UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2018lib.unnes.ac.id/36942/1/4211413015.pdftektonik. Hal ini terjadi...
Transcript of UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG 2018lib.unnes.ac.id/36942/1/4211413015.pdftektonik. Hal ini terjadi...
ANALISIS SESAR GEMPA TEKTONIK
MENGGUNAKAN METODE FOCAL MECHANISM
STUDI KASUS GEMPA BUMI KEPULAUAN
MENTAWAI TAHUN 2010-2016
Skripsi
disusun sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar Sarjana Sains
Program Studi Fisika
oleh
Muhammad Ifanun Naim
4211413015
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG
2018
ii
iii
iv
v
MOTTO
โHidup sekali hiduplah yang berartiโ
โSejauh apapun kita pergi, keluarga adalah tempat untuk kembaliโ
โTerus bersyukur dalam menjalani hidupโ
โSesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahanโ (QS. Al-Insyirah: 6)
โAllah tidak akan membebani seseorang, melainkan sesuai dengan
kesanggupannyaโ (QS. Al-Baqarah: 286)
PERSEMBAHAN
Skripsi ini penulis persembahkan kepada :
1. Untuk Bapak, Ibu, dan semua keluarga yang
selalu memberikan doa dan dukungan.
2. Untuk adikku Joko Febriyanto, Adinda Zahwa
Isnawati, dan Saraswati Basuki Putri yang selalu
memberikan semangat kepada penulis.
3. Untuk teman-teman jurusan Fisika 2013.
vi
PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT karena berkat rahmat,
dan hidayahNya penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik dan lancar.
Keberhasilan penulis dalam menyelesaikan skripsi ini tidak dapat lepas dari
bantuan berbagai pihak. Oleh karena itu, pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terima kasih kepada:
1. Prof. Dr. Fathur Rohman, M. Hum. selaku rektor Universitas Negeri Semarang.
2. Prof. Dr. Zaenuri, S.E., M.Si., Akt. selaku dekan Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang.
3. Dr. Suharto Linuwih, M.Si. selaku ketua Jurusan Fisika, Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Semarang.
4. Prof. Dr. Supriyadi, M.Si. selaku dosen wali dan pembimbing I yang telah
memberikan arahan akademik dan masukan dalam penyelesaian skripsi.
5. Dr. Suharto Linuwih, M.Si. selaku dosen pembimbing II yang telah
memberikan bimbingan dan masukan dalam penyelesaian skripsi.
6. Bapak dan Ibu dosen Jurusan Fisika yang telah memberikan bekal kepada
penulis dalam penyusunan skripsi.
7. Bapak, Ibu, adik dan kerabat atas doa dan dukungannya.
8. Sahabat-sahabatku Fisika 2013 dan KSGF UNNES atas semangat yang
diberikan.
9. Teman-teman kos yang telah memberikan bantuan dan dukungan dalam
penyelesaian skripsi.
vii
Semoga segala kebaikan yang telah diberikan mendapat balasan yang lebih
dari Allah SWT. Penulis berharap agar penelitian ini bermanfaat bagi penulis
khususnya dan pembaca pada umumnya.
Semarang, 15 Januari 2018
Penulis
viii
ABSTRAK
Naim, Muhammad Ifanun. 2017. Analisis Sesar Gempa Tektonik Menggunakan
Metode Focal Mechanism Studi Kasus Gempa Bumi Kepulauan Mentawai Tahun
2010-2016. Skripsi, Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam. Pembimbing Utama Prof. Dr. Supriyadi, M.Si dan Pembimbing Pendamping
Dr. Suharto Linuwih, M.Si.
Kata Kunci : kegempaan; sesar; focal mechanism; penampang melintang.
Kepulauan Mentawai merupakan bagian dari Pulau Sumatera yang terdapat dua
lempeng tektonik yang aktif. Kedua lempeng tektonik tersebut yaitu lempeng Indo-
Australi menunjam ke arah lempeng Eurasia dan menimbulkan zona subduksi
Sumatera yang banyak menimbulkan kejadian gempa bumi. Penelitian ini bertujuan
untuk mengetahui sesar gempa ditinjau dari besarnya magnitudo dengan
menggunakan metode focal mechanism studi kasus gempa pada Kepulauan
Mentawai periode tahun 2010-2016. Metode focal mechanism merupakan metode
untuk menentukan bidang sesar yang dihasilkan oleh kejadian gempa dengan
memanfaatkan gerak awal gelombang P. Gerak awal gelombang P berupa gaya
kompresi ataupun dilatasi. Selain dengan metode focal mechanism, dalam
penelitian ini juga dibuat penampang melintang gempa dengan luasan daerah
tertentu yang bertujuan untuk mengetahui indikasi gempa yang terjadi merupakan
gempa pada daerah lempeng tektonik. Hasil solusi focal mechanism untuk data
gempa bermagnitudo โฅ 6.0 Mw rata-rata gempa menghasilkan sesar naik
(thrust/reverse) dengan beberapa nilai kemiringan (dip) tertentu. Hasil dari
penampang melintang gempa menunjukkan sebaran hiposenter gempa yang
cenderung menunjam. Kejadian ini adalah indikasi bahwa lokasi gempa-gempa
tersebut merupakan tempat lempeng yang menunjam dan ketika dihubungkan
dengan hasil focal mechanism juga menunjukkan kecenderungan sesarnya adalah
sesar naik dengan beberapa nilai kemiringan (dip) tertentu.
ix
ABSTRACT
Naim, Muhammad Ifanun. 2017. Fault Analysis of Tectonic Earthquake Using
Focal Mechanism Method Case Study of Mentawai Archipelago Earthquake 2010-
2016 Period. Undergraduate Thesis, Physics Department Faculty of Mathematics
and Natural Sciences, Universitas Negeri Semarang. Primary Advisor Prof. Dr.
Supriyadi, M.Si. and Secondary Advisor Dr. Suharto Linuwih, M.Si.
Keywords: seismicity; fault; focal mechanism; cross section.
Mentawai archipelago is a part of Sumatera Island which has two active tectonic
plates. Those two tectonic plates are Indo-Australi plate which stabbed the Eurasia
plate which forms a subduction zone of Sumatera which causes earthquakes. This
study is aimed to examine the earthquake fault viewed from the magnitudes scale
by using focal mechanism method for a case study of the earthquake in Mentawai
archipelago on the 2010-2016 period. Focal mechanism method is a method which
is used to define the fault plane as the result of the earthquake by utilizing the first
motion of P wave. The first motion of the P wave is in the form of compression and
dilatation. Beside the use of focal mechanism method, an earthquake cross section
for certain areas is also examined in this study. The aim for cross section is to see
the indication of the earthquake happens in a tectonic plate. The result of the focal
mechanism showed that earthquake with magnitude โฅ 6,0 Mw, the average
earthquake results in a reverse fault with several certain dip. The result of the cross
section earthquake showed that the distribution of the hypocenter tends to stab.
These events are the indication that the location of those earthquakes is the stabbed
plate and when it is connected to the focal mechanism result, it also shows that the
tendency of the fault is a reverse fault with several certain dip.
x
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL .......................................................................................... i
PERNYATAAN KEASLIAN TULISAN ......................................................... iii
HALAMAN PENGESAHAN ............................................................................ iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN ..................................................................... v
PRAKATA ......................................................................................................... vi
ABSTRAK ......................................................................................................... viii
DAFTAR ISI ...................................................................................................... x
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xvi
BAB
1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang ..................................................................................... 1
1.2 Rumusan Masalah ................................................................................ 3
1.3 Tujuan Penelitian ................................................................................. 3
1.4 Batasan Masalah .................................................................................. 4
1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................... 4
1.6 Penegasan Istilah .................................................................................. 5
1.7 Sistematika Penulisan Skripsi .............................................................. 6
xi
2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Tektonik Lempeng ..................................................................... 8
2.2 Batas Lempeng Tektonik ..................................................................... 9
2.2.1 Batas Divergen ............................................................................ 10
2.2.2 Batas Konvergen ......................................................................... 10
2.2.3 Batas Transform .......................................................................... 12
2.3 Sesar (Patahan) .................................................................................... 12
2.3.1 Parameter Sesar ........................................................................... 12
2.3.2 Jenis-jenis Sesar .......................................................................... 13
2.4 Gempa Bumi ........................................................................................ 15
2.4.1 Gelombang Badan (Body Waves) ............................................... 17
2.4.2 Gelombang Permukaan (Surface Waves) .................................... 18
2.4.3 Gelombang Seismik pada Bumi Bulat Konsentris ...................... 19
2.5 Metode Focal Mechanism ................................................................... 21
2.6 Tatanan Tektonik Kepulauan Mentawai .............................................. 24
3. METODE PENELITIAN
3.1 Alur Penelitian ..................................................................................... 27
3.2 Data Penelitian ..................................................................................... 28
3.3 Pengolahan Data .................................................................................. 28
3.3.1 Perangkat Pengolahan ................................................................. 28
3.3.2 Pengolahan Focal Mechanism .................................................... 29
3.3.3 Pengolahan Penampang Melintang Gempa
(Cross-Section) ........................................................................... 31
xii
4. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian .................................................................................... 32
4.1.1 Focal Mechanism ........................................................................ 33
4.1.2 Penampang Melintang Gempa (Cross Section) .......................... 39
4.2 Pembahasan .......................................................................................... 42
5. PENUTUP
5.1 Simpulan .............................................................................................. 46
5.2 Saran .................................................................................................... 46
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 48
LAMPIRAN ........................................................................................................ 51
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
4.1 Gempa bumi Kepulauan Mentawai tahun 2010-2016
(Magnitudo โฅ 6,0 Mw) ............................................................................... 33
xiv
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
2.1 Lempeng Tektonik Indonesia ................................................................... 9
2.2 Parameter Sesar pada Bidang Sesar .......................................................... 13
2.3 Jenis-jenis Sesar ........................................................................................ 14
2.4 Gelombang P dan Gelombang S ............................................................... 17
2.5 Gelombang Love dan Gelombang Rayleigh ............................................. 18
2.6 Geometri Hukum Snellius untuk Bumi Berbentuk Bulat ......................... 20
2.7 Bola Fokus Hiposenter Gempa Bumi ....................................................... 22
2.8 Gerak Awal Gelombang P Kompresi dan Dilatasi ................................... 23
2.9 (A) Pengelompokkan Gerak Awal Gelombang P (B) Bentuk
Focal Mechanism ..................................................................................... 24
2.10 Tatanan Tektonik Kepulauan Mentawai ................................................... 25
3.1 Alur Penelitian ........................................................................................... 27
3.2 (A) Gelombang P kompresi (B) Gelombang P dilatasi ............................ 29
3.3 Diagram Focal Mechanism ....................................................................... 30
4.1 Peta Gempa Bumi Kepulauan Mentawai Tahun 2010-2016 .................... 32
4.2 Peta Gempa Bumi Kepulauan Mentawai Tahun 2010-2016
(Magnitudo โฅ 6,0 Mw) ............................................................................. 34
4.3 Focal Mechanism Data Gempa Bumi Nomor 1 ....................................... 35
4.4 Focal Mechanism Data Gempa Bumi Nomor 2 ....................................... 35
4.5 Focal Mechanism Data Gempa Bumi Nomor 3 ....................................... 36
xv
4.6 Focal Mechanism Data Gempa Bumi Nomor 4 ........................................ 37
4.7 Focal Mechanism Data Gempa Bumi Nomor 5 ....................................... 37
4.8 Focal Mechanism Data Gempa Bumi Nomor 6 ....................................... 38
4.9 Focal Mechanism Data Gempa Bumi Nomor 7 ....................................... 39
4.10 Luasan Penampang Melintang Gempa ..................................................... 40
4.11 Hasil Penampang Melintang Gempa Luasan AB ..................................... 41
4.12 Hasil Penampang Melintang Gempa Luasan CD ..................................... 41
4.13 Hasil Penampang Melintang Gempa Luasan EF ...................................... 42
xvi
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1 Data Gempa Bumi Kepulauan Mentawai Tahun 2010-2016
(Sumber: EMSC) ........................................................................................ 51
2 Data Stasiun Perekam Gerak Awal Gelombang P ...................................... 57
3 Data Gerak Awal Gelombang P Nomor 1 .................................................. 61
4 Focal Mechanism Data Gerak Awal Gelombang P
Nomor 1 ...................................................................................................... 62
5 Data Gerak Awal Gelombang P Nomor 2 .................................................. 63
6 Focal Mechanism Data Gerak Awal Gelombang P
Nomor 2 ...................................................................................................... 64
7 Data Gerak Awal Gelombang P Nomor 3 .................................................. 65
8 Focal Mechanism Data Gerak Awal Gelombang P
Nomor 3 ...................................................................................................... 66
9 Data Gerak Awal Gelombang P Nomor 4 .................................................. 67
10 Focal Mechanism Data Gerak Awal Gelombang P
Nomor 4 ...................................................................................................... 68
11 Data Gerak Awal Gelombang P Nomor 5 ................................................... 69
12 Focal Mechanism Data Gerak Awal Gelombang P
Nomor 5 ...................................................................................................... 70
13 Data Gerak Awal Gelombang P Nomor 6 .................................................. 71
xvii
14 Focal Mechanism Data Gerak Awal Gelombang P
Nomor 6 ...................................................................................................... 72
15 Data Gerak Awal Gelombang P Nomor 7 .................................................. 73
16 Focal Mechanism Data Gerak Awal Gelombang P
Nomor 7 ...................................................................................................... 74
17 Penampang Melintang Gempa Luasan AB ................................................. 75
18 Penampang Melintang Gempa Luasan CD ................................................. 76
19 Penampang Melintang Gempa Luasan EF .................................................. 77
1
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gempa bumi merupakan peristiwa yang sering terjadi di Indonesia, terbukti
dengan rekaman kejadian gempa bumi yang banyak terjadi di Indonesia. Gempa
bumi di Indonesia terjadi karena salah satu pengaruh dari aktivitas lempeng
tektonik. Hal ini terjadi karena Indonesia terletak pada jalur pertemuan tiga
lempeng tektonik yang sangat aktif, sehingga lempeng tektonik tersebut bergerak
satu sama lain yang mengakibatkan permukaan bumi juga ikut bergerak.
Pergerakan permukaan bumi tersebut biasanya berupa pergerakan secara horisontal
maupun vertikal.
Pulau Sumatera merupakan salah satu pulau yang berada di Indonesia yang
tergolong wilayah sering terjadi gempa bumi besar bahkan dapat menimbulkan
gelombang tsunami. Menurut Rohadi et al., (2008: 101-102), wilayah Sumatera-
Andaman merupakan salah satu wilayah aktif gempa di dunia dan wilayah
Sumatera juga dalam bagian busur kepulauan Sunda hasil dari interaksi lempeng
Indo-Australia yang menunjam di bawah lempeng Eurasia.
Kepulauan Mentawai yang dalam bagian sesar Mentawai terletak diantara
zona subduksi Sumatera dan sesar Sumatera. Aktivitas gempa bumi tektonik di
wilayah Kepulauan Mentawai sangat tinggi dibuktikan dengan rekaman gempa
bumi besar yang telah terjadi bahkan mengakibatkan bencana tsunami, contoh
kasus gempa bumi Mentawai 25 Oktober 2010. Gempa bumi Mentawai 25 Oktober
2010 menghasilkan sesar dengan kemiringan dangkal sehingga mengakibatkan
2
tsunami lokal yang jauh lebih besar dari yang diperkirakan (Lifen et al., 2015: 185).
Kejadian tersebut menimbulkan banyak korban jiwa baik yang meninggal dunia
maupun yang hilang. Menurut Setyonegoro (2012: 140), pada segmen Mentawai
dari perhitungan energi yang tersimpan sampai gempa bumi September 2007
Magnitudo 8,4 Skala Richter ternyata hanya kurang dari sepertiga energi yang telah
terlepas dari total semua energi yang terkumpul lagi sejak tahun 1797 dan 1833.
Sehingga pada wilayah ini dapat di prediksi dalam zona wilayah rentan terjadi
gempa bumi. Informasi dari analisis pola bidang sesar mempermudah dalam
mengetahui pola geometri dari patahan yang berada pada zona subduksi yang
dihasilkan dari gesekan Lempeng Indo-Australia dengan Eurasia maupun sesar
aktif dari Sesar Sumatera (Hasan & Santosa, 2013: 11).
Metode focal mechanism merupakan metode untuk menentukan solusi bidang
sesar (patahan), dalam kasus ini solusi bidang sesar yang disebabkan gempa bumi.
Menurut Michael (1987: 357), focal mechanism dapat memberikan informasi
bentuk sesar dan arah slip. Metode ini sangat bermanfaat untuk mengetahui
parameter sesar suatu gempa bumi berdasarkan gerak awal gelombang P. Analisis
sesar dari bentuk focal mechanism tersebut akan dikaitkan dengan hasil penampang
melintang (cross section) berdasarkan kedalaman gempa bumi (hiposenter).
Keterkaitan antara hasil focal mechanism dan penampang melintang akan
dibandingkan dengan kondisi tektonik pada wilayah penelitian (Nugraha et al.,
2016: 3).
Parameter sesar menurut Supriyadi et al., (2013: 85), terdiri dari jurus (strike)
(ฯ), kemiringan (dip) (ฮด), dan rake (slip) (ฮป). Dari parameter sesar tersebut dapat
3
menghasilkan gambaran bentuk focal mechanism baik itu sesar turun (normal
fault), sesar naik (thrust/reverse fault), maupun sesar mendatar (strike-slip fault).
Sesar naik/turun dapat menyebabkan gelombang tsunami jika event gempa bumi
terjadi di laut dan pada kedalaman relatif dangkal (Matias et al., 2013: 9).
Dari latar belakang di atas, peneliti membuat sebuah penelitian yang berjudul
โANALISIS SESAR GEMPA TEKTONIK MENGGUNAKAN METODE
FOCAL MECHANISM STUDI KASUS GEMPA BUMI KEPULAUAN
MENTAWAI TAHUN 2010-2106โ yang bertujuan untuk menganalisis sesar
gempa bumi di Kepulauan Mentawai dari tahun 2010 sampai 2016 yang nantinya
juga dapat dijadikan dalam upaya mitigasi gempa bumi dikemudian hari.
1.2 Rumusan Masalah
Sesuai dengan latar belakang di atas, dapat dirumuskan masalah dalam
penelitian ini yaitu:
1. Bagaimanakah analisis sesar gempa ditinjau dari besarnya magnitudo dengan
metode focal mechanism pada rentang tahun 2010-2016 studi kasus gempa
bumi Kepulauan Mentawai?
2. Bagaimanakah hasil penampang melintang gempa dalam hubungannya
dengan kondisi tektonik Kepulauan Mentawai periode tahun 2010-2016?
1.3 Tujuan Penelitian
Berdasarkan permasalahan yang telah dikemukakan di atas, tujuan dari
penelitian yang ingin dicapai adalah:
4
1. Menganalisis sesar gempa ditinjau dari besarnya magnitudo dengan
menggunakan metode focal mechanism pada rentang tahun 2010-2016 studi
kasus gempa bumi Kepulauan Mentawai.
2. Menentukan hasil penampang melintang gempa dalam hubungannya dengan
kondisi tektonik Kepulauan Mentawai periode tahun 2010-2016.
1.4 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Penelitian ini menggunakan data sintetik dari website European-
Mediterranean Seismological Centre (EMSC) dimana data gempa yang
dibutuhkan meliputi latitude, longitude, magnitudo, kedalaman, dan gerak
awal gelombang P gempa yang terekam stasiun pencatat (kompresi/dilatasi)
pada event gempa bumi Kepulauan Mentawai.
2. Wilayah penelitian yang akan digunakan yaitu memiliki batas latitude 2ยบ LS
sampai 4ยบ LS, batas longitude 100ยบ BT sampai 101ยบ BT dan data yang
digunakan data gempa bumi tahun 2010-2016 Kepulauan Mentawai.
3. Unsur yang diteliti adalah bentuk hasil focal mechanism dan hasil penampang
melintang (cross section) dari gempa bumi yang terjadi sehingga dapat
diketahui bentuk sesar dari setiap event gempa bumi.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah:
1. Mengetahui jenis sesar gempa berdasarkan besarnya magnitudo dengan
metode focal mechanism pada wilayah penelitian.
5
2. Dapat mengetahui hasil penampang melintang gempa dalam hubungannya
dengan kondisi tektonik Kepulauan Mentawai periode tahun 2010-2016.
3. Dapat dijadikan sebagai informasi bagi pemerintah dan masyarakat dalam
upaya mitigasi gempa bumi sehingga dapat mengurangi adanya korban jiwa
berdasarkan karakteristik bentuk sesar gempa yang terjadi dan sebagai bahan
masukan bagi peneliti dalam mengembangkan penelitian tentang sesar
(patahan).
1.6 Penegasan Istilah
Pada penelitian ini untuk menghindari adanya penafsiran yang berbeda
terhadap istilah yang digunakan, maka diperlukan penegasan istilah sebagai
berikut:
1. Menurut ilmu geologi, sesar merupakan suatu rekahan pada batuan yang
mengalami pergeseran melalui bidang rekahnya. Sesar ini ditandai dengan
penunjaman dari salah satu sisi permukaan bidang patahan yang saling
berinteraksi satu sama lain (Olson & Aspel, 1982: 1969).
2. Zona subduksi merupakan zona pada batas antar lempeng yang bersifat
konvergen. Lempeng tektonik yang memiliki massa jenis besar akan
menunjam ke lempeng tektonik yang memiliki massa jenis lebih kecil.
3. Metode focal mechanism merupakan metode yang digunakan untuk
menginterpretasikan suatu bentuk sesar dalam bentuk bola fokus yang
disebabkan oleh gerak awal gelombang P dari kejadian gempa bumi
(tektonik). Adapun menurut Michael (1987: 357), focal mechanism dapat
memberikan informasi bentuk sesar dan arah slip. Menurut Supriyadi et al.
6
(2013: 85), parameter dalam sesar tersebut meliputi jurus (strike) (ฯ),
kemiringan (dip) (ฮด), dan rake (slip) (ฮป).
4. Penampang melintang (cross section) gempa bumi dalam penelitian ini
merupakan luasan daerah dari setiap event gempa bumi dilihat berdasarkan
kedalaman (hiposenter).
1.7 Sistematika Penulisan Skripsi
Penulisan skripsi ini secara garis besar dibagi menjadi tiga bagian, yaitu
bagian pendahuluan, bagian isi, dan bagian akhir skripsi.
Bagian Pendahuluan
Bagian pendahuluan skripsi terdiri dari halaman judul, persetujuan
pembimbing, pengesahan pembimbing, pengesahan kelulusan, pernyataan, motto
dan persembahan, daftar isi, daftar tabel, dan daftar lampiran.
Bagian Isi
Bagian isi skripsi terdiri dari 5 bab yaitu sebagai berikut :
Bab 1 Pendahuluan
Bab 1 terdiri dari latar belakang, rumusan masalah, tujuan penelitian, batasan
masalah, manfaat penelitian, penegasan istilah, dan sistematika penulisan skripsi.
Bab 2 Tinjauan Pustaka
Bab 2 berisi tentang teori-teori dan konsep-konsep yang mendasari penelitian.
Bab 3 Metode Penelitian
Bab 3 berisi uraian tentang alur penelitian, waktu dan tempat pelaksanaan
penelitian, alat penelitian, prosedur penelitian, metode analisis dan interpretasi data.
7
Bab 4 Hasil dan Pembahasan
Bab 4 membahas hasil analisis dan pembahasan yang disajikan dalam rangka
menjawab permasalahan penelitian.
Bab 5 Penutup
Bab 5 berisi simpulan dan saran dari penelitian yang telah dilakukan.
Bagian Akhir Skripsi
Bagian akhir skripsi berisi daftar pustaka dan lampiran. Daftar pustaka berisi
tentang referensi yang digunakan dalam penyusunan skripsi. Lampiran berisi
tentang data-data yang digunakan untuk analisis hasil penelitian.
8
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Teori Tektonik Lempeng
Teori Tektonik Lempeng merupakan teori yang dapat menjelaskan
pergerakan lempeng-lempeng tektonik bumi. Lempeng tektonik berada pada
lapisan litosfer (lapisan terluar bumi) yang memiliki sifat kaku dan padat. Dan
pada bagian bawah lapisan litosfer terdapat lapisan astenosfer yang berbentuk
padat tetapi dapat mengalir seperti cairan dengan sangat lambat. Menurut
Plummer & Carlson (2016: 462), lempeng tektonik dapat terbentuk oleh adanya
kerak benua (continental crust) ataupun kerak samudera (oceanic crust). Material
dari kerak samudera memiliki kepadatan lebih tinggi dibanding kerak benua.
Demikian pula elemen-elemen zat pada kerak benua (mafik) lebih tinggi
dibanding elemen-elemen zat pada kerak benua (felsik). Pergerakan lempeng
tektonik disebabkan oleh arus konveksi yang mengalir di dalam bumi. Adapun
pergerakan lempeng tektonik (plate movement) terhadap lempeng tektonik lain
menurut Dickinson (1971: 165) bisa berupa: (a) gerak divergen yaitu terbentuknya
lapisan litosfer baru akibat pelebaran celah karena lempeng bergerak saling
menjauh; (b) gerak konvergen yaitu batas-batas lempeng tektonik saling
mendekat (bertumbukan) satu sama lain yang nantinya ada salah satu lempeng
tektonik yang hancur ataupun salah satu lempeng menyusup ke lempeng lain; (c)
gerak geser (transform) yaitu gerak antar batas lempeng-lempeng tektonik yang
bergerak secara lateral atau saling bergesekan.
9
Indonesia berada pada kawasan tempat bertemunya tiga lempeng tektonik
aktif. Menurut Isacks & Oliver (1968: 5858-5859), busur pulau Indonesia
merupakan tempat interaksi tiga lempeng tektonik yaitu lempeng tektonik Indo-
Australia, Pasifik, dan Eurasia seperti Gambar 2.1.
Gambar 2.1 Lempeng Tektonik Indonesia (Katili, 1971: 158)
Dari gambar di atas dapat terlihat bahwa lempeng tektonik Indo-Australia
bergerak relatif ke arah utara menuju lempeng tektonik Eurasia yang cenderung
pasif dan lempeng tektonik Pasifik bergerak relatif ke arah barat.
2.2 Batas Lempeng Tektonik
Terdapat tiga jenis batas-batas lempeng tektonik berdasarkan pergerakan
lempeng tektonik satu terhadap lempeng tektonik yang lain. Pergerakan lempeng
tersebut sering dikaitkan dengan kejadian-kejadian di permukaan bumi. Tiga jenis
10
batas-batas lempeng tersebut antara lain, batas divergen, konvergen, dan
transform (Plummer & Carlson, 2016: 466-474).
2.2.1 Batas Divergen
Batas lempeng ini terjadi jika dua lempeng tektonik atau lebih saling
bergerak menjauhi satu sama lain. Ketika sebuah lempeng tektonik pecah, maka
akan terjadi penipisan dan pembelahan lapisan litosfer sehingga terbentuk batas-
batas divergen. Pada lempeng samudra, proses tersebut dapat menghasilkan
pemekaran dasar laut (seafloor spreading). Proses ini juga menyebabkan
terbentuknya lembah retakan (rift valley) akibat adanya celah antara kedua
lempeng yang saling menjauh pada lempeng benua. Contoh dari kasus lempeng
divergen yaitu terbentuknya pematang tengah-atlantik (Mid-Atlantic Ridge).
Pematang tengah-atlantik tersebut terbujur dari utara ke selatan di sepanjang
Samudra Atlantik yang membatasi Benua Eropa dan Benua Afrika dengan Benua
Amerika.
2.2.2 Batas Konvergen
Batas konvergen terjadi jika lempeng tektonik bergerak saling mendekati
sehingga terjadi tumbukan. Pada lempeng tektonik ini salah satu lempeng akan
tertelan (consumed) ke arah kerak bumi yang mengakibatkan keduanya bergerak
saling menumpu satu sama lain. Pada proses tersebut juga akan terbentuk zona
tunjaman (subduction zone) dimana suatu lempeng samudra terdorong ke bawah
lempeng benua atau lempeng samudra lain. Pada zona tunjaman tersebut juga
sering terjadi gempa bumi. Selain zona tunjaman, proses konvergen ini juga dapat
menyebabkan terbentuknya pematang gunung api (volcanic ridges) dan parit
11
samudra (oceanic trenches). Contoh kasus tersebut adalah Pegunungan Andes di
Amerika Selatan dan busur pulau Jepang (Japanese island arc). Batas konvergen
dapat terjadi oleh interaksi antara lempeng samudra dengan lempeng benua, antar
dua lempeng benua, dan antar dua lempeng samudra.
Pada batas konvergen oleh interaksi antara lempeng samudra dengan
lempeng benua juga mengakibatkan zona penunjaman. Zona penunjaman tersebut
disebabkan penunjaman lempeng samudra ke bawah lempeng benua dan masuk
ke lapisan astenosfer yang suhunya sangat tinggi. Lapisan litosfer yang tepat
berada diatas astenosfer, terbentuk deretan gunung berapi (volcanic mountain
range). Sementara di dasar laut yang tepat pada bagian zona penunjaman,
terbentuk parit samudra (oceanic trench). Salah satu contoh dari proses tersebut
adalah terbentuknya Pegunungan Andes di Amerika Selatan. Pegunungan ini
terbentuk dari konvergensi antara Lempeng Nazka dan Lempeng Amerika Selatan
Batas konvergen oleh interaksi oleh antar dua lempeng samudra, salah satu
lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng samudra lainnya. Hal tersebut
menyebabkan terbentuknya parit di dasar laut dan deretan gunung berapi yang
paralel terhadap parit tersebut yang terletak di dasar laut. Puncak dari sebagian
gunung berapi tersebut ada yang muncul sampai ke permukaan membentuk
gugusan pulau vulkanik (volcanic island chain). Salah satu contoh dari proses
tersebut yaitu pulau vulkanik di Pulau Aleutin di Alaska yang terbentuk dari
konvergensi antara Lempeng Pasifik dan Lempeng Amerika Utara.
Batas konvergen oleh interaksi antar dua lempeng benua, salah satu
lempeng benua menunjam ke bawah lempeng benua yang lain. Kedua lempeng
12
tersebut materialnya tidak terlalu padat dan tidak terlalu berat untuk tenggelam
masuk ke astenosfer dan meleleh. Bagian wilayah yang mengalami tumbukan
akan mengeras dan menebal dan membentuk deretan pegunungan non vulkanik
(mountain range). Contoh dari pegunungan tersebut adalah Pegunungan Himalaya
dan Plato Tibet yang terbentuk dari konvergensi Lempeng India dan Lempeng
Eurasia.
2.2.3 Batas Transform
Batas lempeng ini terjadi jika lempeng tektonik saling bergerak lateral satu
dengan yang lain atau saling bergesekan disepanjang bidang patahan. Kedua
lempeng yang berinteraksi tidak saling memberai dan menunjam. Contoh dari
batas transform yaitu patahan San Andreas di California.
2.3 Sesar (Patahan)
Menurut ilmu geologi, sesar merupakan suatu rekahan pada batuan yang
mengalami pergeseran melalui bidang rekahnya. Pergeseran tersebut bisa terjadi
beberapa centimeter atau dapat juga ratusan kilometer (Plummer & Carlson, 2016:
462). Sesar ini ditandai dengan slip dari salah satu sisi permukaan bidang patahan
yang saling berinteraksi satu sama lain (Olson & Aspel, 1982: 1969).
2.3.1 Parameter Sesar
Supriyadi et al. (2013: 85), parameter bidang sesar terdiri dari strike (ฯ),
dip (ฮด), dan slip/rake (ฮป). Strike adalah jurus bidang sesar yang memiliki sudut
diukur searah jarum jam dari arah utara (0ยฐ-360ยฐ). Dip adalah kemiringan sudut
yang dibentuk oleh bidang sesar pada bidang horizontal, dan diukur pada bidang
vertikal yang arahnya tegak lurus dengan strike (0ยฐ=d=90ยฐ). Slip/rake adalah
13
sudut pergerakan hanging-wall terhadap strike (-180ยฐ= ฮป =180ยฐ), bertanda positif
jika sesar naik dan bertanda negatif jika sesar turun. Pada Gambar 2.2
menjelaskan tentang parameter-parameter sesar pada suatu bidang sesar.
Gambar 2.2 Parameter Sesar pada Bidang Sesar (Song, 2014: KS14)
2.3.2 Jenis-jenis Sesar
Parameter sesar Gambar 2.2 dapat menghasilkan gambaran bentuk focal
mechanism berupa jenis sesar turun (normal fault), sesar naik (thrust/reverse
fault), sesar mendatar (strike-slip fault), maupun oblique seperti Gambar 2.3.
14
Gambar 2.3 Jenis-jenis Sesar (Plummer & Carlson, 2016: 374)
Dari gambar diatas dapat dijelaskan jenis sesarnya sebagai berikut :
1. Sesar turun (normal fault), hanging wall pada sesar relatif turun terhadap
foot wall. Hanging wall adalah lapisan batuan yang relatif berada diatas
bidang sesar. Foot wall adalah lapisan batuan yang relatif berada dibawah
bidang sesar.
2. Sesar naik (reverse/thrust fault), hanging wall pada sesar relatif naik
terhadap foot wall.
3. Sesar mendatar (strike-slip fault), pergerakan dari hanging wall dan foot
wall relatif mendatar satu sama lain. Adapun sesar mendatar terbagi
menjadi dua:
a. Left lateral strike-slip fault, apabila hanging wall bergerak ke kiri.
b. Right lateral strike-slip fault, apabila hanging wall bergerak ke kanan.
4. Sesar oblique merupakan gabungan antara sesar mendatar (strike-slip) dan
sesar vertikal (dip-slip).
15
Sesar di Indonesia yang cenderung bergerak ke arah vertikal banyak
ditemukan pada kawasan zona subduksi Sumatera. Menurut Setyonegoro (2011:
22), sesar naik (reverse/thrust) banyak terjadi pada kawasan zona subduksi
tersebut. Hal itu juga di dukung oleh analisis mekanisme fokus kejadian gempa
oleh USGS menunjukkan sesar yang dihasilkan adalah jenis sesar naik.
Sesar mendatar banyak terjadi di kawasan triple junction yaitu bertemunya
lempeng Eurasia, Pasifik, dan Indo-Australia pada kawasan Sulawesi. Kondisi
tektonik Sulawesi merupakan kondisi tektonik yang sangat kompleks karena
selain aktivitas ketiga lempeng tektonik utama juga terdapat aktivitas seismik
yang disebabkan oleh sesar-sesar lokal. Sesar lokal tersebut merupakan sesar Palu
Koro, Saddang, Matano, dan Gorontalo. Intensitas pergerakan lempeng secara
horisontal pada kawasan tersebut relatif tinggi (Nugroho & Bachri, 2015: 154).
Hal itu yang mengakibatkan banyak kejadian gempa yang menghasilkan
mekanisme fokus berupa sesar mendatar.
2.4 Gempa Bumi
Menurut teori Elastic Rebound yang dikemukakan oleh seismolog
Amerika bernama Rheid, gempa bumi terjadi pada daerah yang mengalami proses
deformasi. Pendekatan teori deformasi tersebut didasarkan pada model stress dan
strain. Stress didefinisikan sebagai gaya per satuan luas dan strain adalah
deformasi per satuan luas. Energi yang tersimpan pada proses deformasi
berbentuk elastic strain akan terakumulasi hingga daya elastisitas batuan
mencapai titik maksimumnya hingga menimbulkan suatu patahan/rekahan. Ketika
16
batuan patah/pecah akan menimbulkan gelombang seismik yang akan menjalar
sampai ke permukaan bumi.
Gelombang seismik menjalar di lapisan bumi bergantung pada tingkat
elastisitas batuan yang dilaluinya. Asumsi dasar tentang penjalaran gelombang
seismik di lapisan bumi yaitu bumi dianggap sebagai media elastik sempurna
yang terdiri dari berbagai lapisan dan setiap lapisan bumi merupakan media
homogen isotropis (Susilawati, 2008: 6).
Mekanisme penjalaran gelombang seismik di dalam bumi juga
menggunakan prinsip-prinsip dasar (Susilawati, 2008: 20-22) antara lain:
1. Prinsip Fermat
Prinsip ini juga disebut prinsip waktu minimum. Prinsip Fermat
menyatakan bahwa waktu penjalaran gelombang elastik antara dua titik misalnya
dari titik A dan B sama dengan waktu tempuh yang terukur sepanjang lintasan
minimum yang menghubungkan titik A dan B.
2. Hukum Snellius
Hukum Snellius menjelaskan perubahan arah berkas gelombang seismik
apabila gelombang seismik menjalar melalui lapisan-lapisan bumi dengan
kecepatan rambat yang berbeda (terdapat pada bidang batas antar lapisan).
Perubahan arah tersebut berupa pantulan (refleksi) dan pembiasan (refraksi).
3. Prinsip Huygens
Prinsip Huygens menjelaskan titik pada muka gelombang dapat dipandang
sebagai sumber gelombang baru. Melalui titik-titik sumber gelombang yang baru,
posisi muka gelombang berikutnya dapat digambarkan dan ditentukan.
17
Adapun gelombang seismik yang menjalar di bumi yaitu gelombang badan
(body waves) dan gelombang permukaan (surface waves) (Plummer & Carlson,
2016: 383-384). Titik asal pertama dari gelombang seismik di dalam bumi disebut
fokus (hypocenter). Titik tersebut merupakan awal dari kerusakan dan gerakan
pada suatu patahan. Titik di permukaan bumi yang tepat di atas dari fokus disebut
epicenter. Selain itu juga terdapat parameter-parameter lain dari gempa yaitu
waktu asal kejadian gempa (origin time), kedalaman gempa (depth), dan
magnitudo gempa (magnitude).
2.4.1 Gelombang Badan (Body Waves)
Gelombang badan merupakan gelombang seismik yang menjalar di dalam
interior bumi yang menjalar ke segala arah. Terdapat dua jenis gelombang badan
yaitu gelombang P (primary) dan gelombang S (secondary) seperti pada Gambar
2.4.
Gambar 2.4 Gelombang P dan Gelombang S
18
Gelombang P disebut juga gelombang kompresi yang arah pergerakan
partikel searah dengan arah penjalaran gelombang. Gelombang P dapat menjalar
dengan kecepatan lebih tinggi dari gelombang S dan dapat menjalar pada media
padat maupun cair. Gelombang S disebut juga gelombang transversal. Pergerakan
partikel dari gelombang S tegak lurus terhadap arah penjalaran gelombang.
Gelombang S hanya dapat menjalar pada media padat dan kecepatan penjalaran
lebih kecil daripada gelombang P.
2.4.2 Gelombang Permukaan (Surface Waves)
Gelombang permukaan merupakan gelombang yang menjalar dengan
lambat dan mengakibatkan kerusakan material yang terdapat di permukaan bumi.
Terdapat dua jenis gelombang permukaan yaitu Gelombang Love dan Gelombang
Rayleigh seperti pada Gambar 2.5.
Gambar 2.5 Gelombang Love dan Gelombang Rayleigh
19
Gelombang Love menjalar secara horisontal yang pergerakan partikelnya
ke arah samping dan tegak lurus terhadap arah penjalaran gelombang. Gelombang
Love sama seperti gelombang S yang hanya dapat menjalar pada media padat.
Pergerakan gelombang Love secara horisontal dan gelombang tersebut cenderung
merobohkan pondasi-pondasi dari bangunan, jalan raya, maupun jembatan.
Gelombang Rayleigh cenderung menghasilkan gerakan menggulung seperti
gulungan ombak. Namun tidak seperti gulungan ombak yang berada di laut,
gelombang ini menghasilkan pergerakan tanah berbentuk lintasan ellips yang
berlawanan arah dengan penjalaran. Gelombang Rayleigh juga cenderung sangat
merusak bangunan dan waktu penjalaran relatif lebih lama.
2.4.3 Gelombang Seismik pada Bumi Bulat Konsentris
Penjalaran gelombang seismik di dalam bumi sesuai Hukum Snellius yaitu
gelombang seismik dipandang sebagai sinar seismik. Penjalaran jalur sinar
seismik (seismic rays path) di bumi dengan asumsi lapisan kulit bumi berbentuk
bulat konsentris dari medium yang memiliki kecepatan yang seragam. Penjalaran
gelombang seismik semakin meningkat dengan bertambahnya kedalaman suatu
lapisan di dalam bumi. Bertambahnya kedalaman tersebut menjadikan batuan
penyusun lapisan semakin kompak sehingga cepat rambat gelombang seismik
juga semakin meningkat. Berkas penjalaran sinar dan waktu tempuh sinar untuk
bentuk bulat serupa dengan lapisan datar. Pada Gambar 2.6 tentang berkas sinar
seismik yang menghubungkan titik pada jarak radial ๐1 dan ๐2 dari pusat bumi.
20
Gambar 2.6 Geometri Hukum Snellius untuk Bumi Berbentuk Bulat
(Stein &Wysession, 2003: 157)
Jika ๐ฃ1 dan ๐ฃ2 adalah kecepatan di atas dan di bawah ๐1 dengan ๐ฃ2 > ๐ฃ1 .
Maka sesuai Hukum Snellius :
๐1 sin ๐1๐ฃ1
=๐1 sin ๐โฒ1
๐ฃ2 (2.1)
Karena ๐1 sin ๐โฒ1 = ๐2 sin ๐2 keduanya sama dengan panjang garis ON
๐1 sin ๐1๐ฃ1
=๐2 sin ๐2
๐ฃ2 (2.2)
Dengan demikian dapat didefinisikan parameter sinar p untuk bumi bulat
๐ =๐ sin ๐
๐ฃ (2.3)
Dimana ๐ adalah parameter sinar seismik, ๐ adalah jarak radial dari pusat
bumi (m), ๐ฃ adalah kecepatan pada titik itu (m/s), dan ๐ adalah incident angle (ยบ).
21
2.5 Metode Focal Mechanism
Metode focal mechanism adalah istilah dari mekanisme sumber gempa
bumi yang menjelaskan tentang penjalaran energi gempa di dalam bumi. Metode
focal mechanism dapat memberikan informasi tentang bentuk bidang patahan
(sesar) serta arah slip (Michael, 1987: 357). Sejak awal tahun 1960-an para ahli
seismologi menggunakan konsep teori kopel ganda untuk menentukan mekanisme
sumber gempa. Teori kopel ganda menyatakan bahwa di dalam sumber gempa
bumi terdapat empat gaya yang bekerja yang sama besar dan berlawanan arah
yang berlaku sebagai sepasang momen gaya yang saling tegak lurus. Sistem pada
teori kopel ganda merupakan sistem gaya yang berpasangan antara gaya regangan
(dilatation) dan gaya tekanan (compression).
Focal mechanism dapat ditentukan dari gerak awal gelombang P yang
dihasilkan sumber gelombang dari suatu titik gempa bumi. Menurut Hardebeck &
Shearer (2002: 2264), suatu bentuk focal mechanism biasanya digambarkan
dengan diagram bola fokus dimana bola dibagi menjadi empat kuadran, dua
kuadran berupa gerak awal gelombang P menjauh dari sumber (dilatasi) dan dua
kuadran lain berupa gerak awal gelombang P yang mendekati titik sumber
(kompresi). Untuk menentukan suatu bentuk bola fokus diperlukan suatu
koordinat sudut sinar (i, ฮ) seperti pada Gambar 2.7.
22
Gambar 2.7. Bola Fokus Hiposenter Gempa Bumi
Koordinat i menyatakan sudut keberangkatan sinar (take off) dan ฮ
menyatakan sudut azimuth (Lay & Wallace, 1995: 347). Sesuai pada Gambar 2.7,
gelombang seismik yang ditimbulkan gempa bumi mencapai stasiun seismograf S
meninggalkan bola fokus gempa dengan koordinat sudut elevasi i dan azimuth ฮ.
Sudut i dibentuk dari arah vertikal sampai arah sinar gelombang. ฮ merupakan
sudut yang dibentuk dari episenter searah jarum jam hingga stasiun penerima. Sโ
dapat ditentukan pada bola fokus gempa bumi dengan polaritas gelombang P
kompresi atau dilatasi yang teramati oleh stasiun seismograf S.
Gelombang P merupakan gelombang badan (body wave) yang arah
gerakan partikel searah dengan arah penjalaran gelombang dan yang pertama
direkam oleh alat pencatat gelombang seismik (seismometer) (Plummer &
Carlson, 2016: 385-388). Gelombang P memiliki kecepatan cepat rambat yang
lebih besar daripada gelombang S dimana gelombang S terekam oleh seismometer
setelah gelombang P datang. Gerakan awal gelombang P bergantung pada
23
mekanisme sumber gelombang seismik yang terekam oleh seismometer pada
setiap stasiun seperti Gambar 2.8.
Gambar 2.8 Gerak Awal Gelombang P Kompresi dan Dilatasi
Dari gambar diatas dapat dijelaskan bahwa gerakan awal gelombang P
sangat penting dalam penentuan bentuk focal mechanism dari suatu titik gempa
terhadap stasiunnya. Arah gerakan pertama dari gelombang P inilah yang
kemudian diamati untuk mengetahui focal mechanism, Hal ini disebabkan karena
gelombang P yang paling jelas pembacaanya. Dan alat yang digunakan pada
umumnya adalah seismograf tipe vertikal sehingga pembacaan gelombang S
menjadi sulit. Seperti penelitian yang telah dilakukan oleh Ozacar & Beck (2004:
S284-S285), dari setiap lokasi stasiun pencatat terhadap pusat gempa, respon
gerak awal gelombang P dikelompokkan antara gaya kompresi maupun dilatasi
secara berpasangan seperti Gambar 2.9.
24
Gambar 2.9 (A) Pengelompokkan Gerak Awal Gelombang P (B) Bentuk Focal
Mechanism.
Titik-titik pada gambar 2.9 merupakan lokasi stasiun pencatat gerak awal
gelombang P dari event gempa. Titik berwarna hitam merupakan stasiun merekam
respon gerak awal gelombang P kompresi dan titik putih adalah stasiun merekam
respon gerak awal gelombang P dilatasi. Garis yang memisahkan empat kuadran
disebut garis nodal.
2.6 Tatanan Tektonik Kepulauan Mentawai
Tatanan tektonik Kepulauan Mentawai merupakan bagian dalam tatanan
tektonik Pulau Sumatera. Sepanjang Sumatera-Andaman terdapat zona subduksi
yang disebabkan lempeng tektonik Indo-Australia yang menunjam ke Pulau
Sumatera yang berada pada lempeng Eurasia. Tingkat korvergensi dari lempeng
tektonik ke arah zona subduksi berkisar 45 mm/tahun (Clieh et al., 2008: 4). Pada
Kepulauan Mentawai Gambar 2.10 menurut Mukti et al. (2012: 2-3), terdapat
Sesar Mentawai (Mentawai Fault Zone) dilepas pantai Sumatera Barat yang tepat
25
berada pada batas zona subduksi Sumatera dengan Sesar Sumatera (Sumatran
Fault Zone).
Gambar 2.10 Tatanan Tektonik Kepulauan Mentawai
Panjang sesar Sumatera 1900 km berada sepanjang blok benua dengan
gerakan mendatar (strike-slip) (Singh et al., 2010: 703). Pada daerah subduksi ini
juga sering terjadi aktivitas gempa terbukti dengan rekaman aktivitas gempa yang
telah terjadi sebelumnya. Menurut Duputel et al. (2012: 256-257), gempa bumi
yang terjadi di Pulau Sumatera kemungkinan besar terlibat deformasi litosfer yang
substansial yang akhirnya dapat menyebabkan pembentukan batas lempeng lokal.
26
Batas lempeng lokal ini dapat memungkinkan aktivitas kegempaan juga akan
meningkat. Menurut Cook et al. (2014: 5596), slip dari gempa bumi yang terjadi
sepanjang zona subduksi Sumatera umumnya dip-slip sampai menuju bentuk
oblique. Sumber gempa bumi memiliki bentuk patahan yang curam (Balikana &
Moskvina, 2014: 247). Dari keadaan tersebut sesar yang dihasilkan dapat berupa
sesar naik (thrust fault) atau sesar turun (normal fault).
Kepulauan Mentawai berada pada muka busur zona deformasi dengan
lebar 300 km yang membentang dari zona subduksi hingga sesar Sumatera. Pada
wilayah Mentawai terdapat sesar anjak aktif (backthrust) yang sangat aktif.
Gempa bumi lokal pada kawasan ini secara terus menerus akan menimbulkan
longsoran bawah laut dan akan membangkitkan gelombang seismik yang nantinya
menimbulkan tsunami (Singh et al., 2010: 703). Pada segmen Mentawai setelah
terjadinya gempa bumi besar 25 Oktober 2010 ternyata masih menyimpan energi
potensial gempa bumi yang setara 7,2 SR (Ardiansyah, 2014:1). Gempa bumi
pada Mentawai sangat sering terjadi baik dengan magnitudo yang kecil hingga
magnitude yang besar karena adanya pengaruh dari aktivitas patahan zona
subduksi (megathrust). Kepulauan Mentawai sampai saat ini masih menjadi
banyak penelitian bagi ilmuwan tentang aktivitas kegempaan karena salah satu
tujuannya adalah untuk upaya mitigasi gempa bumi.
46
BAB 5
PENUTUP
5.1 Simpulan
Berdasarkan hasil penelitian analisis sesar gempa tektonik dengan metode
focal mechanism yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa bentuk solusi
focal mechanism untuk data gempa bumi yang bermagnitudo โฅ 6.0 Mw
menunjukkan jenis sesar adalah sesar naik (thrust/reverse fault) disertai dengan
nilai kemiringan (dip) tertentu.
Hasil penampang melintang data sebaran gempa menunjukkan gempa
terjadi pada daerah lempeng yang menunjam. Hal ini terlihat dari sebaran
hiposenter gempa yang menunjukkan kecenderungan menunjam. Kejadian ini
adalah indikasi bahwa lokasi tersebut merupakan tempat lempeng yang menunjam.
5.2 Saran
Adapun saran pada penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Metode focal mechanism menggunakan data polaritas gerak awal
gelombang P berupa titik-titik stasiun perekam gerak awal gelombang P dari
kejadian gempa. Metode tersebut mempunyai kelemahan jika data titik-titik
stasiun perekam yang digunakan sedikit maka penyelesaian solusi focal
mechanism akan sulit. Hal ini disarankan data titik-titik stasiun perekam
harus banyak sehingga mempermudah dalam analisis sesar gempa.
2. Untuk mempermudah dalam mengetahui pola sebaran hiposenter gempa
pada penampang melintang gempa, rentang periode kejadian gempa harus
47
lebih panjang sehingga data kejadian gempa semakin banyak dan dapat
terlihat jelas pola sebarannya.
48
DAFTAR PUSTAKA
Aki, K. & P. G. Richard. 2002. Quantitative Seismology. San Francisco: W. H.
Freeman and Company
Ardiansyah, S. 2014. Energi Potensial Gempabumi di Kawasan Segmen
Mentawai-Sumatera Barat (0,5 LS โ 4,0 LS dan 100 BT โ 104 BT).
Physics Student Journal, 2 (1): 1-9.
Balakina, L. M., & A. G. Moskvina. 2015. Andaman-Sumatra Island Arc: III.
Time Evolution of Seismogenic Activation of the Arc since the Beginning
of the 21th Century. Physics of the Solid Earth, 51 (2): 219-249.
Berglar, K., C. Gaedicke, D. Franke, S. Ladage, F. Klingelhoefer, & Y. S.
Djajadihardja. 2010. Structural Evolution and Strike-slip Tectonics of
North-western Sumatra. Tectonophysics, 480: 119-132.
Chlieh, M., J. P. Avouac, K. Sieh, D. H. Natawidjaja, & J. Galetzka. 2008.
Heterogeneous Coupling of the Sumatran Megathrust Constrained by
Geodetic and Paleogeodetic Measurements. Journal of Geophysical
Research, 113: 1-31.
Cook, B. J., T. J. Henstock, M. C. McNeill, & J. M. Bull. 2014. Controls on
Spatial and Relationships to Plate Boundary Slip Offshore North-Central
Sumatra. Journal of Geophysical Research: Solid Earth, 119: 5594-5612.
Dickinson, William R. 1971. Plate Tectonic Models of Geosynclines. Earth and
Planetary Science Letters, 10: 165-174.
Duputel, Z., H. Kanamori, V. C. Tsai, L. Rivera, L. Meng, J. P. Ampuero, & J. M.
Stock. 2012. The Sumatra Great Earthquake Sequence. Earth and
Planetary Science Letters, 351-352: 247-257.
Fiandralekha. 2010. Studi Mekanisme Sumber Gempa Di Selat Sunda
Berdasarkan Gerak Awal Gelombang P dan Bentuk Gelombang. Skripsi.
Semarang: Jurusan Fisika FMIPA UNNES.
Hardebeck, J. L. & P. M. Shearer. 2002. A New Method for Determining First-
Motion Focal Mechanisms. Bulletin of the Seismological Society of
America, 92 (6): 2264-2276.
Hasan, M. M. & B. J. Santosa. 2014. Analisa Pola Bidang Sesar pada Zona
Subduksi di Wilayah Sumatera Barat dari Event Gempa pada Tahun 2013.
Jurnal Sains dan Seni Pomits, 3 (1): B11-B14.
Isacks, B. & J. Oliver. 1968. Seismology and the New Global Tectonics. Journal
of Geophysical Research, 73 (18): 5855-5899.
Katili, J. A. 1971. A Review of the Geotectonic Theories and Tectonic Maps of
Indonesia. Earth-Science Review, 7: 143-163.
49
Lay, T. & T. C. Wallace. 1995. Modern Global Seismology. USA: Academic
Press.
Lifen, Z., L. Wulin, L. Jinggang, & W. Qiuliang. 2015. Estimation of The 2010
Mentawai Tsunami Earthquake Rupture Process from Joint Inversion of
Teleseismic and Strong Ground Motion Data. Geodesy and Geodynamics,
6 (3): 180-186.
Matias, L. M., T. Cunha, A. Annunziato, M. A. Baptista, & F. Carrilho. 2013.
Tsunamigenic Earthquake in the Gulf of Cadiz: Fault Model and
Recurrence. Natural Hazard and Earth System Sciences: 13 (1): 1-13.
Michael, A. J. 1987. Use of Focal Mechanisms to Determine Stress: A Control
Study. Journal of Geophysical Research, 92 (B1): 357-368.
Mukti, M. M., S. C. Singh, I. Deighton, N. D. Hananto, R. Moeremans, & H.
Permana. 2012. Structural Evolution of Backthrusting in the Mentawai
Fault Zone, offshore Sumatran Forearc. Geochemistry Geophysics
Geosystems, 13 (12): 1-21.
Naryanto, H. S. 2008. Analisis Potensi Kegempaan dan Tsunami di Kawasan
Pantai Barat Lampung Kaitannya dengan Mitigasi dan Penataan Kawasan.
Jurnal Sains dan Teknologi Indonesia, 10 (2): 71-77.
Nugraha, A. D., H. A. Shiddiqi, S. Widiyantoro, Sutiyono, & T. Handayani. 2016.
Analysis of Spatiotemporal Variation in B-value for the Sunda Arc using
High Precision Earthquake Location. AIP Conference Proceedings, 1730
(1): 1-6.
Nugroho, H. & S. Bachri. 2015. Geology of Western and Eastern Parts of
Indonesia and Its Relationship to the Prospect of Carbon Capture and
Storage (CCS). Jurnal Geologi dan Sumberdaya Mineral, 16 (3): 151-159.
Olson, A. H. & R. J. Aspel. 1982. Finite Faults and Inverse Theory with
Applications to the 1979 Imperial Valley Earthquake. Bulletin of the
Seismological Society of America, 72 (6): 1969-2001.
Ozacar, A. A. & S. L. Beck. 2004. The 2002 Denali Fault and 2001 Kunlun Fault
Earthquakes: Complex Rupture Processes of Two Large Strike-Slipe
Events. Bulletin of the Seismological Society of America, 64 (6B): S278-
S292.
Plummer, C. C. & D. H. Carlson. 2016. Geophysical Geology. New York:
McGraw-Hill Education.
Rohadi, S., H. Grandis, & M. A. Ratag. 2008. Studi Potensi Seismotektonik
sebagai Precursor Tingkat Kegempaan di Wilayah Sumatera. Jurnal
Meteorologi dan Geofisika, 9 (2): 101-108.
50
Samodra, S. B. & Chandra, V. R. 2013. Karakteristik Gempabumi di Sumatera
dan Jawa Periode Tahun 1950-2013. Prosiding Seminar Nasional
Kebumian Ke-6. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada.
Setyonegoro, W. 2011. Tsunami Numerical Simulation Applied to Tsunami Early
Warning System Along Sumatra Region. Jurnal Meteorologi dan
Geofisika, 12 (1): 21-32.
Setyonegoro, W., B. Sunardi, Sulastri, J. Nugraha, & P. Susilanto. 2012. The
Analysis of Earthquake Sources on Mentawai Segment (Case Study: 25
Oktober 2010 Earthquake). Jurnal Meteorologi dan Geofisika, 13 (2):
139-148.
Singh, S. C., N. D. Hananto, A. P. S. Chauhan, H. Permana, M. Denolle, A.
Hendriyana, & D. Natawidjaja. 2010. Evidence of Active Backthrusting at
the NE Margin of Mentawai Islands, SW Sumatra. Geophysical Journal
International, 180: 703-714.
Song, F., N. R. Warspinki, & M. N. Toksoz. 2014. Full-waveform Based
Microseismic Source Mechanism Studies in the Barnett Shale: Linking
Microseismicity to reservoar Geomechanics. Geophysics, 79 (2): KS13-
KS30.
Stein, S, & M. Wysession. 2003. An Introduction to Seismology, Earthquakes,
and Earth Structure. Oxford: Blackwell Publishing.
Supriyadi, Khumaedi, & Fiandralekha. 2013. Studi Kasus Focal Mechanism
Solution Gempa Di Selat Sunda 26 Agustus 2008 Berdasarkan Gerak
Awal Gelombang dan Bentuk Gelompang P. Jurnal Sain dan Teknologi,
11 (1): 83-92.
Susilawati. 2008. Penerapan Penjalaran Gelombang Seismik Gempa pada
Penelaahan Struktur Bagian Dalam Bumi. Karya Ilmiah. Sumatra Utara:
USU.
Zawawi, A. 2011. Analisi Mekanisme Pusat Gempa Bumi di Cilacap Jawa
Tengah pada Tanggal 4 April 2011. Skripsi. Jakarta: UIN Syarif
Hidayatullah.