ANALISIS RESIKO TSUNAMI AKIBAT GEMPA YANG BERSUMBER DI

FLORES BACK ARC THRUST DENGAN METODE TOAST

Oleh:

I Ketut Sukarasa

PROGRAM STUDI FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS UDAYANA

2018

i

LEMBAR PENGESAHAN

Judul : ANALISIS RESIKO TSUNAMI AKIBAT GEMPA YANG BERSUMBER

DI FLORES BACK ARC THRUST DENGAN METODE TOAST

Disetujui Oleh :

Koordinator Program Studi Fisika Penyusun

FMIPA Universitas Udayana

(Dr. A.A. Ngurah Gunawan, M.T.) (I Ketut Sukarasa, S.Si, M.Si)

NIP. 196209251992031003 Nip. 196906011998021001

ii

ABSTRAK

Telah dilakukan simulasi tsunami berdasarkan skenario simulasi gempa

bumi yang bersumber di bagian Flores Back Arc Thrust dengan

memvariasikan magnitudo dari 7 – 8.5 skala Richter menggunakan

perangkat lunak TOAST. Berdasarkan hasil simulasi, pada magnitudo 7 – 8

skala Richter, run-up tertinggi dimiliki oleh daerah Karangasem Utara yaitu

0,54 meter dengan waktu tiba 22 detik, 2,04 meter dengan waktu tiba 10

detik dan 5,57 meter dengan waktu tiba 2 detik. Pada magnitudo 8.5 skala

Richter, run-up tertinggi dimiliki oleh daerah Pantai sanur dengan tinggi

run-up sebesar 10,86 meter dengan waktu tiba 7 menit 3 detik.

Kata Kunci : Simulasi, Tsunami, TOAST, Flores Back Arc Thrust

ABSTRACT

A tsunami simulation based on an earthquake simulation scenario sourced

in the Flores Back Arc Thrust section by varying the magnitude from 7 – 8.5

Richter scale and using a software called TOAST. Based on the simulation,

on 7 – 8 Richter scale magnitude, the highest Run-Up owned by North

Karangasem region, that are 0.54 meter with arrival time 22 seconds, 2.04

meter with arrival time 10 seconds, and 5.57 meter with arrival time 2

seconds. On 8,5 Richter scale magnitude, the highest run-up owned by

Sanur Beach region, that is 10,86 meter with arrival time 7 minutes 3

seconds.

Keyword : Simulation, tsunami, TOAST, Flores Back Arc Thrust

iii

KATA PENGANTAR

Bakti ring Hyang Widi Wasa sampun aturan titiang, mangde preside wusan

makalah puniki sane mejudul: “Analisa Resiko Tsunami Akibat Gempa yang

Bersumber di Flores Back Arc Thrust dengan Menggunakan Aplikasi TOAST”.

Dalam penulisan makalah seminar ini, penulis menyampaikan banyak terima

kasih kepada :

1. Bapak Dr. Drs. A.A. Ngurah Gunawan, MT selaku Koordinator Program

Studi Fisika FMIPA Universitas Udayana

2. Istri, anak-anak yang dengan rela waktunya tersita untuk menyelesaikan

makalah ini.

3. Seluruh staf pengajar Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Universitas Udayana

yang telah memberikan dorongan, sehingga penulis dapat menyelesaikan

makalah ini.

Penulis juga menerima segala kritik dan saran dari semua pihak demi

kesempurnaan makalah ini. Akhirnya penulis berharap, semoga makalah ini

dapatbermanfaat.

Bukit Jimbaran, Juni 2018

Penyusun

iv

DAFTAR ISI

Halaman

LEMBAR JUDUL ..................................................................................................... i

LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... ii

ABSTRAK ................................................................................................................. iv

KATA PENGANTAR ............................................................................................... v

DAFTAR ISI .............................................................................................................. vii

DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ ix

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1

1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 1

1.3 Batasan Masalah ................................................................................ 2

1.4 Tujuan Penelitian............................................................................... 2

1.5 Manfaat Penulisan ............................................................................. 2

1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................ 2

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ] ....................................................................... 4

2.1 Pengertian Gempa Bumi ................................................................... 4

2.2 Klasifikasi Gempa Bumi ................................................................... 5

2.3 Parameter Gempa Bumi .................................................................... 6

2.4 Pergerakan Lempeng Tektonik ......................................................... 8

2.5 Kondisi Seismotektonik Pulau Bali................................................... 9

2.6 Tsunami ............................................................................................. 11

2.7 Run-Up dan Estimated Time Arrival (ETA) ..................................... 13

2.8 Tsunami Observation And Simulation Terminal (TOAST) .............. 11

BAB III METODOLOGI ...................................................................................... 16

4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ....................................................... 16

4.2 Daerah Penelitian .............................................................................. 16

4.3 Data dan Software ............................................................................. 17

4.4 Pengolahan Data ................................................................................ 17

4.5 Diagram Alir ..................................................................................... 21

v

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 22

5.1 Hasil .................................................................................................. 22

5.2 Pembahasan ....................................................................................... 24

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 27

6.1 Kesimpulan........................................................................................ 27

6.2 Saran .................................................................................................. 27

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 28

LAMPIRAN

vi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1 Struktur Bumi ..................................................................................... 4

Gambar 2.2 Batas Lempeng Tektonik .................................................................... 8

Gambar 3.1 Pergerakan Lempeng .......................................................................... 10

Gambar 3.2 Terminologi Tsunami ......................................................................... 11

Gambar 3.3 Ilustrasi Run-Up Tsunami .................................................................. 14

Gambar 3.4 Penampilan Software TOAST ............................................................ 15

Gambar 4.1 Daerah Penelitan dan Simulasi Sumber Gempa Bumi ....................... 16

Gambar 4.2 Langkah Pertama ................................................................................ 18

Gambar 4.3 Langkah Kedua ................................................................................... 19

Gambar 4.4 Langkah Ketiga .................................................................................. 20

Gambar 4.5 Hasil Forecast Zone ............................................................................ 20

Gambar 4.6 Diagram Alir ....................................................................................... 21

Gambar 5.1 Grafik Run-Up Tsunami ..................................................................... 23

Gambar 5.2 Grafik Waktu Tiba Tsunami ............................................................... 24

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Wilayah Indonesia memiliki kondisi tektonik yang rumit. Kepulauan

Indonesia merupakan pertemuan lempeng Pasifik dan lempeng Indo-Australia (di

bagian timur), Lempeng Eurasia dan Lempeng Indo-Australia (di bagian barat),

serta lempeng yang lebih kecil yaitu lempeng Caroline dan Lempeng laut Filipina

(Zakaria, 2007). Kondisi ini telah menjadikan hampir seluruh wilayah Indonesia

relatif memiliki potensi gempa yang beresiko tinggi (Sengara, 2002).

Fitur tektonik utama pada wilayah Bali adalah busur Sunda yang terbentang

sekitar 5.600 km antara pulau Andaman pada bagian Barat Laut dan busur Banda

di bagian Timur. Busur pulau ini dihasilkan oleh konvergen dan subduksi

lempeng Indo-Australia di bawah Asia Tenggara (Sengara, 2002). Peta

kegempaan regional menunjukkan bahwa pada bagian utara Bali dan Nusa

Tenggara memiliki satu zona sumber seismik yang disebut Flores Back Arc

Thrusting. Sesar ini memiliki beberapa gempa bersejarah seperti gempa Seritit

pada tahun 1976 dan gempa Flores pada tahun 1992.

Data National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)

mengungkap bahwa ada beberapa gempa Bali yang mengakibatkan tsunami.

Gempa 22 November 1815 yang terjadi di daerah Buleleng, mengakibatkan

tsunami dan menewaskan 1.200 orang. Gempa 13 Mei 1857 juga mengakibatkan

gejolak ombak setinggi 3,4 meter dan gempa 20 Januari 1917 di daerah Tenggara

Pulau Bali mengakibatkan tsunami setinggi 2 meter (Utomo, 2011).

Meninjau dari jabaran di atas, maka Bali dapat digolongkan menjadi daerah

rawan gempa dan berpotensi untuk terjadinya tsunami. Maka dari itu, perlu

diadakan analisa resiko tsunami untuk meningkatkan kewaspadaan terhadap

bencana tsunami yang mungkin terjadi kedepannya.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah dari penelitian ini

adalah bagaimana analisa resiko terjadinya Tsunami di Pulau Bali

2

1.3 Batasan Masalah

Mengacu pada rumusan masalah yang telah dipaparkan, maka makalah ini

hanya menggunakan data simulasi gempa bumi yang bersumber pada wilayah

utara Bali dengan batasan 7,808° – 8,108° LS dan 115,292° – 116,025° BT yang

divariasikan terhadap magnitudo 7 – 8,5 SR dan kedalaman antara 5 – 30 km.

1.4 Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisa resiko

terjadinya tsunami di Pulau Bali

1.5 Manfaat Penelitian

Adapun manfaat penulisan ini adalah sebagai sarana informasi bagi

pembaca mengenai analisa resiko potensi terjadinya tsunami dari nilai Run Up dan

waktu tiba menggunakan simulasi aplikasi TOAST.

1.6 Sistematika Penulisan

Adapun sistematika penulisan makalah ini adalah :

BAB I : PENDAHULUAN

Dalam bagian ini diuraikan tentang latar belakang, rumusan

masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan,

dan sistematika penulisan makalah.

BAB II : TINJAUAN PUSTAKA

Tinjauan pustaka pada bagian ini berisi tentang landasan dan

teori-teori yang sesuai dengan rumusan masalah yang akan

dijawab. Teori tektonik lempeng, pengertian tentang kegempaan

banyak diulas pada bab ini.

BAB III : METODOLOGI

Dalam bagian ini dijelaskan mengenai metode yang digunakan

dalam mensimulasikan masalah, yaitu daerah penelitian, data dan

software yang digunakan, teknik pengolahan dan analisis data.

BAB V : HASIL DAN PEMBAHASAN

3

Dalam bagian ini membahas hasil serta pembahasan yang telah

dirumuskan pada rumusan masalah

BAB VI : PENUTUP

Dalam bagian ini berisi kesimpulan dan saran

4

BAB III

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Pengertian Gempa bumi

Gempa bumi adalah suatu peristiwa pelepasan energi gelombang seismik

yang terjadi secara tiba-tiba. Pelepasan energi ini diakibatkan karena adanya

deformasi lempeng tektonik yang terjadi pada kerak bumi. Sedangkan menurut

Howel (1969), gempa bumi adalah getaran atau serentetan getaran dari kulit bumi

yang bersifat sementara dan kemudian menyebar ke segala arah.

Menurut teori tektonik lempeng (Subardjo dan Ibrahim, 2004), bagian luar

bumi merupakan kulit yang tersusun oleh lempeng-lempeng tektonik yang saling

bergerak. Di bagian atas disebut lapisan litosfir yang merupakan bagian kerak

bumi yang tersusun dari material yang kaku. Lapisan ini mempunyai ketebalan

sampai 80 km di daratan dan sekitar 15 km di bawah samudra. Lapisan di

bawahnya disebut astenosfir yang berbentuk padat dan materinya dapat bergerak

karena perbedaan tekanan.

5

Gambar 2.1 Struktur bumi (Sunarjo, Gunawan, dan Pribadi, 2012)

Bila dua buah lempeng bertumbukan maka pada daerah batas antara dua lempeng

akan terjadi tegangan. Salah satu lempeng akan menyusup ke bawah lempeng

yang lain, masuk ke bawah lapisan astenosfir. Pada umumnya lempeng samudra

akan menyusup ke bawah lempeng benua, hal ini disebabkan lempeng samudra

mempunyai densitas yang lebih besar dibandingkan dengan lempeng benua.

Apabila tegangan tersebut telah sedemikian besar, sehingga melampaui kekuatan

kulit bumi, maka akan terjadi patahan pada kulit bumi tersebut di daerah terlemah.

Kulit bumi yang patah tersebut akan melepaskan energi atau tegangan sebagian

atau seluruhnya untuk kembali ke keadaan semula. Peristiwa pelepasan energi ini

disebut gempa bumi. Gempa bumi terjadi di sepanjang batas atau berasosiasi

dengan batas pertemuan lempeng tektonik. Pada kenyataannya pergerakan relatif

dari lempeng berjalan sangat lambat, hampir sama dengan kecepatan

pertumbuahan kuku manusia (kurang lebih 20 cm pertahun). Hal ini menimbulkan

adanya pergeseran pada pertemuan lempeng, yang mengakibatkan energi

terakumulasi sebelum terjadinya gempa bumi. Kekuatan gempa bumi bervariasi

dari tempat ke tempat sejalan dengan perubahan waktu.

6

2.2 Klasifikasi Gempa bumi

Gempa bumi dapat digolongkan menjadi beberapa kategori, yaitu

berdasarkan proses terjadinya, bentuk episentrumnya, kedalaman hiposentrumnya,

jaraknya, dan lokasinya (Evi Rine Hartuti, 2009).

1. Menurut proses terjadinya

a. Gempa tektonik, yaitu gempa yang terjadi akibat adanya tumbukan

lempeng-lempeng di lapisan litosfer kulit bumi oleh tenaga

tektonik.

b. Gempa vulkanik, yaitu gempa yang teriadi akibat aktivitas gunung

berapi. Oleh karena itu, gempa ini hanya dapat dirasakan di sekitar

gunung berapi saat akan meletus, saat meletus, dan setelah terjadi

letusan.

c. Gempa runtuhan atau longsotan, yaitu gempa yang terjadi karena

adanya runtuhan tanah atau batuan.

d. Gempa jatuhan, yaitu gempa yang terjadi akibat adanya benda

langit yang jatuh ke bumi, misalnya meteor.

e. Gempa buatan, yaitu gempa yang memang sengaja dibuat oleh

manusia, contohnya adalah bom atau mesin diesel.

2. Menurut bentuk episentrum

a. Gempa sentral, yaitu gempa yang bentuk episentrumnya berbentuk

titik, contoh gempa vulkanik dan gempa runtuhan.

b. Gempa linear, yaitu gempa yang bentuk episentrumnya berbentuk

garis. Gempa linear biasanya terjadi pada gempa tektonik, karena

tanah patahan merupakan sebuah garis, dan bukan titik.

3. Menurut kedalaman hiposentrum

a. Gempa bumi dalam, yaitu gempa bumi yang kedalaman

hiposentrum lebih dari 300 km di bawah permukaan bumi.

b. Gempa bumi menengah, yaitu gempa dengan kedalaman

hiposentrum berada antara 60-300 km di bawah permukaan bumi.

7

c. Gempa bumi dangkal, yaitu gempa dengan kedalaman hiposentrum

kurang dari 60 km di bawah permukaan bumi.

4. Menurut jarak episentrum

a. Gempa sangat jauh, yaitu gempa yang jarak episentumnya lebih

dari 10.000 km.

b. Gempa jauh, yaitu gempa yang jarak episentrumnya sekitar 10.000

km.

c. Gempa lokal, yaitu gempa yang jarak episentrumnya kurang dari

10.000 km.

5. Menurut lokasi episentrum

a. Gempa daratan, yaitu gempa yang lokasi episentrumnya berada di

daratan.

b. Gempa lautan, yaitu gempa yang lokasi episentrumnya berada di

dasar laut. Gempa ini yang berpotensi menimbulkan tsunami.

2.3 Parameter Gempa Bumi

Setiap kejadian gempa bumi akan menghasilkan informasi seismik berupa

rekaman sinyal berbentuk gelombang yang setelah melalui proses manual atau

non manual akan menjadi data yang paling dasar. Informasi seismik selanjutnya

mengalami proses pengumpulan, pengolahan dan analisis sehingga menjadi

parameter gempa bumi. Parameter gempa bumi tersebut meliputi :

1. Waktu terjadinya gempa (Origin time)

Origin time atau waktu terjadinya gempa bumi merupakan waktu dimana

pelepasan energi pertama kali terjadi pada lempeng tektonik bumi yang

mengalami tekanan akibat tumbukan atau gesekan dan dinyatakan dalam

hari, tanggal, bulan, tahun, jam, menit, detik dalam satuan UTC (Universal

Time Coordinated).

2. Kedalaman Sumber Gempa bumi (Kedalaman Hiposenter)

Hiposenter merupakan pusat gempa bumi yang berada di dalam

permukaan bumi. Untuk memudahkan terkadang hiposenter diasumsikan

sebagai sebuah titik, namun pada kenyataannya hiposenter merupakan

8

sebuah bidang yang luasnya tergantung pada besarnya energi yang

dilepaskan.

3. Episenter

Episenter adalah titik pada permukaan bumi yang ditarik tegak lurus dari

titik pusat terjadinya gempa bumi (hypocenter). Dalam perhitungan

intensitas dan percepataan tanah digunakan parameter jarak antara

episenter sampai pada titik pengamatan (observasi).

4. Magnitudo (M)

Ukuran dari kekuatan gempa disebut magnitudo, yaitu parameter gempa

yang mengukur besarnya energi gempa yang dilepaskan dari sumbernya.

Jadi pengukuran magnitudo yang dilakukan di tempat yang berbeda harus

menghasilkan harga yang sama walaupun gempa yang dirasakan di

tempat-tempat tersebut tentu berbeda. Satuan yang dipakai adalah Skala

Richter.

2.4 Pergerakan Lempeng Tektonik

Di Indonesia lokasi sumber gempabumi berawal dari Sumatra, Jawa, Bali,

Nusa Tenggara, sebagian berbelok ke Utara di Sulawesi, kemudian dari Nusa

Tenggara sebagian terus ke timur Maluku dan Irian Jaya. Hanya pulau Kalimantan

yang relatif tidak ada sumber gempa kecuali sedikit bagian timur.

Gambar 2.2 adalah batas lempeng-lempeng tektonik yang melewati Indonesia dan

berasosiasi terhadap sumber-sumber gempa.

9

Gambar 2.2 Batas lempeng tektonik dan sebaran gempa di Indonesia (Subardjo dan Ibrahim,

2004)

Lempeng Indo-Australia bergerak menyusup dibawah lempeng Eurasia, demikian

pula lempeng Pasifik bergerak kearah barat. Pertemuan lempeng tektonik Indo-

Australia dan Eurasia berada di laut merupakan sumber gempa dangkal dan

menyusup kearah utara sehingga di bagian darat berturut-turut ke utara di sekitar

Jawa – Nusa tenggara merupakan sumber gempa menengah dan dalam.

Pergerakan lempeng tektonik terbagi atas 3 zona (Awaludin, 2011) yang terdapat

pada Gambar 2.3, yaitu :

1. Zona Divergen

Zona divergen adalah pergerakan dua buah lempeng tektonik atau lebih

yang bergerak saling menjauh satu sama lainnya yang mengakibatkan

material mantel naik keatas atau terjadi pergerakan mantel (mantle

convection) membentuk lantai samudra (sea floor spreading). Pada zona ini

juga terdapat pegunungan bawah laut (midoceanic ridge). Pergerakan

mantel ini terjadi karena adanya pendinginan dari atas dan pemanasan dari

bawah sehingga mantel akan bergerak keatas. Aktivitas semacam ini

menimbulkan gempa tektonik dangkal dan gempa vulkanik.

10

Contoh yang paling terkenal dari batas lempeng jenis divergen adalah

punggung tengah samudera (midoceanic ridges) yang berada di dasar

samudera Atlantik, celah ini menjadikan benua Amerika bergerak saling

menjauh dengan benua Eropa dan Afrika. Di samping itu, contoh lainnya

adalah yang terjadi antara benua Afrika dengan Jazirah Arab yang

membentuk Laut Merah.

2. Zona Konvergen

Zona konvergen merupakan pergerakan dua lempeng tektonik yang

bergerak relatif saling mendekati. Zona konvergen juga ditandai dengan

adanya penghancuran meteri-materi lempeng, sehingga zona ini disebut

zona destruktif. Zona konvergen terbagi dua, yaitu :

a. Zona Tumbukan

Zona tumbukan merupakan pertemua dua lempeng dengan berat jenis

sama yang bergerak relatif saling mendekati. Tumbukan ini

menghasilkan pegunungan lipatan seperti Pegunungan Himalaya dan

Pegunungan Andes. Aktifitas lempeng seperti ini menimbulkan gempa

tektonik dangkal dan gempa vulkanik.

b. Zona Subduksi

Zona Subduksi merupakan pertemuan dua lempeng tektonik yang

mempunyai berat jenis berbeda dan bergerak relatif saling mendekati

sehingga lemepeng yang lebih berat menyusup atau menujam ke bawah

lempeng yang lebih ringan. Zona ini ditandai dengan adanya palung laut

atau trench sebagai batas pertemuan kedua lempeng. Selain itu, pada

zona subduksi juga terdapat rangkaian gunung api yang sejajar trench

sebagai akibat dari melelehnya lempeng yang menujam pada kedalaman

100-400 km. aktifitas ini mengakibatkan terjadinya gempa tektonik

dangkal, menengah dan dalam serta gempa vulkanik.

3. Zona Transform

Zona Transform merupakan daerah singgungan dua lempeng yang bergerak

relatif sejajar dan berlawanan arah sehinga pada batas kedua lempeng ini

11

terjadi gesekan. Aktivitas ini sering menimbulkan gempa dangkal dan

bersifat merusak.

Gambar 2.3 Pergerakan lempeng tektonik (Subardjo dan Ibrahim, 2004)

2.5. Kondisi Seismotektonik Pulau Bali

Pulau Bali yang terletak pada 8°3'40" - 8°50'48" LS dan 114°25'53" -

115°42'40" BT merupakan kawasan dengan aktifitas kegempaan yang tinggi di

Indonesia. Pulau Bali merupakan bagian dari busur kepulauan Sunda kecil yang

terbentuk sebagai akibat proses subduksi Lempeng Indo - Australia ke bawah

Lempeng Eurasia. Busur Sunda kecil ditandai oleh bidang pusat gempa yang

menukik yang dikenal sebagai Zona Benioff Wadati. Subduksi Lempeng Indo-

Australia terhadap Lempeng Eurasia dengan kecepatan 7 cm per tahun (Demets

dkk, 1994) merupakan penyebab aktifnya sesar di Bali dan sekitarnya.

Berdasarkan kondisi tektonik ini, maka Bali memiliki dua jenis pembangkit

gempabumi, yakni aktivitas subduksi lempeng di selatan Bali dan aktifitas sesar –

sesar lokal yang dihasilkan oleh gerakan subduksi lempeng tersebut.

Menurut data National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)

tercatat ada 20 gempa bumi dalam periode (1815 – 1992) yang terjadi pada

sekitaran pulau Bali yang menyebabkan tsunami. 7 diantaranya memiliki

magnitudo ≥ 7 skala Richter (SR).

12

Gempa yang paling baru terjadi pada zona sumber gempa Flores Back Arc

Thrust adalah Gempa Seririt pada tahun 1976 dengan magnitudo 6.1. Tidak ada

gempa bumi yang secara jelas berhubungan dengan zona back arc thrust

ditemukan lebih dalam dari 25 km (Sengara, 2002).

2.6. Tsunami

Istilah tsunami berasal dari bahasa Jepang. Tsu berarti “pelabuhan”, dan

nami berarti “gelombang”, sehingga tsunami dapat diartikan sebagai “gelombang

pelabuhan”. Istilah ini pertama kali muncul di kalangan nelayan Jepang. Karena

panjang gelombang tsunami sangat besar pada saat berada di tengah laut, para

nelayan tidak merasakan adanya gelombang ini. Namun setibanya kembali ke

pelabuhan, mereka mendapati wilayah di sekitar pelabuhan tersebut rusak parah.

Karena itulah mereka menyimpulkan bahwa gelombang tsunami hanya timbul di

wilayah sekitar pelabuhan dan tidak di tengah lautan yang dalam.

11

Gambar 2.4. Terminologi Tsunami (Sugito, 2008)

Tsunami juga sering dianggap sebagai gelombang air pasang. Hal ini terjadi

karena pada saat mencapai daratan, gelombang tsunami lebih menyerupai air

pasang yang tinggi daripada menyerupai ombak biasa yang mencapai pantai

secara alami oleh tiupan angin. Namun sebenarnya gelombang tsunami sama

sekali tidak berkaitan dengan peristiwa pasang surut air laut. Karena itu untuk

menghindari pemahaman yang salah, para ahli oseanografi sering menggunakan

istilah gelombang laut seismik (seismic sea wave) untuk menyebut tsunami, yang

secara ilmiah lebih akurat.

Kecepatan gelombang tsunami tergantung pada kedalaman laut di sekitar

pusat gempa terjadi, dimana kecepatan gelombang tsunami bisa mencapai ratusan

kilometer per jam. Apabila tsunami mencapai pantai, kecepatannya akan menjadi

kurang lebih 50 km/jam dan energinya sangat merusak daerah pantai yang

diterjangnya. Di tengah laut tinggi gelombang tsunami hanya beberapa cm hingga

beberapa meter, namun saat mencapai pantai tinggi gelombangnya bisa mencapai

puluhan meter karena terjadi penumpukan massa air. Saat mencapai pantai

tsunami akan menyerap masuk daratan jauh dari garis pantai dengan jangkauan

mencapai beberapa ratus meter bahkan bisa beberapa kilometer.

2. 7 Proses Terjadinya Tsunami

Gempa bumi merupakan salah satu penyebab terjadinya tsunami. Gempa

bumi bisa disebabkan oleh berbagai sumber, antara lain letusan gunung berapi

(erupsi vulkanik), tubrukan meteor, ledakan bawah tanah (seperti uji nuklir), dan

12

pergerakan kulit bumi. Berdasarkan seismologi, gempa tektonik dijelaskan oleh

“Teori Lapisan Tektonik”. Teori ini menyebutkan bahwa lapisan bebatuan terluar

yang disebut lithosphere mengandung banyak lempengan. Di bawah lithosphere

ada lapisan yang disebut athenosphere, lapisan ini seakan-akan melumasi

bebatuan tersebut sehingga mudah bergerak.

Diantara dua lapisan ini, bisa terjadi 3 hal, yaitu :

1. Lempengan bergerak saling menjauh, maka magma dari perut bumi akan

keluar menuju permukaan bumi. Magma yang sudah di permukaan bumi

ini disebut lava.

2. Lempengan bergerak saling menekan, maka salah satu lempeng akan

naik atau turun, atau dua-duanya naik atau turun. Inilah cikal gunung

atau lembah.

3. Lempengan bergerak berlawanan satu sama lain, misalnya satu ke arah

selatan dan satunya ke arah utara.

Jika lempengan bergerak saling menekan terjadi di dasar laut, ketika salah

satu lempengan naik atau turun, maka volume daerah di atasnya akan mengalami

perubahan kondisi stabilnya. Apabila lempengan itu turun, maka volume daerah

itu akan bertambah. Sebaliknya apabaila lempeng itu naik, maka volume daerah

itu akan berkurang.

Perubahan volume tersebut akan memengaruhi gelombang laut. Air dari

arah pantai akan tersedot ke arah sumber gempa. Gelombang-gelombang menuju

pantai akan terbentuk karena massa air yang berkurang pada daerah tersebut

karena pengaruh gaya gravitasi, air tersebut berusaha kembali mencapai kondisi

stabilnya. Ketika daerah tersebut cukup luas, maka gelombang tersebut

mendapatkan tenaga yang lebih dahsyat. Inilah yang disebut dengan tsunami.

Tsunami merupakan fenomena gelombang laut yang tinggi dan besar akibat

dari gangguan mendadak pada dasar laut yang secara vertikal mengurangi volume

kolom air. Gangguan mendadak ini bisa datang dari gempa.

13

Gambar 2.5 Skema terbentuknya tsunami

Gempabumi yang menyebabkan terjadinya tsunami disebut tsunamigenic

earthquake. Sedangkan tsunami earthquake atau gempabumi tsunami merupakan

gempa yang menyebabkan tinggi tsunami yang lebih besar dibandingkan dengan

perkiraan perhitungan momen magnitude gempanya. Karakteristik tsunami

earthquake adalah :

1. Proses patahan (rupture) gempabumi yang pelan dan panjang

2. Durasi patah (rupture) yang lama, sekitar 100 detik

3. Terjadi pada batas lempeng yang memiliki plate coupling yang lemah

4. Sumber gempa terletak di lapisan sedimen yang dangkal dan di batas

lempeng dekat palung (trench)

2.8 Run-Up dan Estimated Time Arrival (ETA)

Run-up didefinisikan sebagai elevasi vertikal maksimum suatu titik pada

lahan kering yang tergenang oleh ombak (Lekkas dkk, 2011). Tinggi Run-Up

adalah nilai elevasi maksimum dari gelombang tsunami diatas ketinggian laut

rata-rata. Sedangkan jarak penggenangan adalah nilai dari jarak horizontal

gelombang tsunami bergerak ke darat dari garis pantai (Hafeez, 2008).

Estimated Time Arrival (ETA) merupakan waktu tiba tsunami, dimana ETA

ini menjadi acuan waktu saat Run-up terjadi.

14

Gambar 2.6 Ilustrasi Run Up Tsunami (Hafeez, 2008)

2.9. Tsunami Observation And Simulation Terminal (TOAST)

Tsunami Observation And Simulation Terminal (TOAST) adalah sebuah

perangkat lunak untuk simulasi dan verifikasi tsunami dimana potensi bahaya dan

penilaian terhadap tsunami yang terjadi diberikan dengan cepat. Hasilnya dapat

diverifikasi oleh sensor oseanografik seperti tide gauges atau buoys. TOAST

dikembangkan oleh gempa GmbH, yang sebelumnya menjadi bagian dari GFZ

Postdam (pengembang SeisComP3).

TOAST memiliki sebuah aplikasi yang dinamakan Easywave. Easywave

menggunakan data pengukuran kedalaman sebagai model input untuk wilayah

lautan untuk bisa disimulasikan. Data yang dihasilkan merupakan data dua

dimensi. Komputasi yang dibawa oleh data dua dimensi ini kemudian mengalami

pengulangan dalam sebuah loop waktu dan terbagi menjadi dua bagian yaitu

ketinggian gelombang dan fluks yang terbalik.

15

Gambar 2.8 Penampilan software TOAST

16

BAB IV

METODOLOGI PENELITIAN

4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan

Penelitian ini dilaksanakan di Balai Besar Meteorologi Klimatologi dan

Geofisika Wilayah III Denpasar pada Bulan Mei 2018 sampai Bulan Juni 2018.

4.2 Daerah Penelitian

Daerah penelitian pada simulasi ini difokuskan pada daerah Provinsi Bali

dengan batasan koordinat geografis yaitu 7,808˚ – 8,108˚ LS dan 115.292˚ -

116.025˚ BT. Daerah terdampak tersebut yaitu Buleleng Timur, Buleleng Barat,

Karangasem Utara, Karangasem Selatan, Nusa Penida, Jembrana, Klungkung,

Denpasar (Pantai Sanur), Pantai Kuta, dan Tabanan.

Gambar 4.1 Daerah Penelitian dan Simulasi Sumber Gempa Bumi

17

4.3 Data dan Software

Penelitian ini menggunakan data simulasi tsunami yang bersumber dari

Flores Back arc thrust dengan batasan koordinat 7,808˚ – 8,108˚ LS dan 115.292˚

- 116.025˚ BT. Data tersebut selanjutnya divariasikan dengan kedalaman dari 5 –

30 km dan magnitudo 7, 7.5, 8, dan 8.5 SR.

Pemodelan tsunami pada penelitian ini menggunakan sebuah perangkat

komersial yang telah dikembangkan perusahaan Jerman yaitu bernama TOAST

(Tsunami Observation and Simulation Terminal) yang merupakan sebuah

pemodelan tsunami dengan tool bernama Easy Wave 2. TOAST merupakan

perangkat lunak untuk simulasi pemodelan tsunami yang dapat memberikan hasil

dengan sangat cepat dan dapat membantu dalam pengambilan keputusan

peringatan dini tsunami.

Sistem pemodelan TOAST menggunakan program easywave2,

dikembangkan oleh Dr. Andrey Babeyko (GFZ Jerman). Terdapat 3 status

peringatan pada TOAST ini yaitu :

1. SIAGA (run up < 0.5 m)

2. WASPADA (0.5 m ≤ run up ≤ 3 m)

3. AWAS (3 m ≤ run up)

4.4 Pengolahan Data

Pengolahan data dilakukan dengan membuat skenario-skenario gempabumi

yang bersumber di Flores Bark Arc Thrust. Skenario-skenario gempabumi

tersebut divariasikan dengan kedalaman kedalaman dari 5 – 30 km dan

magnitudo 7, 7,5, 8, dan 8,5 SR yang selanjutnya disimulasikan dengan

menggunakan perangkat TOAST. Dimana hasil simulasi tsunami tersebut berupa

nilai ketinggian permukaan air (run up) dan perkiraan waktu tiba di daratan

(Estimated Time Arrival). Secara umum, langkah-langkah pengolahan data adalah

sebagai berikut :

18

1. Input Parameter gempa bumi yang berupa lokasi latitude, longitude,

kedalaman, dan magnitudo gempa bumi pada tempat yang telah

disediakan seperti terlihat pada Gambar 4.2

Gambar 4.2. Langkah Pertama

2. Klik “Simulation” dan pilih “start simulation”. Kemudian tools pada

bagian kanan akan bekerja secara otomatis. Titik merah yang

diperlihatkan pada gambar 4.3 merupakan lokasi sumber gempa

berdasarkan data yang dimasukkan pada langkah pertama. Proses ini

dapat dilihat pada Gambar 4.3

19

Gambar 4.3. Langkah Kedua

3. Setelah proses pada tools mencapai 100%, klik 2 kali pada tools yang

ingin digunakan sebagai simulasi tsunami. Pada penelitiaan ini,

digunakan Easy Wave 2. Setelah diklik 2 kali, software akan

menampilkan daerah terdampak tsunami. Dimana warna merah pada

gambar merupakan jangkauan dari gelombang tsunami yang dapat

terjadi. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 4.4

20

Gambar 4.4. Langkah Ketiga

4. Kemudian, klik bagian Forecast Zone untuk melihat data run up dan

waktu tiba dari tsunami tersebut pada bagian-bagian yang terdampak,

seperti gambar 4.5.

Gambar 4.5. Forecast Zone

21

Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah analisa daerah-daerah

rawan tsunami. Analisa ini didasari oleh run up gelombang dan waktu tiba di titik

terdampak.

4.5 Diagram Alir

Rangkaian proses pengolahan data di atas dapat digambarkan dengan

diagram alir sebagai berikut :

Mulai

Penyusunan Data Parameter

Simulasi Gempa Bumi

TOAST

(Longitude, Latitude,

Magnitude, Depth)

Parameter Tsunami

(Run Up dan Waktu Tiba)

Analisa Grafik

Selesai

Gambar 4.6. Diagram Alir

22

BAB V

HASIL DAN PEMBAHASAN

5.1 Hasil

1.1.1 Run Up Tsunami

Meninjau dari data simulasi pada Lampiran I maka akan didapatkan data

pada Tabel 5.1 yang merupakan rata-rata dari data sebelumnya.

Tabel 5.1 Data tinggi run-up tsunami terhadap wilayah terdampak

M

(SR)

Buleleng

Timur

Buleleng

Barat

Karangase

m Utara

Karangas

em

Selatan

Nusa

Penida

Jembrana

7.0 0.518379 0.192652 0.546621 0.34712 0.1890

76

0.024576

7.5 1.742879 0.773697 2.041636 1.000606 0.6323

18

0.094773

8.0 4.952545 3.034212 5.571182 3.09553 2.0293

79

0.331273

8.5 8.016527 8.907873 10.34705 7.218855 4.4644

73

1.607564

M

(SR)

Klungku

ng

Pantai

Sanur

Gianyar Pantai

Kuta

Tabana

n

7.0 0.276182 0.195818 0.153727 0.077636 0.0368

79

7.5 1.055758 0.888364 0.684848 0.321167 0.1635

3

8.0 3.4925 3.544227 2.770106 0.959045 0.6201

82

8.5 8.036455 10.85736 7.138382 1.956036 1.4410

18

5.1.2 Grafik Run Up Tsunami

Dari Tabel 5.1 maka akan didapatkan grafik hubungan antara run-up

tsunami dan magnitudo gempa bumi yang terlihat pada Gambar 5.1

23

Gambar 5.1 Grafik Run Up Tsunami

5.1.2 Perkiraan Waktu Tiba Tsunami

Meninjau dari data simulasi pada Lampiran II maka akan didapatkan data

pada Tabel 5.2 yang merupakan rata-rata dari data sebelumnya.

Tabel 5.2 Data Perkiraan Waktu Tiba Tsunami

M

(SR)

Buleleng

Timur

Buleleng

Barat

Karangas

em Utara

Karangase

m Selatan

Nusa

Penida

Jembra

na

7.0 27 375 22 170 536 2166

7.5 6 204 10 110 391 2150

8.0 0 16 2 74 290 1211

8.5 0 0 0 38 224 510

M

(SR)

Klungku

ng

Pantai

Sanur

Gianyar Pantai

Kuta

Tabana

n

7.0 979 943 776 1180 2403

7.5 383 727 572 909 1985

8.0 282 544 437 682 1409

8.5 226 423 340 520 993

0

2

4

6

8

10

12

7 7.5 8 8.5

Ru

n-U

p (

m)

Magnitude (SR)

Grafik Hubungan Run-Up Tsunami dan Magnitudo

Buleleng Timur

Buleleng Barat

Karangasem Utara

Karangasem Selatan

Nusa Penida

Jembrana

Klungkung

Denpasar - Sanur

Gianyar

Badung - Pantai Kuta

Tabanan

24

5.1.4 Grafik waktu tiba tsunami

Dari Tabel 5.2 maka dapat didapatkan grafik hubungan antara waktu tiba

tsunami dan magnitudo gempa bumi yang terlihat pada Gambar 5.2

Gambar 5.2 Grafik Waktu Tiba Tsunami

5.2 Pembahasan

Dari gambar 5.1 yang dihasilkan dapat dilihat bahwa secara umum

Karangasem Utara dan Buleleng Timur merupakan daerah yang rawan terdampak

tsunami. Mulai dari magnitudo terendah yang digunakan sebagai simulasi yaitu 7

SR, Karangasem Utara dan Buleleng Timur memiliki nilai run-up yang lebih

tinggi dibandingkan daerah-daerah lainnya. Untuk perkiraan waktu tiba tsunami

yang terlihat pada gambar 5.2, daerah Karangasem Utara dan Buleleng Timur juga

memiliki nilai yang sangat rendah bahkan sama dengan 0. Dari gambar 5.1 juga

terlihat bahwa daerah Pantai Sanur mengalami peningkatan tinggi run-up yang

cukup pesat saat disimulasikan pada magnitudo 8,5 SR. Hal ini dapat dipengaruhi

oleh letak Pantai Sanur yang berada di bagian selatan Pulau Bali yang memiliki

topografi pantai dan batimetri yang jauh lebih kompleks dibandingkan Bali bagian

Utara. Namun, nilai perkiraan waktu tiba tsunami untuk daerah Pantai Sanur

0150300450600750900

1050120013501500165018001950210022502400

7 7.5 8 8.5

Wak

tu T

iba

(s)

Magnitude (SR)

Grafik Hubungan Waktu Tiba Tsunami dan Magnitudo

Buleleng Timur

Buleleng Barat

Karangasem Utara

Karangasem Selatan

Nusa Penida

Jembrana

Klungkung

Denpasar - Sanur

Gianyar

Badung - Pantai Kuta

Tabanan

25

memiliki perbedaan yang cukup signifikan dengan waktu perkiraan waktu tiba

tsunami daerah Karangasem Utara dan Buleleng Timur yaitu sebesar 650,75 dan

651 detik secara berturut-turut. Karena letak daerah Pantai Sanur yang berjarak

cukup jauh dari sumber gempa yang berada di daerah utara Pulau Bali, maka

waktu yang dibutuhkan oleh gelombang tsunami untuk mencapai daerah Pantai

Sanur juga lebih lama.

Untuk daerah Nusa Penida yang berbeda pulau dengan daerah lainnya

memiliki nilai run-up yang cukup tinggi namun tidak sebesar run-up yang

dihasilkan oleh daerah sebelumnya. Daerah Nusa Penida yang berada di daerah

selatan mempengaruhi tinggi run-up untuk daerah tersebut. Karena lautan yang

terbentang antara daerah sumber gempa dan daerah Nusa Penida, hal ini

menyebabkan penumpukan gelombang air laut tidak terlalu signifikan hasilnya.

Namun, keadaan daerah seperti ini juga mengakibatkan perkiraan waktu tiba

gelombang air laut lebih cepat dibandingkan beberapa daerah lain, karena tidak

ada daratan yang bisa menghalangi perambatan gelombang air laut tersebut. Jika

dirata-ratakan, perkiraan waktu tiba gelombang tsunami untuk mencapai daerah

Nusa Penida adalah sebesar 360,25 detik.

Untuk beberapa daerah lain, seperti Tabanan, Jembrana, dan Pantai Kuta

yang memiliki nilai run-up cukup rendah dibandingkan dengan daerah lainnya

dipengaruhi oleh letak daerah pengamatan yang cukup jauh dari sumber gempa.

Sama seperti daerah Pantai Sanur, daerah Pantai Kuta juga berada di cekungan

pulau Bali. Namun, keberadaan Pantai Kuta yang berada di daerah berlawanan

dari Pantai Sanur juga dapat memengaruhi tinggi run-up yang terjadi di daerah

tersebut. Letak Flores Back Arc Thrust yang berada lebih ke arah Timur

memengaruhi tinggi run-up yang terjadi pada daerah-daerah terdampak. Daerah

seperti Tabanan, Jembrana, dan Pantai Kuta yang berada di daerah barat Pulau

Bali cenderung tidak mendapatkan dampak yang cukup signifikan jika

dibandingkan dengan daerah lain yang jauh lebih dekat dengan sumber gempa.

Nilai perkiraan waktu tiba tsunami untuk ketiga daerah ini juga lebih besar

dibandingkan daerah lain.

26

Dari kedua grafik di atas dapat dilihat pula hubungan antara grafik tinggi

run-up dan perkiraan waktu tiba gelombang tsunami adalah berbanding terbalik.

Dimana semakin tinggi run-up yang dihasilkan maka semakin cepat pula

perkiraan waktu tiba gelombang tsunami untuk mencapai ke daerah terdampak.

27

BAB VI

PENUTUP

6.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian ini dapat ditarik kesimpulan, bahwa seluruh tempat

pengamatan daerah terdampak menjadi daerah yang beresiko terjadinya tsunami.

Adapun beberapa daerah penelitian yang memiliki dampak yang cukup besar

adalah daerah Karangasem Utara, Karangasem Selatan, Buleleng Timur, Buleleng

Barat, dan Pantai Sanur. Dengan tinggi run-up berturut-turut sebesar 0,55 meter,

0,35 meter, 0,52 meter, 0,19 meter, 0,19 meter pada magnitudo terrendah dan

10,35 meter, 7,22 meter, 8,02 meter, 8,90 meter, 10,86 meter pada magnitudo

tertinggi. Tingginya resiko tsunami pada daerah Karangasem Utara dapat

dipengaruhi oleh letak daerah yang terhitung dekat dengan sumber gempa.

Sedangkan meningkatnya nilai run-up daerah Sanur dapat dipengaruhi oleh

topografi pantai daerah setempat yang cenderung lebih kompleks dibandingkan

Bali bagian Utara.

6.2 Saran

Pada penelitian yang telah dilaksanakan, penulis dapat memberikan saran yaitu,

pada penelitian selanjutnya mungkin bisa memasukkan simulasi dengan zona

subduksi sebagai sumbernya yang dapat digunakan sebagai perbandingan dari

hasil yang telah didapatkan.

28

DAFTAR PUSTAKA

Demets, Gordon, R., Argus dan Stein S, 1994, Effect of Recent to The

Geomagnetics Reversal Time Scale on Estimates of Current Plate Motions,

Revisions Geophysical Research Letter, 21, 2191-2194.

Hafeez, Humeira, 2008, Inundation of Tsunami Waves and Its Relation to The

Tsunami Run Up, Pakistan Journal of Meteorology, Vol.5, Issue 9,Pakistan

Meteorological Department, Pakistan.

Lekkas, Efthymios, Andreadakis, Emmanouil, Kostaki, Irene, Kapourani, Eleni.

2011. Critical Factors for Run-Up and Impact of the Tohoku Earthquake

Tsunami. International Journal of Geosciences. School of Science.

Department of Dynamic, Tectonic, and applied Geology, National and

Kapodistian University of Athens, Atheens.

McCaffrey, Robert, Nabelek, John, 1987, Earthquakes, Gravity, and The Origin

of The Bali Basin : An Example of A Nascent Continental Fold-And-Thrust

Belt, Journal of Geophysical Research, Vol.92, No.B1, Department of Earth,

Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusets Institute of Technology,

Cambridge. 441 – 460

Rahman, Muh. Soekarno Saputra, 2015, Block Tsunami Daerah Bengkulu,

Skripsi, Sekolah Tinggi Meteorologi dan Geofisika, Tangerang Selatan.

Subardjo dan Ibrahim, 2004

Sugito, Nanin Trianawati, 2008, Tsunami, Jurusan Pendidikan Geografi, Fakultas

Pendidikan Ilmu Pengetahuan Sosial, Universitas Pendidikan Indonesia.

Zakaria, Zufialdi. 2007. Aplikasi Tektonik Lempeng dalam Sumber Daya Mineral,

Energi dan Kewilayahan. Bulletin of Scientific Contribution, Vol. 5, No.2,

123 – 131. Bandung.