Analisis Coulomb Stress Gempabumi Halmahera Barat Mw=7,2 Terhadap Aktivitas Vulkanik Gunung Soputan dan Gunung Gama Chapter III V

(1)

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian dan pengambilan data dilakukan di Kantor Pusat Badan Meterologi, Klimatologi, dan Geofisika wilayah I Medan Jl. Ngumban Surbakti No. 15 Medan

3.2. Metode Penelitian

Metode yang digunakan adalah deskriptif analitis, yaitu dengan penjelasan dan analisis melalui model Coulomb Stress, dimana data diolah dan kemudian diperoleh hasil perubahan coulomb stress. Kemudian hasilnya dianalisi untuk memperoleh pengaruhnya gempabumi tektonik Halmahera Barat terhadap gunung berapi gunung Soputan dan gunung Gamalama.. Dengan metode ini persebaran gempabumi diperoleh hasil interaksi gempabumi tektonik terhadap gunung Soputan dan gunung Gamalama

3.3. Peralatan dan Bahan

Peralatan dan bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian adalah sebagai berikut :

a. Komputer/laptopuntuk membantu pengolahan data b. Software MATLAB, Coulomb 3.4, dan Arc Gis

(2)

gempabumi yang terjadi 10 tahun sebelumnya dengan magnitudo minimal Mw=5,4.

d. Metode dalam menganalisis gempabumi adalah Coulomb Stress

3.4 DIAGRAM ALIR PENELITIAN

Studi literatur

Data Seismisitas

1. BMKG dan Global CMT 2. Data Focal Mechanism

Kondisi Tektonik

1. Episenter ( Lon 126,49 dan Lat 1,95) 2. Magnitude ( 7,2 Mw)

3. Kedalaman (60 km)

4. Panjang Patahan (65,89 km) 5. Lebar Patahan (28,27 km) 6. Sudut Strike/Azimuth (42o) 7. Sudut Slip dan Dip (35o dan 110o) 8. Moment Tensor (reverse/sesar naik)

Sumber Gempa

Coulomb 3.4

Daerah Distribusi Gempa

(3)

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

3.5 Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian ini dilakukan dengan beberapa langkah. Langkah pertama yang dilakukan adalah studi literatur terhadap daerah yang rawan gempabumi dan peningkatan aktivitas gunung berapi di daerah Sulawesi Utara dan Maluku. Data gempabumi tektonik diambil dari sumber BMKG dan Global CMT, data geofisik vulkanik gunung berapi dari PVMBG (Pusat vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi). Data tersebut akan diolah dengan model Coulomb Stress dan hasilnya nilai dan penyebaran distribusi gempabumi tektonik Halmahera Barat di kedalaman 8 km kemudian dianalisis terhadap perubahan aktifitas vulkanik gunung Soputan dan gunung Gamalama

3.5.1 Studi Literatur

Studi literatur ini mengkaji literatur yang berhubungan dengan keadaan geologis suatu daerah. Berdasarkan informasi yang didapat dari Global CMT sebagai lembaga survei geologi Amerika Serikat dan PVMBG sebagai survei vulkanologi Indonesia, laut Maluku merupakan arLaut Maluku

Analisis (Coulomb 3.4 dan Arc Gis)

(4)

2012 yang sehari sebelumnya terjadi gempabumi dengan kekuatan Mw=5,1. Pada tanggal 29

Desember 2013 terjadi gempa Mw=5,7. Di daerah Laut Maluku juga sering terjadi gempa

susulan dengan rata-rata kekuatan kisaran Mw=5 hingga saat.

Laut Maluku mempunyai fenomena unik, yaitu terdapat dua buah kemenerusan gunung api yang membentuk busur yang saling bertolak belakang. Dua kemenerusan gunung api ini berada di lengan utara pulau Sulawesi dan di Kepulauan Halmahera. Kenampakan dua buah kemenerusan gunung api ini sejalan dengan kajian seismotektonik yang menunjukkan adanya dua subduksi di daerah tersebut. Ada dua pendapat mengenai dua subduksi tersebut yaitu pendapat dari Hamilton dan Waluyo.

3.6. Data Validasi

Data yang dianalisis adalah data hasil model Coulomb Stress serta dikorelasikan dengan data aktivitas kedua gunung yang ada sehingga diketahui keakuratan model yang sedang diujikan. Validasi model yang diujikan yaitu data gempabumi 15 Nopember 2014 di Halmahera Barat dan data gempa selama tahun 10 tahun sebelumnya serta data aktivitas gunung Soputan dan gunung Gamalama

3.7. Pengumpulan Data

(5)

1. Data gempabumi 15 Nopember 2014 dan data gempa susulan serta parameter sesar (focal mechanism) tersebut dari BMKG dan Global CMT.

2. Data geofisik gunung Soputan dan gunung Gamalama dari PVMBG

3.8. Proses Data

Proses pengolahan data hingga didapat distribusi perubahan tegangan Coulomb oleh gempabumi dan data geofisik adalah sebagai berikut:

1. Mengunduh data gempabumi utama 7,2 Mw tanggal 15 Nopember 2014 dan data gempa Mw=5,4 dari tahun 2004-2014 berikut parameter sesar dari website BMKG dan Global CMT. Data geofisik gunung Soputan dan gunung Gamalama dari PVMBG

2. Mengunduh data “focal mechanism” Tahun 2014, gempabumi utama tanggal yang telah dipilih yaitu tanggal 15 Nopember 2014, dari website Global CMT;

3. Menjalankan perangkat lunak Matlab R2013a;

4. Menjalankan software Coulomb versi 3.4 pada program Matlab;

5. Menggunakan software Coulomb 3.4 untuk gempabumi dengan input data

focal mechanism gempabumi yang bersangkutan;

6. Menggambarkan daerah distribusi perubahan tegangan Coulomb dan perhitungan perubahan tegangan Coulomb pada kedalaman 8 km dikarenakan letak dapur magma gunung Soputan dan gunung Gamalama (Dawid, 2014)

(6)

3.9 Coulomb 3.4

Coulomb 3.4 mempunyai fitur utama yaitu kemudahan input, modifikasi

interaktif yang cepat, dan hasil intuitif visualisasi. Program ini memiliki menu dan

check-item, dan kotak dialog untuk memudahkan pengoperasian. Grafis internal

yang cocok untuk publikasi dan dapat dengan mudah diimpor ke Illustrator, GMT,

Google Earth atau Flash untuk perangkat tambahan lebih lanjut.

Coulomb dirancang untuk menghitung perpindahan statis, regangan, dan

tegangan pada setiap kedalaman yang disebabkan oleh patahan slip, magmatik

intrusi, atau perluasan tanggul/kontraksi. Yang pertama dapat menghitung

perpindahan statis (pada permukaan atau di stasiun GPS), regangan, dan tegangan

yang disebabkan oleh patahan slip, intrusi magmatik, atau perluasan tanggul.

Sebagaimana gempabumi mendorong atau menghambat sesar pada sesar terdekat,

atau bagaimana sesar tergelincir atau tanggul ekspansi yang akan memampatkan

ruang magma di dekatnya, yang terhubung dengan Coulomb. Deformasi geologi

berkaitan dengan kesalahan strike-slip, sesar normal, atau lipatan sesar-lekukan

lipatan yang merupakan penerapan. Perhitungan dibuat dalam setengah ruang

elastis dengan sifat seragam elastis isotropik menurut Okada (1992 )

Bukti substansial untuk mendukung hipotesis bahwa sesar berinteraksi

dengan transfer tegangan, baik pada skala waktu urutan gempa dan gempa susulan

dan skala waktu yang dikaitkan dengan waktu antar kejadian dari guncangan

terbesar yang terjadi di suatu wilayah. Ada bukti bahwa patahan dan sistem

magmatik juga berinteraksi, dan perubahan stres statis mempengaruhi intrusi dan

(7)

kerak memodifikasi tekanan dalam perbandingan elastis setengah ruang yang

diimplementasikan di Coulomb.

A. Perubahan Coulomb Stress untuk patahan horizontal-kanan terhadap patahan utama Stress meningkat menurun

Perubahan stress sesar + Efektif friksi x = Perubahan Coulomb

horizontal-kanan Perubahan stress normal horizontal-kanan τ_�� + �′(−�_�) = �_��

B. Perubahan Coulomb Stress untuk patahan optimal yang berorientasi terhadap patahan N27oE tekanan regional (��) 100 bar �′= 0,75

Perubahan stress sesar + Efektif friksi x perubahan = Perubahan Coulomb Stress normal stress

(8)

3.10 Proses Analisis dan Pemetaan

3.10.1 Proses Analisis data dengan Coulomb 3.4

Berikut beberapa hal dalam proses analisa data gempabumi dengan Coulomb 3.4 untuk mendapatkan perubahan coulomb stress gempabumi Halmahera Barat

• Colomb 3.4 merupakan aplikasi antarmuka windows berbasis perangkat lunak MATLAB (MATrix LABoratory) dengan menggunakan PC tunggal

• Data input yang digunakan Coulomb 3.4 sebagai berikut: 1. Data primer

- Sumber gempabumi Halmahera Barat 15 Nopember 2014 dan gunung Soputan dan gunung Gamalama

2. Data Sekunder

- Data gempabumi Halmahera Barat Mw=7,5 pada 15 November 2014 dan gempabumi 10 tahun sebelumnya serta data focal mechanism dari BMKG dan Global CMT

- Data geofisik gunung Soputan dan gunung Gamalama dari PVMBG

• Untuk penentuan lokasi gempa utama maka digunakan data yaitu data hasil dari

BMKG, dikarenakan data BMKG lebih akurat dan sudah hasil relokasi dibandingkan dari data Global CMT yang jarak rekam seismik jauh lebih akurat dan datanya belum hasil relokasi.

(9)

Gambar 3.3 Tampilan Coulomb_{3.3 dengan berbasis MATLAB}

• Input data sesuai dengan gempabumi yang terjadi di Halmahera Barat

Gambar 3.4 Input data Coulomb_3.3

(10)

• Klik function, klik stress, klik coulomb stress dan input mekanisme fokal, dan klik calculate & view

Gambar 3.6 Hasil coulomb stress_{Halmahera Barat}

• Klik function, klik stress, klik calculate stress on point untuk menghitung nilai coulomb stress di daerah gempa

(11)

3.10.2 Pemograman Coulomb 3.4

function [shear,normal,coulomb] =

calc_coulomb(strike_m,dip_m,rake_m,friction_m...

,ss)

% For calculating shear, normal and Coulomb stresses in a given % fault strike, dip, and rake

%

% INPUT: strike_m,dip_m,rake_m,friction_m,SXX,SYY,SZZ,SXY,SXZ,SYZ %

% OUTPUT: shear,normal,coulomb %

% "_m" means matrix. So, for "if" condition, we can only use scalar. % So here we convert it into scalar since there are the all same numbers in

% adjustment for our coordinate system from Aki & Richards convension

c1 = strike_m >= 180.0; c2 = strike_m < 180.0;

strike = (strike_m - 180.0) .* c1 + strike_m .* c2;

% % for rake rotation (this was fixed by Zhang ZQ)

for i=1:n

rsc = -rake(i,1); % flipped

rr = makehgtform('xrotate',rsc); mtran(1:3,1:3,i) = rr(1:3,1:3);

end

% Now corrected scalar value is to matrix (n x 1) as "...m" % strikem = zeros(n,1) + strike;

% dipm = zeros(n,1) + dip;

rakem = zeros(n,1) + rake;

sn = zeros(6,length(strike)); sn9 = zeros(3,3,length(strike));

ver = pi/2.0;

(12)

zbeta = (ver-strike).*d1 + ((-1.0)*ver-strike).*d2.*c1.*c3 +

(pi+ver-xbetam = zeros(n,1) + xbeta; ybetam = zeros(n,1) + ybeta; zbetam = zeros(n,1) + zbeta; xdelm = zeros(n,1) + xdel; ydelm = zeros(n,1) + ydel; zdelm = zeros(n,1) + zdel;

xl = cos(xdelm) .* cos(xbetam); xm = cos(xdelm) .* sin(xbetam); xn = sin(xdelm);

yl = cos(ydelm) .* cos(ybetam); ym = cos(ydelm) .* sin(ybetam); yn = sin(ydelm);

(13)

sn9(1,3,k) = sn(5,k);

shear = reshape(sn9(1,2,:),n,1); normal = reshape(sn9(1,1,:),n,1); coulomb = shear + friction .* normal;

3.10.3 Proses Analisis data dengan ArcGis

Software ArcGIS pertama kali diperkenalkan kepada publik oleh ESRI pada tahun 1999, yaitu dengan kode versi 8.0 (ArcGIS 8.0). ArcGIS merupakan penggabungan, modifikasi dan peningkatan dari 2 software ESRI yang sudah terkenal sebelumnya yaitu ArcView GIS 3.3 dan ArcINFO Workstation 7.2 (terutama untuk tampilannya). Setelah itu berkembang dan ditingkatkan terus kemampuan si ArcGIS ini oleh ESRI yaitu berturut turut ArcGIS 8.1, hingga sekarang sudah ada ArcGIS 10. Dalam kaitannya dengan ArcGIS ini, secara umum ada dua versi yaitu ArcGIS Desktop (untuk PC/Laptop based) dan ArcGIS Server “berbasis web“. ArcGIS sebetulnya adalah ArcGIS Desktop terdiri atas 5 applikasi dasar yaitu ArcMap, ArcCatalog, ArcToolbox, ArcGlobe, ArcScene.

(14)

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Penelitian “Analisis Coulomb Stress Gempabumi Halmahera Barat Mw=7,2 terhadap Aktivitas Vulkanik Gunung Soputan dan Gunung Gamalama” ini bertujuan mengetahui pengaruh gempabumi Halmahera Barat terhadap aktivitas gunung Soputan dan gunung Gamalama.Maka untuk mengetahui pengaruh gempabumi Halmahera Barat dapat digunakan model coulomb stress di daerah perairan Laut Maluku Utara, Laut Maluku Selatan, Teluk Minahasa, dan Halmahera.

Hasil dari pemodelan Coulomb Stress adalah nilai stress dan strain yang dihasilkan dari gempa dan juga menampilkan bentuk sebaran arah stress dan

strain dari gempabumi yang mengimbas daerah-daerah di sekitaran perairan Laut Maluku, Kepulauan Maluku, Sulawesi terutama Gunung Soputan dan Gunung Gamalama.

(15)

4.1 Parameter Gempabumi Dalam Coulomb Stress

Menurut para ahli gempa diketahui bahwa karakteristik gempabumi yang digunakan dalam coulomb stress adalah gempa-gempa yang berlokasi di sekitar patahan lempeng dengan magnitudo yang besar dan mempunyai arah strike, dip, ,

rake dan bentuk focal Penyebaran dan penjalaran energi gempabumi tergantung dari kekuatan, kedalaman, dan arah stress dan strain. Penggunaan parameter gempa Halmahera Barat Mw=7,2 disebabkan magnitudonya yang besar sehingga dapat dideteksi focal mechanism sehingga dapat menyebabkan gempa-gempa susulan di daerah peningkatan stress. Pemodelan yang digunakan adalah coulomb stress yang menggunakan aplikasi Coulomb 3.4.

4.2 Distribusi Perubahan Coulomb Stress_{Gempa 7,2 Mw Halmahera} Barat 15 Nopember Tahun 2014

(16)

Gambar 4.1 a) Distribusi perubahan coulomb stress_gempabumi Halmahera Barat 7,2 Mw 15 Nopember 2014 pada kedalaman 60 km b) Gambar kondisi patahan 3D

Perubahan coulomb stress bernilai positif menyebar di kedalaman 0 hingga 10 km. Dari hasil cross section dapat kita lihat bahwa coulomb stress

positif ini bekerja pada jarak 0 hingga 100 km. Daerah peningkatan coulomb stress ini memiliki nilai antara 0,01 hingga 0,05 bar. Untuk daerah yang mengalami penurunan coulomb stress berada pada jarak 0 hingga 95 km. Kisaran nilai coulomb stress negatif ini antara -0,01 hingga -0,05 bar.

(17)

4.2.1 Perubahan Coulomb Stress_{Gunung Soputan dan Gunung Gamalama} pada gempa 7,2 Mw 15 Nopember 2014

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada periode 15 Nopember 2014, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di gunung Soputan dan gunung Gamalama.

Gambar 4.3 a) Peta irisan daerah gunung Soputan, b) Cross section A-B perubahan Coulomb Stress_{di bawah gunung} Soputan pada gempabumi Halmahera Barat Mw=7,2 15 Nopember 2014 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi perubahan coulomb stress

di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.3a. Pada gambar cross section A-B di daerah yang mengalami peningkatan stress ditunjukkan warna merah. Dari hasil cross section dapat kita lihat coulomb stress ini bekerja pada jarak 8 km. Kisaran nilai coulomb stress

(18)

Gambar 4.4 a) Peta irisan daerah gunung Gamalama, b) Cross section _{A-B perubahan c}oulombstress_{di bawah gunung} Gamalama pada gempabumi Halmahera Barat Mw=7,2 15 Nopember 2014 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi tegangan coulomb stress di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.4a. Pada gambar cross section A-B di merupakan daerah penurunan tegangan yang ditandai dengan berwarna biru dari hasil cross section juga dapat diketahui, wilayah penurunan stress ini berada pada kedalaman 8 km, . Nilai

coulomb stress negatif ini antara 0,01 bar.

4.3 Perubahan Coulomb Stress_{Halmahera Barat Desember} 2004-Desember 2005

(19)

Gambar 4.5 Grafik gempa Halmahera Barat Nopember 2004– Desember 2005

4.3.1 Distribusi Perubahan Coulomb Stress_{di Halmahera Barat Periode} Nopember 2004-Desember 2005

Dari penjumlahan 10 gempa yang terjadi di daerah perairan laut Maluku memiliki bidang lobus yang terdiri dari bidang lobus positif dan bidang lobus negatif. Lobus bernilai positif ditandai dengan warna merah yang merupakan daerah peningkatan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar . Sedangkan lobus negatif ditandai dengan warna biru yang merupakan daerah penurunan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar.

Gambar 4.6 Distribusi perubahan coulomb stress_gempabumi

4,55

Gempa Halmahera Barat Periode 2005

(20)

4.3.2 Perubahan Coulomb Stress_{Gunung Soputan dan Gunung Gamalama} Periode Nopember 2004-Desember 2005

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya periode Nopember 2004-Desember 2005, menghasilkan distribusi coulomb stress di bawah gunung Soputan dan gunung Gamalama. Hal ini tergantung dari besarnya magnitudo gempa dan arah peningkatan coulomb stress dan coulomb stress.

Gambar 4.7 a) Peta irisan daerah gunung Soputan, b) Cross section A-B perubahan Coulomb Stress_{di bawah gunung} Soputan Nopember 2004-Desember 2005 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section diperoleh distribusi perubahan coulomb stress di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.7a. Pada gambar cross section A-B, daerah ini mengalami penurunan

(21)

Gambar 4.8 a) Peta irisan daerah gunung Gamalama, b) Cross section _{A-B perubahan c}oulomb stress_{di bawah gunung} Gamalama Nopember 2004-Desember 2005 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi perubahan coulomb stress

di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.8a. Pada gambar cross section A-B, daerah ini tidak menghasilkan peningkatan ataupun penurunan coulomb stress dan nilai coulomb stress pada kedalaman 8 km adalah 0 bar.

4.4 Perubahan Coulomb Stress_{Halmahera Barat Tahun 2004-2006}

(22)

Gambar 4.9 Grafik gempa Halmahera Barat tahun 2004-2006 4.4.1 Distribusi Perubahan Coulomb di Halmahera Barat Tahun 2004-2006

Dari penjumlahan 22 gempa yang terjadi di daerah perairan laut Maluku memiliki lobus bernilai positif merupakan daerah peningkatan coulomb stress

bernilai 0,01 bar hingga 0,05 bar. Sedangkan lobus negatif yang merupakan daerah penurunan coulomb stress bernilai 0,01 bar hingga 0,05 bar.

Gambar 4.10 Distribusi perubahan coulomb stress _gempabumi Halmahera Barat tahun 2004-2006 pada kedalaman 10 km.

4,5 5 5,5 6 6,5

M

a

g

ni

tudo

Waktu gempa (2004-2006)

Gempa Halmahera Barat Periode (2004-2006)

(23)

4.4.2 Perubahan Coulomb Stress_{Gunung Soputan dan Gunung Gamalama} Tahun 2004-2006

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada periode tahun 2004-2006, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di gunung Soputan dan gunung Gamalama.

Gambar 4.11 a) Peta irisan daerah gunung Soputan, b) Cross section A-B perubahan coulomb stress_{di bawah gunung} Soputan tahun 2004-2006 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section diperoleh distribusi perubahan coulomb stress di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.11a. Pada gambar cross section A-B, daerah ini mengalami penurunan

coulomb stress yang bekerja pada kedalaman 8 km. Nilai Coulomb stress negatif ini 0,002 bar.

(24)

gunung Gamalama tahun 2004-2006 di kedalaman 10 km

di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.12a. Pada gambar cross section A-B, daerah ini tidak menghasilkan peningkatan ataupun penurunan coulomb stress dan nilai coulomb stress pada kedalaman 8 km adalah 0 bar.

Gempa yang terjadi dalam kurun waktu tahun 2004-2007 berjumlah 53 kali gempa yang tersebar di daerah Laut Maluku, Minahasa, dan Halmahera. Dengan magnitudo terkecil 5,4 SR yang terjadi pada 21 Januari 2007 di Laut Maluku Utara sedangkan magnitudo terbesar 7,5 SR terjadi pada 21 Januari 2007 di Laut Maluku Utara.

Gambar 4.13 Grafik gempa Halmahera Barat Tahun 2004-2007

4.5.1 Distribusi Perubahan Coulomb_{di Halmahera Barat Tahun 2004-2007} Dari penjumlahan 53 gempa yang terjadi di daerah perairan laut Maluku memiliki lobus bernilai positif merupakan daerah peningkatan coulomb stress

0

Gempa Halmahera Barat Periode (2004-2007)

(25)

0,01 bar hingga 0,05 bar. Sedangkan lobus negatif yang merupakan daerah penurunan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar.

Gambar 4.14 Distribusi perubahan coulomb_{stress gempabumi} Halmahera Barat tahun 2004-2007 pada kedalaman 10 km.

4.5.2 Perubahan Coulomb Stress_{Gunung Soputan dan Gunung Gamalama} Periode Tahun 2004-2007

Gempa yang terjadi Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada periode tahun 2004-2007, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di daerah gunung Soputan dan gunung Gamalama.

(26)

bawah gunung Soputan tahun 2004-2007 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi perubahan coulomb stress di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.15a. Pada gambar cross section A-B di daerah yang mengalami peningkatan coulomb stress yang bekerja pada kedalaman 8 km. Nilai Coulomb stress ini 0,05 bar.

Gambar 4.16 a) Peta irisan daerah gunung Gamalama, b) Cross section _{A-B perubahan c}oulombstress_{di bawah gunung} Gamalama Tahun 2004-2007 di kedalaman 10 km Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi perubahan coulomb stress

di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.16a. Pada gambar cross section A-B, daerah ini menghasilkan peningkatan coulomb stress. Nilai coulomb stress pada kedalaman 8 km adalah 0,077 bar.

(27)

Maluku Selatan sedangkan magnitudo terbesar 6,6 SR terjadi pada 11 September 2008 di Halmahera.

Gambar 4.17 Grafik gempa Halmahera Barat tahun 2004-2008

4.6.1 Distribusi Perubahan Coulomb_{di Halmahera Barat Tahun 2004-2008} Dari penjumlahan dari 60 gempa yang terjadi di daerah perairan laut Maluku memiliki lobus bernilai positif merupakan daerah peningkatan coulomb stress dari 0,01 bar hingga 0,05 bar. Sedangkan lobus negatif merupakan daerah penurunan coulomb stress dari 0,01 bar hingga 0,05 bar.

Gambar 4.18 Distribusi perubahan coulomb stress_gempabumi Halmahera Barat tahun 2004-2008 pada kedalaman 10

0

Gempa Halmahera Barat Periode (2004-2008)

(28)

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada periode tahun 2008, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di gunung Soputan dan gunung Gamalama.

Gambar 4.19 a) Peta irisan daerah gunung Soputan, b) Cross section A-B perubahan coulomb stress_{di bawah gunung} Soputan tahun 2004-2008 di kedalaman 10 km

di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.19a. Pada gambar cross section A-B, mengalami peningkatan coulomb stress dan nilai coulomb stress pada kedalaman 8 km adalah 0,04 bar

(29)

di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.20a. Pada gambar cross section A-B di daerah mengalami peningkatan coulomb stress. Nilai coulomb stress positif pada kedalaman 8 km adalah 0,052 bar.

Gempa yang terjadi dalam kurun waktu tahun 2004-2009 berjumlah 69 kali gempa yang tersebar di daerah Laut Maluku, Minahasa, dan Halmahera. Dengan magnitudo terkecil 5,4 SR yang terjadi pada 09 Februari 2009 di Minahasa sedangkan magnitudo terbesar 5,8 SR terjadi pada 1 Juli 2009 di Laut Maluku Utara.

4.7.1 Distribusi Perubahan Coulomb_{di Halmahera Barat Tahun 2004-2009} Dari penjumlahan dari 69 gempa yang terjadi di daerah Halmahaera Barat memiliki lobus bernilai positif yang merupakan daerah peningkatan coulomb

0

Gempa Halmahera Barat Periode (2004-2009)

(30)

stress 0,01 bar hingga 0,05 bar. Sedangkan lobus negatif merupakan daerah penurunan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar.

Gambar 4.22 Distribusi perubahan coulomb stress_gempabumi Halmahera Barat tahun 2004-2009 pada kedalaman 10 km.

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada periode tahun 2004-2009, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di gunung Soputan dan gunung Gamalama.

(31)

A-B perubahan coulomb stress_{di bawah gunung} Soputan tahun 2004-2009 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi perubahan tegangan

Coulomb di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada gambar 4.23a. Pada gambar cross section A-B mengalami peningkatan coulomb stress. Nilai coulomb stress negatif pada kedalaman 8 km adalah 0,038 bar.

Gambar 4.24 a) Peta irisan daerah gunung Gamalama, b) Cross section _{A-B perubahan}coulombstress_{di bawah gunung} Gamalama tahun 2004-2009 di kedalaman 10 km

Coulomb di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada gambar 4.24a. Pada gambar cross section A-B di daerah menghasilkan peningkatan coulomb stress. Sehingga nilai coulomb stress pada kedalaman 8 km adalah 0,032 bar.

(32)

Utara sedangkan magnitudo terbesar 6,3 SR terjadi pada 3 Agustus 2010 di Laut Maluku Utara.

4.8.1 Distribusi Perubahan Coulomb_{di Halmahera Barat Tahun 2004-2010} Dari penjumlahan dari 20 gempa yang terjadi di daerah Halmahera Barat memiliki lobus bernilai positif yang merupakan peningkatan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar. Sedangkan lobus negatif ditandai dengan warna biru yang merupakan daerah penurunan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar.

Gambar 4.26 Distribusi perubahan coulombstress_gempabumi

0

Gempa Halmahera Barat Periode (2004-2010)

(33)

Halmahera Barat tahun 20004-2010 pada kedalaman 10 km

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada periode tahun 2004-2010, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di gunung Soputan dan gunung Gamalama.

Gambar 4.27 a) Peta irisan daerah gunung Soputan, b) Cross section _{A-B perubahan c}oulombstress_{di bawah gunung} Soputan tahun 2004-2010 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi perubahan tegangan coulomb di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada gambar 4.27a. Pada gambar cross section A-B di daerah yang mengalami peningkatan coulomb stress bekerja pada jarak 0 hingga 10 km. Nilai

(34)

Gambar 4.28 a) Peta irisan daerah gunung Gamalama, b) Cross section _{A-B perubahan}Coulomb stress _{di bawah} gunung Gamalama tahun 2004-2010 di kedalaman 10 km

di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada gambar 4.28a. Pada gambar cross section A-B di daerah adanya peningkatan

coulomb stress. Nilai coulomb stress di kedalaman 8 km adalah 0,021 bar.

4.9 Perubahan Coulomb Stress Halmahera Barat Desember tahun 2004-2011

Gempa yang terjadi dalam kurun waktu 2004-2011 berjumlah 83 kali gempa yang tersebar di daerah Laut Maluku, Minahasa, dan Halmahera. Dengan magnitudo terkecil 5,4 SR yang terjadi pada 08 Juli 2011 di Minahasa sedangkan magnitudo terbesar 6,4 SR terjadi pada 13 Juni 2011 di Laut Maluku Utara.

(35)

4.9.1 Distribusi Perubahan Coulomb_{di Halmahera Barat periode Tahun} 2004-2011

Dari penjumlahan 83 gempa yang terjadi di Halmahera Barat memiliki lobus positif yang merupakan daerah peningkatan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar dan mepunyai arah utara dan tenggara. Sedangkan lobus yang merupakan daerah penurunan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar.

Gambar 4.30 Distribusi perubahan coulomb stress_gempabumi Halmahera Barat pada kedalaman 10 km.

(36)

Gambar 4.31 a) Peta irisan daerah gunung Soputan, b) Cross section A-B perubahan coulomb stress_{di bawah gunung} Soputan tahun 2004-2011 di kedalaman 10 km

coulomb di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada gambar 4.31a. Pada gambar cross section A-B di daerah ini mengalami peningkatan coulomb stress. Kisaran nilai coulomb stress pada kedalaman 8 km adalah 0,033 bar.

Gambar 4.32 a) Peta irisan daerah gunung Gamalama, b) Cross section _{A-B perubahan c}oulombstress_{di bawah gunung} Gamalama tahun 2004-2011 di kedalaman 10 km

(37)

peningkatan coulomb stress. Nilai coulomb stress positif pada kedalaman 8 km adalah 0,03 bar.

4.10 Perubahan Coulomb Stress Halmahera Barat Tahun 2004-2012

Gempa yang terjadi dalam kurun waktu tahun 2004-2012 berjumlah 93 kali gempa yang tersebar di daerah Laut Maluku, Minahasa, dan Halmahera. Dengan magnitudo terkecil 5,4 SR yang terjadi pada 07 Januari 2012 di Halmahera sedangkan magnitudo terbesar 6,6 SR terjadi pada 26 Agustus 2012 di Laut Maluku Utara.

4.10.1 Distribusi Perubahan Coulomb _{di Halmahera Barat Tahun 2012} Dari penjumlahan dari 93 gempa yang terjadi di daerah Halmahera Barat memiliki bidang lobus bernilai positif yang merupakan daerah peningkatan tegangan 0,01 bar hingga 0,05 bar. Sedangkan lobus negatif yang merupakan daerah penurunan tegangan 0,01 bar hingga 0,05 bar.

0

Gempa Halmahera Barat Periode (2004-2012)

(38)

Gambar 4.34 Distribusi perubahan coulomb stress_gempabumi Halmahera Barat tahun 2004-2012 pada kedalaman 10 km.

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada tahun 2004-2012, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di gunung Soputan dan gunung Gamalama.

(39)

di bawah gunung Soputan terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada gambar 4.35a. Pada gambar cross section A-B terlihat peningkatan coulomb stress. Nilai coulomb stress dari kedalaman 8 km adalah 0,035 bar.

Gambar 4.36 a) Peta irisan daerah gunung Gamalama, b) Cross section _{A-B perubahan c}oulombstress_{di bawah gunung} Gamalama tahun 2004-2012 di kedalaman 10 km

Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi perubahan coulomb stress di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada gambar 4.36a. Pada gambar cross section A-B di daerah yang adanya peningkatan coulomb stress. Nilai coulomb stress dari kedalaman 8 km adalah 0,052 bar.

(40)

4.11.1 Distribusi Perubahan Coulomb_{di Halmahera Barat periode Tahun} 2004-2013

Dari penjumlahan dari 96 gempa yang terjadi di daerah perairan laut Maluku memiliki lobus bernilai positif yang merupakan daerah peningkatan

coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar. Sedangkan lobus negatif yang merupakan daerah penurunan tegangan 0,01 bar hingga 0,05 bar.

Gambar 4.38 Distribusi perubahan coulomb stress_gempabumi Halmahera Barat Tahun 2004-2013 pada kedalaman 10 km.

Gempa Halmahera Barat Periode (2004-2013)

(41)

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada periode tahun 2004-2013, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di gunung Soputan dan gunung Gamalama.

Gambar 4.39 a) Peta irisan daerah gunung Soputan, b) Cross section A-B perubahan coulomb_{stress di bawah gunung} Soputan tahun 2013 di kedalaman 10 km

(42)

section _{A-B perubahan c}oulombstress_{di bawah gunung} Gamalama tahun 2013 di kedalaman 10 km

di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.40a. Pada gambar cross section A-B di daerah yang tampak adanya peningkatan tegangan. Nilai coulomb stress di kedalaman 8 km adalah 0,052 bar.

4.12 Perubahan Coulomb Stress_{Halmahera Barat Desember Tahun} 2004-2014

Gempa yang terjadi dalam kurun waktu tahun 2004-2014 berjumlah 112 kali gempa yang tersebar di daerah Laut Maluku, Minahasa, dan Halmahera. Dengan magnitudo terkecil 5,4 SR yang terjadi pada 24 Februari 2014 di Laut Maluku Utara sedangkan magnitudo terbesar 7,2 SR terjadi pada 15 Nopember 2014 di Laut Maluku Utara.

0

Gempa Halmahera Barat Periode

2004-2014

(43)

4.12.1 Distribusi Perubahan CoulombStress_{di Halmahera Barat periode} Tahun 2004-2014

Dari penjumlahan dari 112 gempa yang terjadi di daerah perairan laut Maluku memiliki lobus merah bernilai positif yang merupakan daerah peningkatan coulomb stress 0,01 bar hingga 0,05 bar dan mempunyai arah timur, timur laut, selatan, barat daya, dan barat. Sedangkan lobus negatif bernilai negatif yang merupakan daerah penurunan coulomb stress -0,01 bar hingga -0,05 bar.

Gambar 4.42 Distribusi perubahan coulomb stress _gempabumi Halmahera Barat tahun 2004-2014 pada kedalaman 10 km.

Perubahan tegangan Coulomb bernilai positif menyebar dikedalaman 0 hingga 10 km. Dari hasil cross section dapat kita lihat bahwa coulomb stress

(44)

Gambar 4.43 Cross section _{A-B perubahan}coulomb_stress gempabumi Halmahera Barat tahun 2004-2014 terhadap kedalaman 10 km

Gambar 4.44 Vektor Patahan dari gempabumi Halmahera Barat periode 2004-2014

(45)

4.12.2Perubahan Coulomb Stress_{Gunung Soputan dan Gunung Gamalama} Tahun 2014

Gempa yang terjadi di Halmahera Barat sekitarnya yang terjadi pada periode tahun 2014, menghasilkan distribusi coulomb stress yang berbeda di gunung Soputan dan gunung Gamalama.

Gambar 4.46 a) Peta irisan daerah gunung Soputan, b) Cross section _{A-B perubahan}coulombstress_{di bawah gunung} Soputan tahun 2014 di kedalaman 10 km

(46)

Gambar 4.47 a) Peta irisan daerah gunung Gamalama, b) Cross section _{A-B perubahan tegangan Coulomb di bawah} gunung Gamalama tahun 2014 di kedalaman 10 km Dari hasil cross section ini diperoleh distribusi perubahan coulomb stress

di bawah gunung Gamalama terhadap kedalaman 10 km seperti diperlihatkan pada Gambar 4.47. Pada gambar cross section A-B di daerah mengalami peningkatan coulomb stress. Nilai coulomb stress positif pada kedalaman 8 km adalah 0,007 bar.

4.13 Hubungan nilai Coulomb Stress_{Terhadap Aktivitas Vulkanik} Gunung Soputan dan Gunung Gamalama

(47)

Gambar 4.48 Grafik perubahan coulomb stress_{pada gunung Soputan} dan gunung Gamalama periode 2004-2014

Berdasarkan Gambar 4.1 dapat diketahui nilai coulomb stress di gunung Soputan dan gunung Gamalama. Di saat gunung Soputan mengalami peningkatan

coulomb stress maka gunung Gamalama juga mengalami peningkatan coulomb stress. Begitu juga saat gunung Soputan mengalami penurunan coulomb stress

maka gunung Gamalama juga mengalami penurunan coulomb stress. Nilai

coulomb stress tertinggi untuk gunung Soputan dan gunung Gamalama berada di tahun 2004-2007 yang disebabkan gempa besar 7,5 SR Laut Maluku Utara. Sedangkan penurunan coulomb stress terendah terjadi pada tahun 2004-2005 dikarenakan jumlah gempa yang sedikit dibanding tahun-tahun sesudahnya.

Untuk nilai perubahan coulomb stress di kedalaman 8 km pada gunung Soputan dan gunung Gamalama pada tahun 2004-2014 masing-masing 0,023 bar dan 0,007 bar. Nilai coulomb stress ini disebabkan oleh gempa besar Halmahera

-0,01

Grafik Perubahan

Coulomb Stress

Halmahera Barat 2004-2014

soputan

(48)

dengan sehingga daerah gunung Soputan dan gunung Gamalama mengalami penurunan coulomb stress sampai 0,023 bar dan 0,007 bar.

Berdasarkan data 131 rekaman seismik gempa tektonik jauh dari gunung Soputan dan 110 rekaman seismik tektonik jauh dari gunung Gamalama memiliki jumlah yg hampir sama dengan jumlah data gempa yang diolah menjadi coulomb stress sehingga dapat menjadi acuan dalam melihat pengaruh gempa-gempa terhadap gunung Soputan dan gunung Gamalama. Selain itu jarak gempa terhadap gunung Soputan dan gunung Halmahera juga mepengaruhi. Dimana jarak gempa Halmahera Barat 7,2 SR terhadap gunung Soputan lebih jauh sekitar ±226 km daripada terhadap gunung Halmahera yaitu ±156 km. Dengan jarak antara sumber gempa Halmahera Barat terhadap Gamalama lebih dekat maka nilai perubahan

coulomb stress pada gunung Gamalama lebih cepat berpengaruh dibanding gunung Soputan. Selain itu perubahan status pada gunung Gamalama lebih cepat 34 hari dibanding perubahan status gunung Gamalama 41 hari.

Meskipun gunung Soputan dan gunung Gamalama hanya memiliki nilai

(49)

(50)

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 KESIMPULAN

1. Sesuai dengan tujuan penelitian maka hasil yang dicapai adalah

- Gempa Halmahera Barat secara tidak langsung mempengaruhi gunung Soputan dan gunung Gamalama dikarenakan jarak yang jauh sehingga dilakukan pengamatan coulomb stress yang dapat mentransfer tegangan dan mempengaruhi tekanan patahan di Soputan dan Gamalama.

- Dengan metode coulomb stress dapat memprediksi gempa-gempa susulan yang terjadi dominan mengarah tenggara dan barat laut sehingga gunung Gamalama lebih cepat berpengaruh daripada gunung Soputan

(51)

2. Hal-hal yang ditemukan dari analisis yang digunakan adalah

- Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa perairan Laut Maluku dan sekitarnya merupakan zona rawan gempabumi dan aktifitas gunung berapi khususnya gunung Gamalama dan gunung Soputan.

- Berdasarkan data historis dari BMKG dan Global CMT telah terjadi gempabumi sebanyak 112 kali dengan skala 5,2 SR sampai 7,5 SR pada daerah geografis 4,95 LU-1,05 LS dan 123,49 BT-129,49 BB dalam kurun waktu Nopember 2004 sampai Desember 2014. Dengan tipe patahan yang terjadi di perairan Halmahera Barat dominan patahan naik/reverse

- Nilai perubahan coulomb stress gempa Halmahera Barat Mw=7,2 dengan kedalaman 60 km berdasarkan perhitungan matematika sebesar 1,975 bar sedangkan berdasarkan perhitungan komputerisasi adalah 2,313 bar, sehingga memiliki nilai % kesalahan sebesar ±15%.

- Jarak dan besarnya magnitudo gempa yang terjadi mempengaruhi nilai dan jangkauan coulomb stress, dan aktivitas vulkanik gunung Soputan dan gunung Gamalama.

- Perubahan coulomb stress pada gunung Soputan memiliki kesamaan dengan perubahan coulomb stress gunung Gamalama meskipun nilainya berbeda.

(52)

5.2 SARAN

1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut dengan pengembangan stress dinamis untuk menghitung nilai stress pada gunung berapi.

2. Untuk mendapatkan perhitungan perubahan coulomb stress yang lebih akurat perlu dilakukan perhitungan khusus koefisien friksi untuk wilayah yang diteliti.