58

SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176

PENENTUAN JENIS SESAR PADA GEMPABUMI SUKABUMI 2 SEPTEMBER 2009 BERDASARKAN GERAK AWAL GELOMBANG PMerdiani Rahmania 1, Thaqibul Fikri Niyartama2 dan Ari Sungkowo31, 2

Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga Yogyakarta, 3 Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Yogyakarta

AbstrakPENENTUAN JENIS SESAR PADA GEMPABUMI SUKABUMI 2 SEPTEMBER 2009 BERDASARKAN GERAK AWAL GELOMBANG P. Telah dilakukan penelitian penentuan jenis sesar berdasarkan gerak awal gelombang P pada gempabumi 2 September di daerah Sukabumi, pada koordinat 6.0 LS - 10.0 LS dan 105 BT - 108 BT, dengan kekuatan 7.8 SR. Data waktu kedatangan gelombang P diambil dan diproses di Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Yogyakarta dengan menggunakan metode Mekanisme Fokal. Hasil analisa data diperoleh parameter sesar untuk nodal 1 mempunyai strike 240, dip 47, dan rake 87, dan pada nodal 2 mempunyai strike 64, dip 43 dan rake 94. Berdasarkan interpretasi data yang telah dilakukan, disimpulkan bahwa bahwa gempabumi yang terjadi di Sukabumi pada tanggal 2 September 2009 merupakan sesar naik. Katakunci: sesar, gerak awal gelombang P

AbstractFAULT DETERMINATION OF THE 2 SEPTEMBER 2009 SUKABUMI EARTHQUAKE BASED ON THE FIRST MOVEMENT OF P WAVE. It has been done fault determination research based on the first movement of P wave in the 2 September 2009 earthquake of Sukabumi territory, in coordinate 6.0 LS 10.0 LS and 105 BT - 108 BT with magnitude 7.8 SR. The data of the first P wave arrival were taken and processed at Bureau of Meteorology, Climatology and Geophysics Yogyakarta by using mechanism focal method. We analyzed the data, and the result shows that the fault parameter to the nodal 1 has strike 240, dip 47, and rake 87, and the second one has strike 64, dip 43 and rake 94. Based on data interpretation we conclude that fault source in Sukabumi earthquake at 2 September 2009 was normal fault. Keywords: fault, wave beginning movement P

PENDAHULUAN Indonesia dikenal sebagai wilayah yang mempunyai tatanan geologi yang unik dan rumit. Hal ini dikarenakan, Indonesia merupakan jalur pertemuan tiga lempeng besar yaitu lempeng Indo-Australia yang relative bergerak ke utara, lempeng Eurasia yang relatif bergerak ke selatan, dan lempeng Pasifik yang relative bergerak ke barat. Pertemuan antar lempeng menyebabkan sering terjadi gempabumi karena tumbukan atau pergeseran lempeng. Oleh karena itu, Indonesia merupakan daerah yang secara tektonik bersifat labil dan merupakan kawasan pinggir benua yang paling aktif Merdiani R., dkk 485

di dunia. Gelombang gempa disebut gelombang seismik yang tercatat di dalam seismogram dapat ditentukan karakteristik sesar atau patahannya. Untuk mengetahui karakteristik tersebut diperlukan analisa tentang mekanisme fokal gempabumi yaitu penentuan parameter bidang sesar atau patahan. Tujuan penelitian ini untuk menentukan jenis sesar penyebab terjadinya gempa di Sukabumi tanggal 02 September 2009 dengan metode Mekanisme Fokal. Penelitian ini dibatasi pada kejadian gempa yang terjadi di daerah Sukabumi 02 September 2009 koordinat 6 55 17 LS dan 106 55 04 BT.

STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA

SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 geologi. Untuk daerah A mendapat stress ke atas, sedang daerah B mendapat stress ke bawah. Proses ini berjalan terus sampai stress yang terjadi (tertahan) di daerah ini cukup besar untuk merubahnya menjadi gesekan antara daerah A dan daerah B. Lama kelamaan karena lapisan batuan sudah tidak mampu lagi untuk menahan stress, maka akan terjadi suatu pergerakan atau perpindahan yang tiba-tiba sehingga terjadilah patahan. Peristiwa pergerakan secara tiba-tiba ini disebut gempabumi. Pada keadaan III menunjukan lapisan batuan yang sudah patah, karena adanya pergerakan yang tibatiba dari batuan tersebut. Garis tebal vertikal menunjukan patahan atau sesar pada bagian bumi yang padat. Gerakan perlahan-lahan sesar ini akan berjalan terus, sehingga seluruh proses diatas akan diulangi lagi dan sebuah gempa akan terjadi lagi setelah beberapa waktu lamanya, demikian seterusnya. Teori ini dikenal dengan nama Elastic Rebound Theory.

Gambar 1 Peta tektonik dan gunung berapi di Indonesia

TEORI Teori tektonik lempeng Tektonik adalah ilmu yang mempelajari pergerakan dan deformasi lapisan luar bumi dalam skala besar. Sedangkan lempeng tektonik adalah segmen keras kerak bumi yang mengapung diatas astenosfir yang cair dan panas. Astenosfir bersifat cair dan panas, sehingga wajar bila lempeng litosfer yang padat dan kaku dapat bergerak dan saling berinteraksi satu sama lain dan membentuk suatu patahan. Dalam tektonik lempeng dijelaskan bahwa permukaan bumi dibagi ke dalam beberapa area yang luas, dimana lempeng yang tipis mengalami perubahan ukuran. Gerakan ini terjadi secara terus menerus sejak bumi tercipta hingga sekarang. Daerah sepanjang patahan umumnya merupakan daerah pusat gempa bumi karena selalu mengalami pergeseran batuan kerak bumi di sepanjang patahan. Daerah tektonik Sukabumi Jawa Barat Sukabumi temasuk propinsi Jawa Barat yang berada di bagian selatan. Menurut sudut pandang ilmu kebumian, daerah Jawa Barat mempunyai aktifitas tumbukan dua lempeng yang berbeda jenis. Lempeng yang pertama berada di bagian utara yaitu lempeng Eurasia, selanjutnya lempeng yang kedua berada di selatan yaitu lempeng Samudra IndoAustralia. Kedua lempeng ini saling bertumbukan yang mengakibatkan Lempeng Samudra menunjam di bawah Lempeng Benua. Akibat proses tektonik yang terus berlangsung hingga saat ini, seluruh batuan tersebut telah mengalami pengangkatan, pelipatan dan pensesaran. Mekanisme terjadinya gempabumi Pada keadaan I menunjukan suatu lapisan yang belum terjadi perubahan bentuk geologi. Karena di dalam bumi terjadi gerakan yang terus-menerus, maka akan terdapat stress yang lama kelamaan akan terakumulasi dan mampu merubah bentuk geologi dari lapisan batuan. Keadaan II menunjukan suatu lapisan batuan telah mendapat dan mengandung stress dimana telah terjadi perubahan bentuk STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA 486

Gambar 2 Mekanisme gempabumi

Gelombang P Gelombang P merupakan gelombang yang waktu penjalarannya paling cepat. Kecepatan gelombang P antara 1,5 km/s sampai 8 km/s pada kerak bumi. Seperti terlihat pada gambar arah gerakan partikel gelombang P searah dengan arah rambat gelombangnya. Gelombang P dapat menjalar pada semua medium baik padat, cair maupun gas.

Gambar 3 Penjalaran gelombang P (Pressure wave)

Gerakan awal gelombang P bergantung pada mekanisme sumber dan tercatat pada seismogram sesuai arah gaya yang bekerja pada sumber gempa.

Merdiani R., dkk


Gambar 6 Simbul 3 macam patahan dasar Gambar 4 Gerakan awal gelombang P pada stasiun pencatat gempa yang dipengaruhi oleh gaya compresi dan dilatasi

Parameter bidang patahan Setiap patahan yang terjadi pasti akan menghasilkan parameter-parameter bidang patahan yang dapat menentukan jenis sesar berdasarkan parameter strike, dip, dan rake sebagai berikut : 1. Sesar geser, jika = 90 dan = 0 (geser kiri) atau = 180 (geser kanan). 2. Sesar turun, jika 0 dan 90 dan -180 0. 3. Sesar naik, jika 0 dan 90 dan 0 + 180.

Teori tentang sesar Sesar atau patahan terjadi karena tekanan yang sangat kuat, terlebih bila berlangsung sangat cepat. Batuan tidak hanya retak akan tetapi akan terjadi pergeseran posisi. Bidang patahan merupakan bidang miring. Jenis-jenis sesar yaitu : 1. Sesar mendatar (strike-slip fault) yakni arah gerak blok sesar horizontal. Sesar ini terbagi dua yaitu : a. Right lateral yaitu gerak sesar mendatar yang searah dengan jarum jam. b. Left lateral yaitu gerak sesar mendatar yang berlawanan dengan arah jarum jam. 2. Sesar tidak mendatar yakni arah gerak sesar atau vertikal atau miring, sesar ini ada tiga yaitu : a. Sesar turun (normal fault) yaitu sesar yang turun lebih rendah dari pada blok dasar. b. Sesar naik (reverse fault) yaitu bloknya naik relatif terhadap blok dasar. c. Sesar miring (oblique fault) yaitu blok vertikal yang diiringi dengan gerakan horizontal.

Gambar 7 Parameter bidang patahan

METODE Bahan Seperangkat komputer, Perangkat lunak (software) program AZMTAK dan PMAN, tanggal, bulan, tahun terjadi gempa, origin time, kedalaman, latitude, longitude, magnitudo, polaritas gelombang, nama-nama stasiun yang mencatat gempa, jumlah stasiun. 3.2 Metode Data bersumber dari NEIC (National Earthquake Information Center) atau USGS (United States Geological Services) dan BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) diambil melalui SEISCOMP berupa latitude, longitude, kedalaman, impuls awal gelombang P diolah untuk mendapatkan solusi mekanisme pusat gempa buminya. Notasi kompresi dilatasi dari tiap-tiap stasiun diubah menjadi notasi 1 dan -1 kemudian diolah menggunakan software AZMTAK untuk menentukan azimuth dan take of angle dari tiap 487 STTN-BATAN & Fak. Saintek UIN SUKA

Gambar 5 Jenis-jenis patahan yang sering djumpai

Secara umum solusi mekanisme fokus yang dinyatakan dalam proyeksi stereogrfik dapat digambarkan dengan tiga macam sesar yaitu, sesar mendatar, sesar normal, dan sesar naik seperti dapat dilihat pada gambar berikut : Merdiani R., dkk

SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 stasiun. Selanjutnya output dari software AZMTAK di masukkan sebagai input software PMAN (manual), dan hasilnya berupa solusi mekanisme sumber gempa bumi dan parameter-parameternya berupa bola fokus bidang nodal kompresi atau dilatasi dengan nilai strike, dip dan rake. HASIL DAN PEMBAHASAN Gambar bintang berwarna kuning menunjukkan letak terjadinya gempa Sukabumi tanggal 02 September 2009 pukul 07.55.02 terletak pada 8.20 LS dan 107.21 BT mempunyai magnitudo yang cukup besar, yaitu 7.8 SR dengan kedalaman 63 km maka gempa Sukabumi ini termasuk dalam gempa dengan kerusakan yang cukup dirasakan. Disebabkan kedalamannya cukup besar dengan begitu gelombang yang melewati kerapatan tanah yang berbeda-beda di tiap lapisan tanah menyentuh permukaan atas bumi. Sedangkan garis berwarna ungu menunjukkan batas-batas lempeng yang mengitari Indonesia Hasil yang didapatkan pada gempa 2 September 2009 bidang nodal 1 mempunyai strike 240, dip 47, dan rake 87. Sedangkan pada bidang nodal 2 mempunyai strike 64, dip 43 dan rake 94. Sumbu kompresi berada di pinggir atas kuadran dilatasi dengan azimuth -28 dan plunge 2. Sumbu dilatasi berada di tengah kuadran kompresi dengan azimuth 106 dan plunge 87.

Gambar 9 Diagram mekanisme sumber hasil penyelesaian bidang sesar dari hasil penelitian

Gambar 8 Peta lokasi gempa Sukabumi

Sehingga berdasarkan parameter tersebut diperoleh besarnya dip ialah = 0 atau = 90dan besarnya rake adalah 0 + 180. Dari situlah dapat diketahui bahwa gempa yang terjadi pada tanggal 02 September 2009 di Sukabumi dari hasil penelitian ini merupakan sesar naik.

Pada gambar 9 distribusi data polaritas ditunjukkan oleh warna merah muda penuh (up) yang merupakan kompresi dari gerak awal gelombang P, dan warna merah muda garis (down) yaitu dilatasi. Dapat diketahui dari gambar 9 bahwa dengan persebaran polaritas lebih didominasi dengan dilatasi maka gerak awal gelombang P adalah mendekati sumber gempa. Hasil pengeplotan data yang berupa diagram mekanisme tersebut dapat diperoleh parameter sesarnya, yaitu strike, dip, dan rake pada bidang nodal 1 dan bidang nodal 2. Strike adalah arah garis horizontal yang terletak pada bidang yang bersangkutan (diukur dari arah utara ke timur menghadap arah yang memberikan kemiringan ke kanan), dip adalah sudut kemiringan bidang diukur secara tegak lurus strike (diukur dari pinggir), rake atau slip adalah sudut yang dibentuk oleh arah slip penyesaran dengan horizontal. Selain itu dengan menggunakan parameterparameter sesar, dalam menentukan jenis sesar juga dapat diketahui dari gambar diagram mekanisme sumber hasil pengeplotan, jika pusat diagram (hiposenter) berada di dalam kuadran kompresi (daerah yang diarsir), atau sumbu T terletak satu kuadran dengan fokus, maka diinterpretasikan sebagai gempabumi berpola, sesar naik (thrust fault). Jika pusat diagram (hiposenter) berada di dalam kuadran dilatasi (daerah yang tidak diarsir atau putih), atau sumbu P terletak satu kuadran dengan fokus, maka diinterpretasikan sebagai gempabumi berpola, sesar turun (normal fault). Jika pusat diagram (hiposenter) berada atau dekat dua garis nodal, maka disebut mekanisme strike slip. Dan dari gambar 9, dapat dilihat dengan jelas bahwa pusat diagram berada di dalam kuadran kompresi (daerah yang diarsir), sehingga dapat diinterpretasikan sebagai gempabumi berpola naik. Hal ini berarti pada sesar ini blok naik relatif terhadap blok dasar oleh karena gaya kompresi dan dilatasi yang diberikan.


488

Merdiani R., dkk


Gambar 10 Hasil penelitian menunjukkan gempa Sukabumi 02 September 2009 adalah sesar naik

KESIMPULAN Dari hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa : 1. Diperoleh parameter sesar gempa utama di Sukabumi pada tanggal 02 September 2009 untuk nodal plane 1 mempunyai harga strike 240, dip 47, dan rake 87 dan pada nodal plane 2 mempunyai strike 64, dip 43, dan rake 94. 2. Berdasarkan parameter sesar, maka gempa utama dan susulan yang terjadi di Sukabumi pada tanggal 02 September 2009 merupakan sesar naik. 6. UCAPAN TERIMAKASIH Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika Yogyakarta 7. DAFTAR PUSTAKA 1. Borman, Peter; Bauhmbach, Michael; Bock, Ghunter; Grosser, Helmut; Choy, George; Boatwright, J.L., Seismic Source and Source Parameters. 2. Sri W.H. Penentuan Magnitudo Momen Gempabumi Menggunakan Amplitudo Gelombang P(Mwp) Metode Tsuboi. Skripsi, Jurusan Fisika. Fakultas Matematika dam Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Gadjah Mada, Yogyakarta (2008) 3. Studi Atenuasi Intensitas Gempa Terhadap Jarak Berdasarkan Data Makroseismik (Studi kasus : Gempabumi Yogyakarta Tanggal 26 Mei 2006) Edy.Kusnandar Available: http://www.bbmgwil2.bmg.go.id/ publikasi/LKA--atenuasi%20terbaru2fixend.doc 4. Reid, H.F., The Mechanics of the Earthquake: The California Earthquake of April 18, 1906., Report of the State investigation Committee., Caregie Institution of Washington, D.C, 1910; Vol. 2 5. Djoko Santoso, Pengantar Teknik Geofisika ITB Bandung (2002)

Merdiani R., dkk

489


SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176 LAMPIRANTabel Data Gempa Di Lokasi Sukabumi (Dari BMKG dan Havard USGS) Tanggal 02 September 2009, waktu 07.55.02 UTC, depth 63 km, mb 7.8 SR, latitude 8.20, longitude 107.21No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Stasiun SKJI CBJI DBJI CLJI TGJI SBJI XMS UGM PCJI LWLI PWJI KRK MNA PMBI GMJI BLJI KMM ABJI DNP KSM KOM KAPI IPM KUM RKM LUWI LDM MBWA Pola ritas D D D D D D D D D D D D C D D D D C C C D D C D C D C C Lati tude -7.0053 -6.6981 -6.5538 -7.7187 -6.868 -6.1117 -10.481 -7.9125 -8.1947 -5.0175 -8.0219 -8.1522 -4.45 -2.927 -8.2733 -7.7455 -7.0412 -7.7957 -8.6774 1.4733 1.7922 -5.0142 4.4795 5.2902 6.0443 -0.939 5.1777 -21.159 Longi tude 106.563 106.935 106.75 109.015 109.121 106.132 105.652 110.523 111.177 104.059 111.804 112.451 102.917 104.772 113.444 113.595 113.916 114.234 115.21 110.308 103.847 119.752 101.025 100.649 116.215 122.793 118.498 119.731 Ele vasi 99 1014 212 50 41 64 245 350 693 935 213 331 0 30 79 251 43 141 58 66 49 300 247 74 830 0 177 194 No 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 Stasiun DAV TATO JAVC KHC KRUC OKC PRU PVCC TREC VRAC APE CSS EIL IBBN ISP KARN KBS KMBO KWP LAST MALT MORC MTE RSZ RGN RUE SANT SIVA STU SUMG SUW TIRR Pola ritas D D C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C C Latitude 7.07 24.975 48.8591 49.1309 49.0619 49.8375 49.9883 50.5282 49.2948 49.3084 37.0689 34.9611 29.6699 52.3063 37.8433 35.4019 78.9256 -1.1268 49.6305 35.1611 38.3134 49.7766 40.3997 47.9184 54.5477 52.4759 36.371 35.0175 48.7719 72.5763 54.0125 44.4581 Longi tude 125.579 121.497 17.6707 13.5782 16.3952 18.1472 14.5417 14.5690 15.4871 16.5933 25.5306 33.3310 34.9512 7.7592 30.5093 23.9174 11.9417 37.2523 22.7078 25.4786 38.4273 17.5428 -7.5442 19.8944 13.3214 13.7800 25.459 24.8100 9.1950 -38.4539 23.1808 28.4128 Ele vasi 145 157 828 700 341 272 302 311 599 470 620 396 210 140 1100 420 77 1940 463 870 1120 740 815 940 15 40 540 95 360 3240 152 77


490

Merdiani R., dkk

SEMINAR NASIONAL VI SDM TEKNOLOGI NUKLIR YOGYAKARTA, 18 NOVEMBER 2010 ISSN 1978-0176No 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 Stasiun VSU WLF ZKR BFO ESK ANTO GNI GRFO KONO SFJD Pola ritas C C C C C C C C C C Lati tude 58.4620 49.6646 35.1147 48.3311 55.3167 39.8689 40.0530 49.6919 59.6491 66.9967 Longi tude 26.7347 6.1526 26.2170 8.3303 3.2050 32.7936 44.7240 11.2217 9.5982 50.6152 Ele vasi 63 295 270 598 242 883 1460 325 216 365

Merdiani R., dkk

491




492

Merdiani R., dkk

58

Documents

Transcript of 58