38
BAB IV
ANALISIS
Koordinat yang dihasilkan dari pengolahan data GPS menggunakan software Bernese dapat digunakan untuk menganalisis deformasi yang terjadi pada Gunungapi Papandayan. Berikut adalah beberapa permasalahan yang akan dianalisis dalam bab ini yaitu:
• Vektor pergeseran titik pengamatan pada Gunungapi Papandayan
• Visualisasi plot vektor pergeseran titik pengamatan GPS pada Gunungapi Papandayan
• Perhitungan sumber tekanan dengan model Mogi
• Visualisasi plot sumber tekanan magma dengan model Mogi 4.1 Vektor Pergeseran Titik Pengamatan Gunungapi Papandayan
Vektor pergeseran merupakan salah satu indikasi terjadinya deformasi pada gunungapi. Vektor pergeseran ini diperoleh dari selisih koordinat antar kala pengamatan titik-titik kerangka dasar deformasi. Vektor pergeseran dapat dibagi dua komponen, yaitu komponen vertikal dan komponen horizontal. Komponen horizontal adalah besar dan pola vektor pergeseran secara bidang horizontal. Arah pergeseran ditunjukkan oleh besarnya azimuth dari pergeseran titik-titik kerangka dasar deformasi tersebut.
>? = @(> )5+ (>A)5……….(4.1)
tan D = EGEF……….(4.2) Dimana:
ds = besar vektor pergeseran horizontal
α = azimuth pergeseran horizontal
Untuk mendapatkan vektor pergeseran digunakan fungsi kurva fitting dengan data hasil pengolahan GPS. Fungsi kurva yang digunakan adalah fungsi linier. Berikut adalah formula fungsi linear:
39 H = IJ + K……….(4.3) Keterangan:
y dan x : variabel a dan b : parameter
Untuk menghitung parameter digunakan prinsip kuadrat terkecil dengan rumusan sebagai berikut:
LM = N + O………(4.4) Keterangan:
A : Matriks desain pengamatan X : Matriks parameter
F : Vektor pengamatan V : vektor residu
Sedangkan konsep dari kuadrat terkecil adalah : Σ V2 = minimum
Pada kasus pergeseran di gunungapi Papandayan sebagai efek dari adanya deformasi,dapat dituliskan rumus kecepatan, yaitu:
P = vt + C………(4.5) Di mana:
S : perubahan posisi, dalam pemantauan aktivitas gunungpi, pengukuran lebih ditekankan pada dinamika atau perubahan yang terjadi. Ini berarti posisi awal tidak terlalu diperhitungkan.
v : vektor kecepatan t : selang waktu C : konstanta tertentu.
40 Fungsi di atas adalah fungsi linier. Fungsi linier digunakan karena deformasi pada suatu gunungapi, ketika gunungapi tersebut tidak mengalami kegiatan vulkanis yang signifikan seperti halnya gunungapi Papandayan pada kurun waktu 2002-2011, mengalami fungsi yang linier. Dari rumus di atas, s dan t adalah variabel pengamatan sedangkan v dan C adalah parameter yang akan dicari. Secara grafis, dapat digambarkan sebagai berikut:
Grafik 4.1 Hubungan parameter vektor kecepatan dan konstanta C terhadap perubahan posisi dan waktu
Berikut ini contoh timeseries pergeseran dari salah satu titik pengamatan di Gunungapi Lokon, yaitu titik DPN5 :
41
Grafik 4.2 Kecepatan pergeseran komponen E-W (timur-barat) titik DPN5
Grafik 4.3 Kecepatan pergeseran komponen N-S (utara-selatan) titik DPN5
y = 0.0072x - 14.477 0 0.002 0.004 0.006 0.008 0.01 0.012 0.014 0.016 0.018 2003 2003.5 2004 2004.5 2005 2005.5 2006
DPN5 (e-w)
DPN5 (e-w) Linear (DPN5 (e-w)) y = 0.0112x - 22.527 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 0.03 2003 2003.5 2004 2004.5 2005 2005.5 2006DPN5 (n-s)
DPN5 (n-s) Linear (DPN5 (n-s))42
Grafik 4.4 Kecepatan pergeseran komponen U-D (vertikal) titik DPN5
Untuk pergeseran atau resultan tiap titik pengamatan, dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut :
Tabel 4.1 Kecepatan pergeseran titik pengamatan tahun 2003 – 2011
Titik Bujur Lintang de(m/th)dn(m/th) σe (m) σn (m) resultan (m)
ALUN 107.725338 -7.324697 -0.0075 0.0003 0.0018 0.0018 0.007 BMNG 107.740572 -7.312593 -0.0004 0.0013 0.0016 0.0017 0.001 DP06 107.736641 -7.310205 -0.0125 -0.0064 0.0016 0.0017 0.014 DPN5 107.750723 -7.302681 0.0072 0.0113 0.0015 0.0017 0.013 KAWH 107.733988 -7.311967 0.0191 -0.0086 0.0014 0.0016 0.021 KMAS 107.736536 -7.312635 -0.0149 -0.0090 0.0016 0.0016 0.017 NGLK 107.727140 -7.317613 0.0093 -0.0001 0.0015 0.0017 0.009
4.2 Plotting Vektor Pergeseran Gunungapi Papandayan
Pemodelan atau gambar dari vector pergeseran yang terjadi pada Gunungapi Papandayan yang telah diolah dari data pengamatan GPS pada tahun 2003-2011 pada Tugas Akhir ini menggunakan software General Mapping Tools (GMT).
y = 1.1129x - 2229.7 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 2003 2003.5 2004 2004.5 2005 2005.5 2006
DPN5 (u-d)
DPN5 (u-d) Linear (DPN5 (u-d))43 Berikut hasil plot semua titik-titik pengamatan GPS di Gunungapi Papandayan per kala pengamatan :
1. Plot vektor pergeseran titik pengamatan tahun 2002 – 2003
Gambar 4.1 Vektor Pergeseran Titik Pengamatan Tahun 2002 - 2003 Pada Gambar 4.1 vektor pergeseran titik-titik pengamatan yang terjadi tidak memperlihatkan pola yang jelas. Titik BMNG bergeser ke arah tenggara sedangkan titik KAWH dan PARK bergeser ke arah barat daya.
2. Plot vektor pergeseran titik pengamatan tahun 2003 - 2005
44 Pada Gambar 4.2 vektor pergeseran titik-titik pengamatan memperlihatkan pola yang sudah jelas. Semua titik pengamatan yaitu PARK, DPN5, KAWH, dan BMNG cenderung mengarah ke arah timur laut. Berdasarkan pola pergeseran tersebut, kemungkinan letak sumber tekanan berada pada kawah.
3. Plot vektor pergeseran titik pengamatan tahun 2005 - 2008
Gambar 4.3 Vektor Pergeseran Titik Pengamatan Tahun 2005 - 2008
Pada Gambar 4.3 vektor pergeseran titik-titik pengamatan tidak memperlihatkan pola yang jelas. Titik PARK, BMNG, ALUN bergeser ke arah barat daya sedangkan titik KMAS bergeser ke arah tenggara. Pergeseran titik-titik pengamatan tersebut disebabkan oleh aktivitas vulkanik Gunungapi Papandayan.
45 4. Plot vektor pergeseran titik pengamatan tahun 2008 - Juli 2011
Gambar 4.4 Vektor Pergeseran Titik Pengamatan Tahun 2008 - Juli 2011
Pada Gambar 4.4 vektor pergeseran titik-titik pengamatan tidak memperlihatkan pola yang jelas. Titik BMNG dan KMAS bergeser ke arah utara, titik PARK dan DP06 bergeser ke arah barat daya, sedangkan titik ALUN bergeser ke arah barat laut. Vektor titik pengamatan tersebut membentuk arah yang berlawanan yang mengindikasikan ada dua sumber yang mempengaruhi pergeseran.
46 5. Plot vektor pergeseran titik pengamatan Juli 2011 - Agustus 2011
Gambar 4.5 Vektor Pergeseran Titik Pengamatan Juli 2011 - Agustus 2011
Pada Gambar 4.5 vektor pergeseran titik-titik pengamatan tidak memperlihatkan pola yang jelas. Titik PARK, DP06, KMAS bergeser ke arah timur laut dan titik NGLK bergeser ke arah barat laut. Sedangkan titik BMNG mengarah ke barat laut dengan pergeserannya yang jauh.
47 6. Plot vektor pergeseran titik pengamatan 2003 - Juli 2011
Gambar 4.6 Vektor pergeseran titik pengamatan tahun 2003 – Juli 2011 Pada Gambar 4.6 vektor pergeseran titik-titik pengamatan tidak memperlihatkan pola yang jelas. Semua titik terlihat acak arah pergeserannya. Vektor titik pengamatan tersebut membentuk arah yang berlawanan yang mengindikasikan ada dua sumber yang mempengaruhi pergeseran.
4.3 Penentuan Posisi Sumber Magma Gunungapi Papandayan
Penentuan posisi sumber magma menggunakan model mogi berdasarkan pola pergeseran pada titik pengamatan. Pada Tugas Akhir ini penentuan posisi sumber magma dengan kedalaman mengacu pada tinggi rata-rata titik pengamatan. Berdasarkan pola pergeseran tersebut posisi sumber magma ditentukan dengan try and eror sampai vektor pergeseran pada model mogi fitting dengan nilai pergeseran pada pengamatan. Untuk memutuskan apakah apakah vector pergeseran pada model sudah fitting sama vector pengamatan, maka dilihat dari nilai RMS (Root Mean Square) keduanya. Semakin kecil nilai RMS, maka nilai vector pergeseran pengamatan dengan nilai vector pergeseran model semakin bagus fitting nya.
48 Berikut perkiraan posisi sumber magma berdasarkan model mogi :
• Perkiraan posisi sumber magma menggunakan model mogi pada pengamatan 2003 – 2011 posisi sumber magma diperkirakan berada di 107.7354o BT , -7.320313o LU pada kedalaman 1500 m dan 4500 m.
4.4 Plotting Posisi Sumber Magma Gunungapi Papandayan Berikut adalah hasil plotting posisi sumber magma:
1. Plot sumber magma tahun 2003 - 2005
Gambar 4.7 Perkiraan posisi sumber magma menggunakan model mogi pengamatan 2003 – 2005
Keterangan gambar :
: vektor pergeseran model mogi : vektor pergeseran titik pengamatan : posisi sumber magma
Pada Gambar 4.7 berdasarkan model mogi yang digunakan untuk mendapatkan sumber tekanan magma maka didapatkan posisi sumber tekanan magma, kedalaman sumber tekanan dari rata-rata tinggi titik pengamatan serta volume sumber. Pada saat pengamatan tahun 2003 – 2005 didapatkan dua sumber tekanan dimana kedua sumber berlokasi sama yaitu 107.7354o BT , -7.320313o LU akan tetapi beda
49 kedalaman dan volume. Sumber yang pertama terdapat pada kedalaman 1500 m dengan volume 500000. Sedangkan sumber yang kedua terdapat pada kedalaman 4500 m dengan volume 2000000. Pada kedua sumber terjadi proses inflasi.
Berikut nilai RMS untuk pengamatan 2003 – 2005 seperti pada tabel 4.2 Tabel 4.2 Nilai RMS pengamatan 2003 - 2005
Titik Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) PARK 0.007 0.025 0.037 0.020 0.00093 0.00002 KAWH -0.004 0.024 0.035 0.004 0.00157 0.00044 DPN5 0.013 0.015 0.007 0.011 0.00004 0.00002 BMNG 0.014 0.021 0.020 0.018 0.00004 0.00001 0.002578 0.000479 n 4 n-1 3 RMS (m) 0.000874
Model Pengamatan (Residu)^2
0.002621867
2. Plot sumber magma tahun 2005 - 2008
Gambar 4.8 Perkiraan posisi sumber magma menggunakan model mogi pengamatan 2005 – 2008
50 Keterangan gambar :
: vektor pergeseran model mogi : vektor pergeseran titik pengamatan
: posisi sumber magma
Pada Gambar 4.8 sumber tekanan tetap pada posisi 107.7354o BT , -7.320313o LU dimana disana terjadi proses deflasi pada kedalaman 1500 m dengan volume 500000. Berikut nilai RMS untuk pengamatan 2005 – 2008 seperti pada tabel 4.3
Tabel 4.3 Nilai RMS pengamatan 2005- 2008
Titik Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) PARK -0.005 -0.018 -0.010 -0.006 0.00002 0.00016 KMAS -0.003 -0.020 0.008 -0.016 0.00011 0.00002 BMNG -0.011 -0.017 -0.013 -0.009 0.00000 0.00007 ALUN 0.019 0.008 -0.010 -0.004 0.00082 0.00013 0.000959 0.000375 n 4 n-1 3 RMS (m) 0.000343
Model Pengamatan (Residu)^2
0.001030106
3. Plot sumber magma tahun 2008 – Juli 2011
Gambar 4.9 Perkiraan posisi sumber magma menggunakan model mogi pengamatan 2008 – Juli 2011
51 Keterangan gambar :
: vektor pergeseran model mogi : vektor pergeseran titik pengamatan
: posisi sumber magma
Pada Gambar 4.9 sumber tekanan berada pada posisi 107.7354o BT , -7.320313o LU dimana sumber tekanan pertama berada pada kedalaman 1500 m dengan volume 1100000 sedangkan sumber tekanan kedua berada pada kedalaman 4500 m dengan volume 17000000. Pada sumber tekanan pertama terjadi proses inflasi dan proses deflasi terjadi pada sumber tekanan kedua.
Berikut nilai RMS untuk pengamatan 2005 – 2008 seperti pada tabel 4.4 Tabel 4.4 Nilai RMS pengamatan 2008- Juli 2011
Titik Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) PARK -0.003 -0.013 -0.018 -0.011 0.00020 0.00001 KMAS 0.001 0.007 0.001 0.005 0.00000 0.00000 DP06 0.000 -0.001 -0.013 -0.006 0.00015 0.00003 BMNG 0.001 0.002 0.000 0.004 0.00000 0.00000 ALUN 0.004 0.002 -0.004 0.006 0.00006 0.00002 0.00042 0.00006 n 5 n-1 4 RMS (m) 0.000107242
Model Pengamatan (Residu)^2
52 4. Plot sumber magma Juli 2011 – Agustus 2011
Gambar 4.10 Perkiraan posisi sumber magma menggunakan model mogi pengamatan Juli 2011 – Agustus 2011
Keterangan gambar :
: vektor pergeseran model mogi : vektor pergeseran titik pengamatan
: posisi sumber magma
Pada Gambar 4.8 sumber tekanan berada posisi 107.7354o BT , -7.320313o LU dimana disana terjadi proses infflasi pada kedalaman 4500 m dengan volume 70000000.
Berikut nilai RMS untuk pengamatan 2005 – 2008 seperti pada tabel 4.5 Tabel 4.5 Nilai RMS pengamatan Juli 2011 – Agustus 2011
Titik Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) PARK 0.059 0.220 0.178 0.207 0.01421 0.00017 NGLK -0.157 0.052 -0.049 0.175 0.01178 0.01501 KMAS 0.022 0.148 0.093 0.103 0.00509 0.00203 DP06 0.023 0.187 0.033 0.052 0.00010 0.01839 BMNG -0.185 -0.079 -0.900 0.110 0.51111 0.03581 ALUN 0.097 0.145 0.003 0.004 0.99346 0.00118 1.535756 0.072587 n 6 n-1 5 RMS (m) 0.307494
Model Pengamatan (Residu)^2
53 5. Plot sumber magma tahun 2003 – Juli 2011
Gambar 4.11 Perkiraan posisi sumber magma menggunakan model mogi pengamatan 2003 – Juli 2011
Keterangan gambar :
: vektor pergeseran model mogi : vektor pergeseran titik pengamatan
: posisi sumber magma
Pada Gambar 4.11 sumber tekanan berada pada posisi 107.7354o BT , -7.320313o LU dimana sumber tekanan pertama berada pada kedalaman 1500 m dengan volume 500000 sedangkan sumber tekanan kedua berada pada kedalaman 4500 m dengan volume 5000000. Pada sumber tekanan pertama terjadi proses deflasi dan proses inflasi terjadi pada sumber tekanan kedua.
54 Berikut nilai RMS untuk pengamatan 2005 – 2008 seperti pada tabel 4.6
Tabel 4.6 Nilai RMS pengamatan 2003 – Juli 2011
Titik Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) Ve (m) Vn (m) ALUN 0.0053 0.0023 -0.0075 0.0003 0.00016 0.00000 BMNG -0.0044 -0.0066 -0.0004 0.0013 0.00002 0.00006 DP06 -0.0008 -0.0069 -0.0125 -0.0064 0.00014 0.00000 DPN5 0.0069 0.0079 0.0072 0.0113 0.00000 0.00001 KAWH 0.0015 -0.0086 0.0191 -0.0086 0.00031 0.00000 KMAS -0.0013 -0.0091 -0.0149 -0.0090 0.00018 0.00000 NGLK 0.0080 -0.0027 0.0093 -0.0001 0.00000 0.00001 PARK -0.0007 -0.0027 0.0023 -0.0009 0.00001 0.00000 0.00082 0.00009 n 8 n-1 7 RMS (m) 0.000118
Model Pengamatan (Residu)^2
0.000827392
Untuk memperjelas proses deformasi gunungapi, maka akan ditampilkan tabel siklus aktivitas Gunung api Papandayan seperti tabel 4.7
