2.335 Hz, sedangkan bulan September 2006 antara 1,660-2,828 Hz. Untuk nilai frekuensi sendiri sebelum diinput ke low pass bulan maret berkisar antara 1,054 – 3,858 Hz, bulan september 1,755 – 4,713 Hz. Kisaran rentang frekuensi dari bulan maret dan september menujukkan nilai hasil filtering berada di bawah 3 Hz, dimana posisi cut off frekuensi berada pada gambar dibawah ini:
Posisi cut off low pass frekuensi
Cut-Off Lower Frekuensi
Gambar 4.11 Sinyal Frekuensi dan cut off frekuensi 21 Maret 2006, origin time
Sesudah Filtering Sebelum Filtering
Posisi sinyal hasil filtering 3 Hz bulan maret dan september 2006 dapat dilihat pada lampiran 2.
Cut-Off Lower Frekuensi Sesudah Filtering Sebelum Filtering
Gambar 4.12 Sinyal Frekuensi dan cut off frekuensi tanggal 25 September 2006, origin time 18:09 WIB
4. 5 Identifikasi Parameter-Parameter Gempa Multipahase Pada Fase Pra-Letusan dan Fase Purna-Pra-Letusan Berdasarkan
Karakteristik Gempa Multiphase
Gempa yang terjadi di Gunung Api baik itu gempa vulkanik dangkal, vulkanik dalam, multiphase, low frequency, guguran selalu melibatkan parameter-parameter gempa yang ada didalam pengolahannya. Dari rekaman seismograf analog akan didapatkan parameter-parameter gempa diantaranya adalah:
1. Durasi 2. Amplitudo 3. Waktu tiba 4. S-P
Dari rekaman digital parameter yang dapat diketahui berupa: 1. Frekuensi
2. Emergen time 3. Amplitudo
Parameter-parameter diatas variabel umum yang biasa dipakai untuk pengolahan data gempa baik itu gempa vulkanik maupun gempa guguran dari Gunung Api.
Data yang dipakai untuk analisis identifikasi pada penelitian ini adalah data Gempa Multiphase yang terjadi pada Gunung Api Merapi bulan Maret dan bulan September, yang diidentifikasi berdasarkan analisis seismisitasnya yang didalamnya berupa identifikasi dari perubahan Gempa multiphase itu sendiri. Gempa multiphase sendiri adalah gempa yang kedalaman sumber gempanya sangat dangkal (dekat) dengan permukaan, gempa ini memiliki frekuensi rendah sekitar 3-5Hz dan awalah yang tidak tajam (Tawalan: 3-5 detik). Gempa multiphase ini dikaitkan dengan pertumbuhan kubah lava pada puncak Gunung Api Merapi, gempa junis ini hanya terjadi pada Gunung yang memiliki struktur batuan andesit.
Karakteristik dari Gempa Multiphase antara lain sebagai berikut:
1. Amplitudo pada jenis gempa ini bersifat gradual (amplitudonya bergerak secara perlahan), dengan amplitudo maximum 70-80 mm.
2. Bentuk dan jenis gempa ini berbentuk mirip seperti berudu.
4. Tidak semua stasiun mencatat gempa multiphase, terutama gempa multiphase dengan amplitudo yang kecil.
5. Waktu tiba tiap stasiun perbedaan jauh diatas 2 detik (antara pusung london dengan deles terjadi selisih waktu 2detik).(Doc. BPPTK)
Variabel yang dicari dalam penelitian ini adalah nilai parameter-parameter gempa multiphase pada fase pra letusan dan purna letusan , yang nantinya akan diketahui karakteristik secara identifikasi dari gempa multiphase yang terjadi dikedua fase tersebut.
a. Power Spektrum Gempa Multiphase
Analisis yang dilakukan pada penelitian ini digunakan analisis spektrum sinyal seismik komponen Z yang terekam di stasiun Pusunglondon. Dipilih data dari hasil rekaman di stasiun Pusunglondon karena data hasil rekaman pada stasiun ini relatif dijadikan acuan dibandingkan stasiun yang lain seperti Klatakan, Deles, Plawangan.
Power spektrum dari suatu data digital didapatkan
{ }
x( )
n nn N= =1 dimana n N =2 adalah (Hayes,1996):
( )
å
= -( )
+ -= -= 1 1 N k N k ik x i X e r k e P v v (4.3)Dimana rx
( )
k adalah fungsi autocorrelation dari{ }
( )
N n n n x ==1 . Harga dari
( )
k rx adalah:( )
=å
--( ) (
)
= + = n N K N x x n x k n N k r 1 1 1 (4.4) Dengan k =0,1,2,...N -1. Apabila sinyal digital tersenut dilakukan proses window dengan cara mengalikan x( )
n dengan w( )
n , maka power spektrum dari( )
{ }
n Nn n
x ==1 disebut sebagi power spektrum yang termodifikasi PxM yang dinyatakan dalam persamaan (Hayes, 1996):
( )
1( ) ( )
2 1 1å
-= + -= = n N N n i i xM x n w ne NU e P v v (4.5)a b. Dan
( )
2 1 0 1å
= -= = n N n n w N U (4.6)Window yang digunakan untuk proses perhitungan power spektrum adalah
Hanning window.
( )
0 1 1 2 cos 1 2 1 £ £ -ú û ù ê ë é ÷ ø ö ç è æ -= for n N N n n w p (4.7)Dengan menggunakan perhitungan power spektrum untuk metode hanning window didapatkan data spektrum sebagai gambai dibawah ini:
c
d
a
Gambar 4.13 (a) Gempa multiphase komponen Z stasiun Pusung london hasil rekaman tanggal 22 Maret 2006 jam 08:01:00 WIB, (b) Cuplikan dari (a), (c) power spektrum dari (a), (d) peta kontur dari power spektrum.
b
c
d
Gambar 4.14. (a) Gempa multiphase komponen Z stasiun Pusung london hasil rekaman tanggal 29 September 2006 jam 11:09 WIB, (b) Cuplikan dari (a), (c) power spektrum dari (a), (d) peta kontur dari power spektrum.
Dari grafik power spektrum yang dihasilkan sebelum dan sesudah letusan ternyata didapatkan power spektrum sebelum letusan berkisar 8-89 sedangkan sesudah letusan berkisar 12-67. Letusan tanggal 14 Juni 2006 memberikan perbedaan frekuensi dari segi power spektrumnya, sebelum terjadi letusan 14 Juni 2006 muncul sinyal seismik dengan frekuensi tunggal pada gempa multiphase yang terjadi tanggal 22 Maret 2006 dengan frekuensi 0,333 Hz. Frekuensi tunggal dengan nilai 0,3333 Hz ini diduga merupakan hasil aktivitas aliran gas (semburan gas) di dalam saluran magma dibawah kubah lava atau berada didaerah kubah lava (Sherbun dkk, 1998). Frekuensi yang cukup lebar justru tampak sesudah letusan pada gambar 4.14 dengan nilai 0,667-5,983 Hz tanggal 29 September 2006, frekuensi yang besar tersebut diikuti dengan amplitudo gelombang gempa multiphase yang pendek sehingga menyebabkan distribusi tekanan magma yang berada didalam berkurang maka terjadi guguran.
b. Magnitudo Gempa Multiphase
Magnitudo dalam suatu gempa baik itu gempa vulkanik yang terjadi di Gunungapi, maupun gempa tektonik karena pergeseran lempeng tektonik selalu menunjukkan ukuran kekuatan gempa yang dinyatakan dalam Skala Richter (SR). Perhitungan magnitudo untuk gempa multiphase berbeda dengan jenis gempa lain yang terjadi di Gunungapi, karena gempa multiphase ini memiliki keunikan yang berbeda dengan gempa lain sering terjadi di Gunung Api.
Dari data perhitungan magnitudo untuk gempa multiphase yang terjadi di Gunung Merapi sebelum dan sesudah letusan didapatkan data sebagai berikut:
1. Sebelum letusan
- Rataan magnitudo yang tersebar : 0,471695 SR - Standar Deviasi magnitudo : 0,175138 SR - Median dari data magnitude : 0,501697 SR
- Sum : 4,716954 SR
- Min : 0,186228 SR
- Max : 0,698765 SR
- Rataan magnitude yang tersebar : 0,779574 SR - Standar Deviasi magnitude : 0,154308 SR - Median dari data magnitude : 0,756704 SR
- Sum : 7,795735 SR
- Min : 0,488718 SR
- Max : 1,010084 SR
Hasil dari kalkulasi secara statistik didapatkan bahwa sebelum letusan distribusi sebaran kekuatan gempa lebih kecil dibandingkan sesudah letusan, sehingga nilai ketidakpastian sesudah letusan lebih besar dibandingkan sebelum letusan.
Kecenderungan sebaran magnitudo sebelum letusan berada pada kondisi 0.4 SR yang tersebar secara merata sebelum erupsi, sedangkan sebaran sesudah letusan sebesar 0,7 SR. Sehingga jumlah gempa multiphase sebelum letusan sedikit dengan sebaran magnitudo gempa yang lebih kecil dibandingkan dengan gempa yang terjadi sesudah letusan. Hal ini dikarenakan sebelum letusan distribusi magma digunakan untuk proses erupsi sedangkan sesudah letusan distrubusi magma mulai turun karena terjadi setelah erupsi.
Gambar 4.15 Hubungan antara frekuensi dan magnitudo gempa multiphase, (a) Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006 Hubungan antara frekuensi dan magnitudo dapat dilihat pada gambar 4.15 dimana grafik tersebut dapat diamati bahwa sebelum letusan kisaran nilai magnitudo lebih kecil dibanding sesudah letusan yang mana disebabkan karena kalkulasi distribusi gempa multiphase.
a b
c. Energi Gempa Multiphase
Energi gempa menunjukkan besarnya kekuatan yang dikeluarkan ketika terjadi gempa. Kalkulasi tekanan yang tinggi yang beakibat desakan magma yang besar pada bagian bawah sehingga energi yang dikeluarkan akan cenderung besar. Hal ini jelas terlihat dari sebelum letusan karena besarnya energi yang dicapai lebih kecil sesudah letusan, karena sebelum letusan khususnya bulan maret energi yang dicapai sekitar 3,78x1012 erg, puncak energi yang maksimum terjadi pada bulan juni dan peningkatan energi karena dampak dari erupsi terjadi di bulan september sebesar 10,49x1012 erg.
Secara lengkap data seismik yang berupa kalkulasi energi total sebelum dan sesudah letusan dapat dilihat pada lampiran 1. Statistika energi total gempa multiphase adalah sebagai berikut:
Gambar 4.16 Statistik grafik energi total, (a) Sebelum letusan bulan februari- maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan juni- september 2006
Dari grafik energi total yang diplotkan untuk bulan februari-september dapat dilihat, ternyata dari bulan februari sampai april kalkulasi energi totalnya sebesar: 12837,78x1012 erg, 9251,01x1012 erg, 6103,88x1012 erg. Ini menandakkan bahwa munculnya desakan magma dari dalam tubuh Gunung Api Merapi sudah terjadi bulan februari dengan tingkat energi total yang terjadi sebesar 12837,78x1012 erg, setelah magma dari dalam mendapatkan celah sebagai jalan keluar ke permukaan maka secara statistik energi total mulai berkurang yang berakibat deformasi pada bagian puncak Gunung Api Merapi juga berkurang. Anggapan ini dapat terlihat pada kurva energi total yang menjadi landai pada pertengahan bulan april tepatnya tanggal 12 April 2006 dengan energi total sebesar 6103,88x1012 erg. Perubahan energi total pada kurva yang secara signifikan jelas terjadi pada bulan juni, karena akumulasi energi yang naik tiba-tiba turun secara drastis pada tanggal 14 Juni 2006 dengan energi sebesar 1250,94 x1012 erg padahal tanggal 9 Juni 2006 besarnya energi yang tercapai sebesar 6333,64 x1012 erg. Ternyata perubahan b
yang signifikan pada bulan juni ini menandakan tepatnya tanggal 9 Juni 2006 dengan akumulasi energi yang cukup besar dapat menimbulkan potensi awan panas dengan jumlah 106 (didapat dari data seismik yang tercatat). Klimaks dari Erupsi 2006 terjadi tanggal 14 Juni 2006 dengan 61 kali awan panas dimana luncuran mencapai 7 km dan energi sebesar 1250,94 x1012 erg.
Kalkulasi energi total setelah tanggal 14 Juni 2006 mengalami penurunan yang drastis terutama bulan agustus 2006, energi total yang mencapai bulan agustus hanya 15,57x1012 erg dikarenakan potensi gempa multiphase untuk bulan ini hampir cenderung tidak ada tetapi guguran mulai tampak. Perubahan yang bearti tampak pada bulan september dengan energi total sebesar 2527,42 x1012 erg yang ditandai dengan jumlah guguran sebanyak 2.321.
d. Nilai A/D.
A/D menandakan bentuk dari sinyal output dari suatu gelombang gempa sehingga dari nilai A/D ini memberikan gambaran secara visual sinyal output yang terekam dalam seismograf. Berdasarkan analisis secara visual jika durasi yang dihasilkan pendek maka nilai A/D akan besar dan berlaku sebaliknya jika A/D besar maka durasi yang tercapai akan kecil.
Berdasarkan persamaan perhitungan magnitudo yang dirumuskan oleh
Karnek,1962 didapatkan : 3 . 3 log 66 . 1 log max + D + ÷ ø ö ç è æ = D A M (4.9)
Terdapat hubungan secara sistematis antara nilai magnitudo dan nilai A/D, dari persamaan diatas didapatkan bahwa” semakin tinggi nilai A/D maka harga magnitudo akan kecil jika semakin besar nilai magnitudo maka nilai A/D akan kecil (magnitudo¹ A/D). Data kalkulasi nilai A/D dan magnitudo disajikan pada tabel 13 dan 14 sebagai berikut:
Tabel 13. nilai A/D dan magnitudo pada Bulan Maret 2006
No. Tanggal Origin Time A/D Magnitude (SR) 21:13 0,75 0,601647993 1 02/03/2006 11:50 0,75 0,601647993 15:32 1,04762 0,635550872 2 21/03/2006 12:03 0,45455 0,186228296 8:01 0,78261 0,698764538 3 22/03/2006 15:02 1,9 0,601647993 20:01 1,33333 0,401746014 4 24/03/2006 16:35 0,72727 0,186228296 15:35 0,26667 0,401746014 5 28/03/2006 10:18 0,46667 0,401746014 Ratarata 0,84787 0,471695402 Standar Deviasi 0,47823 0,184611822
Tabel 14 nilai A/D dan magnitudo pada Bulan September 2006
No. Tanggal Origin Time A/D Magnitude (SR) 6:03 0,35294 0,488718274 1 18/09/2006 23:38 0,4 0,756704014 18:24 0,24 0,756704014 2 25/09/2006 18:09 0,30556 1,010084001 11:07 0,36667 0,883394008 3 28/09/2006 12:42 0,42857 0,83545285 11:09 0,48 0,756704014 4 29/09/2006 19:00 0,25 0,601647993 19:05 0,42424 0,949622304 5 30/09/2006 20:38 0,4 0,756704014 Ratarata 0,3648 0,779573549 Standar Deviasi 0,07871 0,154308201
Dari tabel 13 dan 14 di atas didapatkan bahwa untuk nilai A/D bulan maret bernilai 0,847871259 sedangkan bulan september 0,364797725, nilai A/D untuk bulan maret lebih besar dibandingkan bulan september ini berarti bentuk sinyal output dari rekaman seismik untuk bulan maret memiliki durasi gelombang yang pendek untuk jenis gempa multiphase, sedangkan bulan september durasi
a b
sinyal outputnya cenderung panjang karena nilai A/D kecil. Analisis ini jelas terlihat dari rekaman seimik yang untuk gempa multiphase yang terjadi sebelum letusan dan sesudah letusan khususnya bulan maret dan september, ternyata bentuk gelombang sinyal output gempa seismik bergantung pada nilai A/D nya.
Gambar 4.17 Sinyal gempa multiphase (a) sebelum letusan dimana nilai A/D lebih besar, (b) sesudah letusan dimana nilai A/D lebih kecil.
Pengaruh nilai A/D ternyata juga berhubungan dengan magnitudo gempa multiphase yang terjadi sebelum letusan nilai A/D sebesar 0,847871259 sedangkan magnitudo berkisar 0,471695402 SR. Untuk bulan september ternyata nilai magnitudo sebesar 0,779573549 SR dan nilai A/D bernilai 0,364797725., dapat dilihat bahwa semakin kecil nilai A/D maka magnitudo yang dihasilkan akan semakin besar yang berarti jumlah gempa dengan konsentrasi tekanan magma juga besar jika nilai A/D besar maka magnitudo yang dihasilkan akan kecil yang berarti tingkat gempa yang terjadi juga kecil karena tekanan yang berada didalam sudah mulai berkurang. Hal ini terlihat sebelum letusan bulan maret yang memiliki nilai A/D kecil dan magnitudo besar sehingga dapat dinyatakan bahwa bulan maret tekanan magma yang berada dalam tubuh Gunung Api Merapi mengalami akumulasi energi yang akan dilepaskan, sedangkan bulan september ternyata nilai A/D besar dan magnitudo kecil berarti tekanan didalam Gunung Merapi sudah dilepaskan sehingga dimungkinkan tidak terjadi aktivitas kenaikan magma di bulan september.
Perubahan sinyal seismik selain dilihat dari nilai A/D sebelum dan sesudah letusan juga dapat dilihat berdasarkan perbedaan nilai amplitudonya, biasanya terlihat pada perubahan jenis sinyal yang cukup jelas antara sebelum dan
a
sesudah letusan. Perubahan yang menarik ini adalah adanya kenaikan amplitudo sinyal seismik sebelum terjadi letusan terutama pada fase pra letusan bulan maret dan penurunan amplitudo sinyal seismik setelah terjadi letusan pada fase purna letusan bulan september. Erupsi tanggal 14 Juni 2006 ternyata disertai dengan kenaikan amplitudo sebelum fase letusan ini menandakan adanya peningkatan tekanan magma di dalam tubuh Gunung Merapi yang memicu terjadinya letusan tanggal 14 Juni 2006.
Perubahan kenaikan amplitudo sinyal seismik ini terlihat dalam rekaman secara digital sebelum dan sesudah letusan, kenaikan amplitudo sebelum letusan ini diduga merupakan hasil aktivitas aliran gas didalam saluran magma yang kemudian diikuti dengan retakan, dan pergeseran pada kolom saluran magma. Sehingga tekanan magma dari dalam cukup besar dan kontiyu dengan durasi gempa multiphase yang terjadi pendek seperti terlihat dalam kalkulasi nilai A/D nya. Penurunan amplitudo sinyal seismik sebelum letusan diduga karena adanya kerusakan lava dan tekanan magma dari dalam masih cukup besar sehingga yang terjadi hanya guguran kubah lava.
b
Gambar 4.18 (a) Kenaikan amplitudo sinyal seismik tanggal 24 Maret 2006, (b) penurunan amplitudo sinyal seismik tanggal 28 September 2006
e. Emergen Time
Emergen time dalam parameter gempa sebenarnya untuk menentukan awalan dari gempa multiphase terutama pergerakan amplitudonya yang bersifat gradual dalam arah pergerakan yang perlahan. Penentuan emergen time ini berasal dari pengambilan data dari tawalan sampai amplitudo tertinggi dalam sinyal gelombang seismik gempa multiphase, Besarnya emergen time sebelum letusan (bulan maret) sekitar 1,78183 detik, sesudah letusan (bulan september) : 2,492 detik. Gradasi nilai yang berbeda ini menunjukkan bahwa bulan maret cenderung pergerakan lebih lambat yang diikuti dengan semakin tingginya nilai amplitudo gelombang seismik dan bulan september pergerakan amplitudonya berlangsung lebih cepat sehingga amplitudo yang dihasilkan jauh lebih kecil. Hal ini jelas terlihat dari data antara amplitudo dan emergen time dari gempa multiphase bulan maret dan september.
Tabel 15 Data Emergen Time Sebelum dan Sesudah Letusan No. Tanggal Origin Time App (mm) t emergen (dtk) Tanggal Origin Time App (mm) t emergen (dtk) 1 02/03/2006 21:13 15 4,688 18/09/2006 6:03 6 1,68 11:50 15 2,76 23:38 10 4,5 2 21/03/2006 15:32 22 1,5932 25/09/2006 18:24 6 0,81 12:03 5 1,9345 18:09 11 1,56 3 22/03/2006 8:01 18 1,0962 28/09/2006 11:07 11 3,11 15:02 38 2,2874 12:42 12 1,44 4 24/03/2006 20:01 20 0,8 29/09/2006 11:09 12 4,9 16:35 8 1,17 19:00 5 1,25 5 28/03/2006 15:35 4 0,23 30/09/2006 19:05 14 0,97 10:18 7 1,259 20:38 10 4,7 Ratarata 1,78183 2,492 Standar Deviasi 1,256409045 1,646901468 f. Respons Spectra
Respons spectra ini terdiri dari 3 variabel parameter yaitu: spectra acceleration (SA), spectra velocity (SV), dan spectra displacement (SD). Respons spectra ini menandakan bagian yang mengalami peredaman ketika gempa terjadi berdasarkan spectra yang didapatkan. Analisis dari Respons spectra ini berdasarkan pada nilai peredaman dari gelombang seismik yag berada pada periode waktu tertentu. SA merupakan analisi secara spectra untuk percepatan, dimana setiap gelombang seismik memiliki nilai percepatan ketika terjadi perambatan.
Dari data yang didapatkan antara grafik spectra acceleration , dan spectra velocity:
Gambar 4.19 Respons spectra (a) bulan maret, (b) bulan september
Grafik yang menunjukkan spectra untuk percepatan dan kecepatan dapat diketahui jika nilai amplitudo besar maka redaman untuk nilai pecepatan dan kecepatan berbanding terbalik, telihat dalam tanggal 22 Maret 2006 besarnya amplitudo sebesar 7 mm dengan nilai percepatan 2.5x10-5m/s2; kecepatan 5x10-5cm/s memberikan redaman dalam rentang 0.10x10-5-0.20x10-5 untuk spectra pecepatan dan kecepatan.
Nilai yang berbeda terjadi tanggal 29 September 2006 dengan amplitudo sebesar 25 mm, percepatan: 1.0x10-5m/s2; kecepatan 2.2x10-5cm/s dengan nilai redaman dari spectra untuk pecepatan dan kecepatan adalah: 0.2x10-4 m/s2 dan
4
10 2 .
0 x - cm/s. Hal ini menandakan ketika terjadi kenaikan gelombang seismik yang menandakan adanya distribusi magma dari bawah tubuh Gunung Api Merapi ternyata mempengaruhi percepatan rambat gelombang seismik yang besar sehingga faktor redaman yang dihasilkan juga kecil, kenyataan ini berbeda dengan bulan september karena bulan september sudah terjadi penurunan tekanan magma yang menimbulkan percepatan gelombang seismik yang kecil sehingga kalkulasi nilai redaman yang dihasilkan juga besar. Faktor redaman ini dipengaruhi oleh struktur dari batuan, ketika struktur batuan kompak maka kemungkinan besarnya redaman yang diserap akan kecil, jika batuan sudah mengalami perenggangan redaman yang diserap akan besar.
b a
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian Tugas Akhir ini dilaksanakan di Balai Penyelidikan Dan Pengembangan Teknologi Kegunungapian (BPPTK), Jalan Cendana 15 Yogyakarta. Penelitian Tugas Akhir ini dilaksanakan selama 2 bulan yaitu mulai tanggal 8 Maret 2010 sampai dengan tanggal 8 Mei 2010.
3.2.a Bahan Penelitian
Dalam penelitian ini digunakan data-data digital sinyal gempa
multiphase yang terjadi pada Bulan Maret 2006 dan September 2006 yang
terdistribusi secara merata (gempa dominan) yang dipilih masing-masing 2 event gempa setiap harinya dari stasiun Pusunglondon dengan arah komponen Z di Gunung Merapi.
3.2.b Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah jaringan seismograf di Gunungapi Merapi yang terdapat 7 stasiun seismometer yang aktif saat ini. Dalam penelitian ini hanya digunakan 1 stasiun analog yaitu Pusunglondon
Tabel 2. Posisi Stasiun-stasiun analog di Gunung Api Merapi
No. Nama Stasiun Lokasi Koordinat Keterangan X (0) Y (0 ) Z (m)
1 Deles Tenggara 110,461 -7,5602 1487 Analog 2 Plawangan Selatan 110,432 -7,5857 1276 Analog 3 Klatakan Barat Laut 110,428 -7,5347 1918 Analog 4 Pusung London Timur Laut 110,454 -7,5383 2700 Analog
Seismograf analog Gunungapi Merapi meliputi beberapa stasiun sensor dan stasiun penerima. Stasiun sensor berada di tubuh gunung, terdiri atas Seismometer, modulator, dan transmitter. Seismometer yang digunakan tipe L4C 1Hz dengan faktor damping 0,8 dan konstanta transduksi 50 mV/mm/s. Sinyal dari seismometer yang berupa voltase
