ANALISA BACK ARC THRUST DI SEKITAR SUMBAWA DAN FLORES
BERDASARKAN SEISMISITAS, MEKANISME BIDANG SESAR, DAN ANOMALI
GRAVITASI
ANALYSIS OF BACK ARC THRUST AROUND SUMBAWA AND FLORES
BASED ON SEISMICITY, FAULT PLANE MECHANISM, AND GRAVITY
ANOMALIES
Vibriana Septa Rini1 , Yosi Setiawan2
Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Jalan Perhubungan I No.5 Pondok Betung – Tangerang Selatan
E-mail: vibrianasepta@gmail.com
ABSTRACT
This study examines the seismicity and gravity anomalies of Back Arc Thrust around the Island of Sumbawa and Flores based on seismicity data derived from earthquake catalogue of EHB( 1960-2008 ) , Focal mechanism of GlobalCMT , USGS Subduction Models, Slab 1.0, and gravity data from TOPEX . The purpose of this study was to identify a back arc thrust in both regions . The study was conducted on Track 1 ( 117 ° E - 6 ° S to 117 ° E - 12 ° S ) and track 2 ( 121 ° E - 6 ° S to 121 ° E - 12 ° S ) . Seismicity , focal , and gravity anomalies which through by each track mapped using GMT software. The analysis
shows both of the track obtained dip amounting to 31.7 ° and 30.8 ° with a maximum depth was 45 km and 52.1 km . On the oher hand, subduction lane at the both of the track
were identified as seismic gap at the depth of 320-470 km and -400 km . Both of the subduction lane and back arc thrust had negative gravity anomaly . The results of this study can be used to study about earthquake potential around the region of Sumbawa and
Flores.
Keywords : Back Arc Thrust , Seismicity , Gravity Anomalies
ABSTRAK
Penelitian ini mengkaji aktivitas seismik dan anomali gravitasi daerah Back Arc Thrust (sesar naik belakang busur) di sekitar Pulau Sumbawa dan Pulau Flores berdasarkan data seismisitas yang diperoleh dari katalog gempabumi EHB (1960-2008), mekanisme
fokal GlobalCMT, model subduksi Slab 1.0 dari USGS, dan data anomali gravitasi dari TOPEX. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengidentifikasi back arc thrust di kedua wilayah tersebut. Penelitian dilakukan pada lintasan 1 (117° BT-6° LS hingga 117° BT-12° LS) dan lintasan 2 (121° BT-6° LS hingga 121° BT-12° LS). Setelah analisa dan dipetakan
dengan menggunakan software GMT, menunjukkan bahwa pada kedua lintasan didapatkan kemiringan sesar sebesar 31.7° dan 30.8° dengan kedalaman maksimum 45 km dan 52.1 km. Selain itu, di lajur subduksi kedua lintasan teridentifikasi adanya seismik
gap pada kedalaman 320-470 km dan 220-400 km. Pada lajur subduksi maupun sesar naik belakang busur didapatkan anomali gravitasi yang bernilai negatif. Hasil penelitian ini
dapat digunakan dalam studi potensi bencana gempabumi disekitar wilayah Sumbawa dan Flores.
1. PENDAHULUAN
Distribusi gempabumi yang terjadi di selatan Sumbawa dan sekitarnya merupakan akibat aktivitas di zona subduksi lempeng indo-australia yang menunjam di bawah lempeng Eurasia. Selain ditribusi gempabumi yang terjadi, aktivitas subduksi lempeng samudera Indo-Australia yang menunjam di bawah Lempeng Benua Eurasia dengan kecepatan 7,5 cm / tahun (e.g. Curray 1989). tersebut telah menghasilkan struktur geologi baru berupa sesar aktif yang berada di sebelah utara Pulau Flores. Sesar tersebut mengalami perpanjangan hingga di sebelah timur laut Bali (Yazid, 1999) yang dikenal sebagai Back Arc thrust (Sesar naik belakang busur kepulauan). Aktivitas dari sesar naik belakang busur kepulauan inilah yang meyebabkan gempabumi juga banyak terjadi di utara kepulauan Sumbawa hingga Flores.
Selain dilihat dari frekuensi gempa yang terjadi, suatu daerah sesar dapat diidentifikasi dari nilai anomali gravitasinya. V Kostoglodov et al (1996) menyimpulkan adanya korelasi yang nyata antara nilai anomali gravitasi dan distribusi kegempaan yang terjadi di palung Meksiko. Tujuan penelitian ini adalah untuk megetahui karakteristik Back Arc Thrust secara lebih jauh berdasarkan anomali gravitasi beserta pola subduksinya, sehingga dapat dijadikan sebagai studi potensi bencana gempabumi di daerah Sumbawa dan sekitarnya.
TEKTONIK SETTING
Nusa Tenggara Timur merupakan daerah perbatasan busur Kepulauan Sunda Kecil dan busur kepulauan Banda yang terbentuk akibat rotasi lempeng berarah counterclockwise dari posisi awalnya yang berarah timur-barat. Rotasi busur banda berakhir di pertemuan tiga lempeng di laut Banda. Letak kepulauan Nusa Tenggara yang berada pada pertemuan lempeng indo Australia dan lempeng eurasia, ditandai adanya palung lautan (oceanic trough)pada batas pertemuan kedua lempeng tersebut.
Berdasarkan teori tektonik lempeng, kepulauan Nusa Tenggara dapat dibagi menjadi empat tektonik-struktur, yaitu:
1. Back Arc unit / Unit Belakang Busur : Laut Flores, yang dikenal dengan Back Arc Thrust
2. Unit Busur Dalam : Rangkaian kepulauan vulkanik Bali, Lombok, Sumbawa, Komodo, Flores, Adonora, Solor, Romben, Pantar, Alor, Kambing dan Wetar. 3. Outer Arc Unit / Unit Depan Busur : Non vulkanik island ; Dana, Raijua, Sawu,
adanya zona diskontinuitas lateral di sepanjang jalur penunjaman lempeng indo-australia dan eurasia yang berarah ke utara.
4. Fore Arc Unit / Unit Depan Busur : terletak antara busur dalam dan busur luar (Cekungan Laut Dalam, Cekungan Lombok, dan Cekungan Savu). Herman Karman & F. Hasan Sidi, 2000
Gambaran tektonik saat ini menunjukkan kerangka mega tektonik. (dimodifikasi dari Hamilton,1979; Parkinson,1991; dan Mathews,1992)
2. DATA DAN METODE
Data yang digunakan dalam penelitian ini adalah data seismisitas katalog gempabumi EHB [1] dari tahun 1960-2008, data mekanisme fokal gempa-gempa terpilih dari GlobalCMT, data model slab subduksi Slab 1.0 dari USGS, data bathimetri dari GEBCO, data gravitasi anomali udara bebas (Free Air Anomaly) dari TOPEX serta data batas lempeng tektonik dari UTIG (The University of Texas Institute for Geophysics). Dalam penelitian ini digunakan data dari katalog EHB karena data katalog ini telah direlokasi.
Penelitian ini dilakukan dengan membagi dua lokasi penelitian, yaitu Lintasan 1 (117° 6° LS hingga 117° 12° LS) dan Lintasan 2 (121° 6° LS hingga 121° BT-12° LS). Data seismisitas diolah menjadi peta seismisitas dengan software GMT. Pada peta seismisitas ini juga diplot batas lempeng tektonik dan mekanisme fokal gempa-gempa terpilih, yaitu gempa-gempa-gempa-gempa dengan mekanisme sesar naik di sekitar Back Arc Thrust di dalam dua lokasi penelitian.
menggunakan software SEIZMO yang berjalan pada platform MATLAB. Berdasarkan data kedalaman dan kemiringan (dip) sesar kemudian dibuat perkiraan penampang melintang dari Back Arc Thrust.
Pada kedua lokasi penelitian juga dibuat penampang melintang dari data gravitasi yang kemudian dibandingkan dengan penampang melintang dari zona subduksi dan zona perkiraan penampang melintang Back Arc Thrust.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Peta seismisitas daerah Nusa Tenggara Barat dan sebagian Nusa Tenggara Timur dari data katalog EHB periode 1960-2008 ditampilkan dalam Gambar 3. Pada peta tersebut terlihat bahwa distribusi gempa tersebar diantara zona subduksi dan zona Back Arc Thrust. Dari data mekanisme fokal terlihat bahwa gempa-gempa tersebut memiliki mekanisme sesar naik. Gempa-gempa dalam di sekitar Back Arc Thrust diakibatkan oleh subduksi lempeng Australia terhadap lempeng Eurasia, sedangkan gempa-gempa dangkal di sekitar Back Arc Thrust diakibatkan oleh sesar naik itu sendiri.
Dari data seismisitas tersebut, dibuat penampang melintang hiposenter pada dua lintasan, yaitu Lintasan 1 (117° BT-6° LS hingga 117° BT-12° LS) di daerah Sumbawa dan lintasan 2 (121° BT-6° LS hingga 121° BT-12° LS) di daerah Flores. Sebagai pembanding, data model slab subduksi dari USGS juga ditampilkan. Penampang melintang tersebut ditampilkan pada Gambar 4 atas. Pada penampang melintang tersebut terlihat bahwa hiposenter gempa sesuai dan mengikuti pola dari model slab subduksi. Pada Lintasan 1 teridentifikasi adanya seismik gap pada kedalaman 320-470 km dan pada Lintasan 2 teridentifikasi pada kedalaman 220-400 km. Seismic gap ini berasosiasi dengan putusnya slab subduksi di wilayah tersebut.
Gambar 4. Atas: Penampang melintang hiposenter dan model slab subduksi pada Lintasan 1 (kiri) dan Lintasan 2 (kanan). Bawah: Penampang melintang hiposenter, mekanisme fokal, dan model sesar di zona Back Arc Thrust pada Lintasan 1 (kiri) dan
Lintasan 2 (kanan).
Dari data model slab subduksi dan model sesar di zona Back Arc Thrust tersebut kemudian dibandingkan dengan data gravitasi dari TOPEX dan ditampilkan pada Gambar 5. Dari gambar tersebut terlihat adanya anomali yang bernilai negatif pada bagian awal zona subduksi dan zona Back Arc Thrust. Anomali pada data gravitasi ini adalah anomali udara bebas.
oleh air dan sedimen [2] dan di zona subduksi anomali bernilai negatif disebabkan oleh sedimen yang densitasnya kecil dan terkumpul di dasar parit samudera [4].
.
Gambar 5. Penampang melintang data anomali gravitasi dan model slab subduksi dan model sesar di zona Back Arc Thrust di Lintasan 1 (kiri) dan Lintasan 2 (kanan).
4. KESIMPULAN
penyesaran naik dengan arah dip ke arah selatan dan arah strike cenderung ke arah timur-barat. Selain itu, data anomali gravitasi menunjukkan anomali yang bernilai negatif di zona subduksi yang disebabkan oleh adanya sedimen yang memiliki densitas kecil serta di zona Back Arc Thrust yang disebabkan oleh pembelokan lempeng ke bawah yang kemudian diisi oleh air dan sedimen.
DAFTAR PUSTAKA
[1] International Seismological Centre. 2009. EHB Bulletin, http://www.isc.ac.uk, Internatl. Seis. Cent., Thatcham, United Kingdom.
[2] McCaffrey, R. And Nabelek J. 1987. Earthquakes, Gravity and The Origin of The Bali Basin: An Example of A Nascent Continental Fold and Thrust Belt. Journal of Geophysical Research, 92, 441-460.
[3] Daryono. 2011. Identifikasi Sesar Naik Belakang Busur (Back Arc Thrust) Daerah Bali Berdasarkan Seismisitas dan Solusi Bidang Sesar. Artikel Kebumian, Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika, www.bmg.go.id.
[4] Lowrie, W. 2007. Fundamentals of Geophysics (Second Edition). New York: Cambridge University Press.
[5] Prasetyo, Hardi.1992. The Bali-Flores Basin: Geological Transition From Extensional. Proceedings Indonesian Petroleum Association ,Twenty First Annual Convention.
[6] Yasid,M., 1999, Studi Seismotektonik Pulau Bali dan Sekitarnya Berdasarkan Relokasi Hiposenter dan Solusi Bidang Sesar.Tugas Akhir, Program Studi Geofisika, Jurusan Geofisika dan Meteorologi, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Teknologi Bandung.
[7] Kostoglodov, V., Bandy, W., Dominguez, J. And Mena, M., 1996. Gravity and Seismicity over the Guerro seismic gap, Mexico. Geophysical Research Letters. 23. 3385-3388.
