-
LAPORAN AKHIR
INTEGRASI PENGAMATAN PARAMETER GEOFISIKA
DALAM USAHA PREDIKTABILITAS GEMPABUMI
PROGRAM INSENTIF KEMENTRIAN NEGARA RISET DAN TEKNOLOGI
TAHUN 2010
BMKG
BADAN METEOROLOGI KLiMATOLOGI DAN GEOFISIKA
PUSAT PENELITIAN DAN PENGEMBANGAN
JAKARTA
22 NOPEMBER 2010
-
LAPORAN AKHIR
INTEGRASI PENGAMATAN PARAMETER GEOFISIKA
DALAM USAHA PREDIKTABILITAS GEMPABUMI
PROGRAM INSENTIF RISET TERAPAN
Peneliti Utama: Boko Nurdiyanto 5., S.Si
BADAN METEOROLOGI KLiMATOLOGI DAN GEOFISIKA JI. Angkasa I No.2
Kemayoran, Jakarta Pusat
Te\p. (021) 4246321 Fax. (021) 65866238
30/07/2010
-
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN
Peneliti UtamaP,usa' pener an dan pengemb~gan
Drs. I PUTU PUDJA, M.M
Judul Penelitian
Nama Koordinator / Peneliti
Utama
Nama Lembaga / Institusi
Unit Organisasi
Alamat
Telepon/Faxmile
Kepala
Integrasi Pengamatan Parameter Geofisika
Dalam Usaha Prediktabilitas Gempabumi
Boko Nurdiyanto 5., S.Si
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
Puslitbang
JI. Angkasa I, No.2 Kemayoran Jakarta Pusat
021-4246421/02165866238
Mengetahui,
Koordinator/
-:c; asi Pengamatan Parameter Geofisika Do/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi
-
INTEGRASI PENGAMATAN PARAMETER GEOFISIKA DALAM USAHA
PREDIKTABllITAS GEMPABUMI
Boko Nurdiyanto, Bambang Su nardi, Hastuadi Harsa, Drajat
Ngadmanto, Pupung
Susilanto, Supriyanto Rohadi, Noor Efendi, Jimmi Nugraha,
Guswanto, Dyah Lukita Sari
Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika
RINGKASAN
Penelitian ini bertujuan menganalisa prediktabilitas gempabumi
dalam skala waktu menengah dan pendek di daerah Jawa bagian barat
ditinjau dari berbagai parameter. Parameter yang diamati adalah
seismisitas, magnetik, elektromagnetik, suhu permukaan dan
kelembaban. Data seismik yang diguna kan adalah data historis
gempabumi dari BMKG dan USGS dari ta hun 1973 - 2010, data magnetik
dan elektromagnetik yang digunakan adalah data pengamatan peralatan
magnetometer dan magnetotellurik dari stasiun pengamatan BMKG di
Pelabuhan Ratu, sedangkan data suhu permukaan dan kelembaban
didapatkan dari stasiun AWS BMKG Sukabumi yang terletak di daerah
Pelabuhan Ratu. Stud i kasus yang digunakan adalah kejad ian
gempabum i besar dengan radius 300 Km dari stasiun pengamatan Pe
labuhan Ratu ya itu tanggal 2 September 2009 (M7.5), 13 September
2009 (M6.6), 16 Oktober 2009 (M 6.4), 18 November 2009 (M5.3), 10
Januari 2010 (M5.3), 20 Pebrua ri (M5.0), 18 Mei 2010 (M6.0) dan 26
Juni 2010 (M6.3). Dari data seismisita s, anomal i seismisitas
ditemukan 2.5 - 3.5 tahun sebelum gempabumi utama terjadi seh ingga
diklas ifikasikan sebagai prekursor skala waktu menengah. Anomali
medan magnetik dari magnetometer ditemukan 2 - 22 hari sebe lum
gempabumi utama terjadi, anomali medan magnetik dari magnet
otellurik ditemukan 2 - 20 hari sebelum gempa bumi utama terjadi,
sedangkan anomali va riasi suhu permukaan dan 'elembaban rata-rata
harian ditemukan 10 dan 17 ha ri sebelum gempabumi utama
:erjadi. Anomali medan magnet ik, elekt romagnetik, variasi suhu
pe rmukaan dan elembaban rata-rata harian d iklasifikas ikan
sebagai prekursor skala waktu pendek.
=eriodisitas di zona subduksi Jawa dengan magnitude M 6 be
rdasarkan kedalaman 3 mber menunjukan adanya kesamaan periodisitas
gempabumi dominan yaitu sekitar =1 pat hingga lima ta hun.
ata kunci: Prediktabilitas gempabumi, preku rsor, seismisitas,
magnetik, suhu dan ~ embaban
~;;rG si Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabilitas Gempabumi 11
-
PRAKATA
Penelitian tentang "Integrasi Pengamatan Parameter Geofisika
Dalam Usaha
Prediktabilitas Gempabumi" ini merupakan penelitian dalam rangka
upaya untuk
prediktabilitas gempabumi serta dalam mendukung program mitigasi
bencana
gempabumi sesuai dengan tugas pokok dan fungsi BMKG.
Seiring dengan banyaknya bencana gempabumi pada beberapa tahun
terakhir
yang beberapa diantaranya menyebabkan tsunami, penelitian ini
diharapkan dapat
memberikan sumbangan awal bagi berbagai pihak yang terkait
dengan upaya mitigasi
bencana alam di Indonesia.
Tim peneliti menyampaikan terima kasih yang mendalam kepada
Kepala Badan
Meteorologi Klimatologi dan Geofisika dan Kepala Pusat
Penelitian dan Pengembangan
BMKG yang telah memberikan kepercayaan dan kesempatan kepada
kami untuk
melakukan penelitian ini serta kepada DRN yang telah membiayai
penelitian ini melalui
program insentif riset terapan, tahun anggaran 2010. Kami
ucapkan terimakasih juga kepada berbagai pihak atas dukungan penuh
dalam pelaksanaan penelitian ini. Besar
harapan kami bahwa hasil penelitian ini akan memperkuat sistem
peringatan dini
gempabumi dan tsunami yang telah BMKG lakukan selama ini.
Jakarta, 22 Nopember 2010
Tim Integrasi Pengamatan Parameter Geofisika Dalam Usaha
Prediktabilitas Gempabumi
Koordinator Peneliti
- :Egrasi Pengamatan Parameter Geofisika Da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi III
-
DAFTAR 151
Halaman
LEMBAR IDENTITAS DAN PENGESAHAN ..............................
................................... ..
RINGKASAN ................................. ..... .............
.............. ..... ........... .... .... ....................
ii
PRAKATA
..................................................................................................................
jii
DAFTARISI... ..... ....................... ....... ......
....................................................................
iv
DAFTAR TABEl ......... ....
....................................................................
........ ................ vi
DAFTAR GAMBAR ............ .......... ................ ..
................................................ ... .........
vii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Be/akang 1
1.2 Perumusan Masalah ........................ ....
........................................... . 3
1.3 Tujuan ..... .... ....................................
............ .. ................................ .. 3
1.4 Manfaat ............. .. ..................................
..... .................................. .. 3
1.5 Wilayah Penelitian ................................
................................. ... .... .. 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
11.1 Tatanan Tektonik Jawa ...... ..
................................ ...... ......................
5
11.2 Seismisitas Wi/ayah Jawa dan Sekitarnya
........................................ 7
11.3 Prekursor Gempabumi.................................... ...
................. ...... ....... 10
11.3.1. Lempang Tektonik dan Siklus Seismik ....
......................... ...... 11
11.3.2. Proses Seismogenik ..... ............ .......
.................. ............... .. .... 15
11.4 Prekursor Seismik
...........................................................................
19
11.4.1. Prekursor Kesenyapan Seismik
.............................................. 19
11.4.1.1. Perubahan Laju Seismik dengan Fungsi LTA
.............. 20
11.4.1.2. Perubahan Laju Seismik dengan Fungsi Percentage..
20
11.4.2. Periadesitas Gempabumi
...................................................... 21
11.4.2.1. Teari Kegempaan
..................................................... 21
11.4.2.2. Cummulative Benioff Strain
...................................... 22
11.4.2.3. Periode Ulang Gempa .......... .. ... .. ............
.. ... ............. 22
-:Egrasi Pengamatan Parameter Geofisiko do/am Usaha
Prediktabilitas Gempabumi IV
-
11.5 Prekursor Magnetik dan Elektromagnetik ....
................ ..... .............. 23
11.6 Prekursor Suhu Udara dan Kelembaban .. ............... ..
................. .. .... 25
11.7 Transformasi Wavelet ................ ..... ..............
........................ ... ....... 27
11.7.1. Transformasi Wavelet Diskrit (DWT) ....
.................. .... .. .. ........ 28
11.7.2. Subband Coding dan Analisis Multiresolusi .... .....
.......... .... ... .. 29
BAB III METODE PENELITIAN
111.1. Pengoiahan dan Analisis Data Seismik sebagai
Prekursor
Gempabumi ... .. .... ..... .. ........... ... .. ..... ..
............. ...... ............ ...... ... 34
111.2. Pengolahan dan Analisis Data Magnetik dan
Elektromagnetik
sebagai Prekursor Gempabumi ............. .. .. ..
...................... .. ...... 37
111.2.1. Pemilihan Data .. .. .......... .. .. ......
.................... .. .................. 37
111.2.2. Metode Pengolahan Data .... .. .......... .... .. ..
........ .. .. .. .. .. ..... 37
))1.3. Analisis Integrasi Prekursor Gempabumi .. .. ......
............. .. ... .. ..... 39
BABIV HASIL DAN ANALISA
IV.l. Va riasi Spasia f Nila i-b 40
IV.2 . Variasi Temporal Nilai-b ... .. .. .. .............. ....
...... ..... ......... ............ .. 41
IV.3. Periode Ulang Gempabumi .... ..... .. ..... ..
.................. ... .............. .. . 42
IVA. Perubahan Laju Seismisitas .... ... ............. .. ...
... .... ................. .... .. . 43
IV.5. Pengolahan Data Medan Magnetik dan Elekt romagnetik ..
..... .. .. 52
IV.6. Pengolahan Data Variasi Suhu Permukaan dan Kefembaban ....
.. 59
IV .7. Integrasi Hasil Pengamatan Parameter Geofisika ...
......... .. .. .. .... . 63
_ B V KESIMPULAN DAN SARAN .. ........ ... .. .... ....
............ .. .. ...... ...... .. .. .. .. .... ........ 65
V.l. Kesimpulan .............. ...... ................... ....
................. .... .. .............. 65
V.2. Saran .......... ... ... ... ..... ...................
............... .... ...... ................ .. ... 65
- AR PUSTAKA ......... ... ... .. ................... ...
................... .. ..... .. .. ... .. .... .....
................ . 67
-: r'Qsi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi v
-
DAFT AR TABEL
Halaman
Tabel2.1 Sejarah Kegempaan di Wi/ayah Jawa (Muktaf, 2008 dan
BMKG, 2010)
.....................................................................................................
9
Tabel4.1 Variasi Temporal b-value Pada Epicenter Gempabumi
Ujungkulon ........ 48
Tabel4.2 Variasi Temporal b-value Pada Epicenter gempabumi
Tasikmalaya 52
TabeI4.3. Rentang waktu kemunculan prekursor sebelum gempabumi
dari
data magnetometer dan magnetotellurik
.............................................. 58
TabeI4.4. Rentang waktu kemunculan prekursor sebelum gempabumi
dari
masing-masing parameter ..... .. ..... .. .. ......... ..
.......... ................................ 64
-~grasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi VI
-
DAFTAR GAM BAR
Halaman
Gambar 2.1.
Gambar 2.2.
Gambar 2.3.
Gambar 2.4.
Gambar.2.s.
Gambar 2.6.
Gambar 2.7.
Gambar 2.8
Gambar 2.9.
Zona Subduksi di Selatan Jawa sejauh 250 km dari Pantai Selatan
Pulau Ja\"Ja (USGS) .... .. ... .... ....... .........
......................... ........ ... ... .. ....... 5 Skema
Elemen-elemen Tektonik dalam Pertemuan Lempeng Berupa
Zona Subduksi (MAE) ......... .. ..... ...
............................... ......... ............. 6 Penampang
vertikal di bawah Jawa, dimana penunjaman litosfer masih kontinyu
(Sri Widiyantoro & Nanang T. Puspito, 1998) ..... .. .. .. 7
Seismisitas Wilayah Jawa (data BMKG dan USGS, 2010) .. .. .. ......
........ 8 Perbandingan diagram skematis siklus seismik (Fedotov..
1968) dengan proses seismogenic. (A) Membagi siklus seismik pada
garis putus-putus menjadi dua tahapan, (B) Menunjukkan precursor
seismik dan gempa susuian untuk masing-masing gempabumi
utama . (C) Prekursor seismik merupakan bentuk dasar
step-function, meskipun waktu pada proses seismogenik dapat
berfluktuasi dalam
berbagai variasi waktu sebelum dan sesudah gempabumi utama,
seperti ditunjukkan oleh panah. .......... ....
.............................. ........... 14 Skematik Proses
Seismogenik merupakan masalah yang sistematik
b&>rtinQk"'t Hal::.m I "'aha nr&>dikci
Q&>mnabum '! (JorHan l,n08".... 110' ..... - , ...... , . _
.... I. ,..,, I .... 'b-' t'" II - 1' \"-"'" // 17, _ Fenomena yang
terkait di dalam sistem ionosphere-atmosphere
lithosphere. (Yumoto dkk., 2006) ...... .......... ..... .... ..
.......................... 18 Konsep sinyal EM (Yumoto et aL, 2006)
.. .. .... .......... .......................... 24 a) Catatan
aliran radon daerah Marmara,Turki dekat dengan aktivitas tektonik
sebelum dan sesudah gempa b.) Variasi suhu permukaan rata-rata
harian (Pulinets, 2007) .... ......... .... ...... .. ...........
25
:= ambar 2.10. a) Variasi suhu udara permukaan rata-rata harian
pad a daerah dekat dengan episenter gempabumi. ~ mengindikasikan
kejadian gempabumi, * mengindikasikan parameter yang
diinterpretasikan
sebagai fenomena precursor. b) Variasi suhu udara permukaan
harian (garis hitam) dan kelembaban relatif (garis putus-putus)
di
~ ; rasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi V II
-
Guadalajara (atas) dan d i Zamora (bawah) pada September 1985
(Pulinets, 2007) ....... ... ..
....................................................................
26
Gambar 2.11. Contoh Algoritma Coding Subband
................................................... 32
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian .................. ........
...... .......... ........ ................... 36
Gambar 3.2. Peta sebaran gempabumi tahun 2009 - 2010 dengan
manitudo
M;:::5 dan radius 300 km dari stasiun pengamatan medan
megnet
bumi dan magnetotelluric di Observatori Geofisika Pelabuhan
Ratu, Sukabumi .......... ..... .............................
..... .... ..... ....... ............... 38
Gambar 4.1. Variasi Nilai-b (a) dan Variasi Nilai-A (b) Zona
Subduksi Jawa dari Katalog NEIC 1973-2010. Nilai-b Diestimasi dari
Wilayah Dengan
Radius Konstan Atau Minimum 80 Gempa Dengan Grid O,2XO,2....
40
Gambar 4.2. Peta Densitas Kegempaan Wilayah jawa Periode
1973-2010 ............ 41 Gambar 4.3. Variasi Temporal Nila i-b
Zona Subduksi Jawa dar; Katalog NEIC
1973-2010 ... .. ........ ...... .... ....... .................
......................................... 41
Gambar 4.4. Peta Periode Ulang Gempabumi Zona Subduksi Jawa M=6
............... 42
Gambar 4.5. Variasi nilai-z data NEIC 1973.0579 - 2009.6694
dengan fungsi
LTA (a) Cut at 2004.65 (b) Cut at 2005.65 (c) Cut at 2006.65 (d)
Cut at 2007.65. Grid 0,15xO,15 N 100. Nilai positip
mengindikasikan penurunan tingkat seismisitas
............................... 44
Gambar 4.6. Variasi nilai-z data NEIC 1973.0579 - 2009.6694
dengan fungsi
Percentege (a) Cut at 2004.65 (b) Cut at 2005.65 (c) Cut at
2006.65 (d) Cut at 2007.65. Grid O,15xO,15 N 100. Nilai positip
mengindikasikan penurunan tingkat seismisitas
............................... 44
-ambar 4.7. Variasi Temporal Nilai-b di daerah Jawa barat
sebelum
gempabumi Tasikmalaya 2 September
2009..................................... 45
::ambar 4.8. Variasi nilai-z data NEIC 1973,0863-2009,7902
dengan fungsi LTA
(a) Cut at 2003,3 (b) Cut at 2004,3 (c) Cut at 2005,3 (d) Cut at
2006,3 (e). Cut at 2007,3 dan (f) Cut at 2008,3. Grid 0,15xO,15 N
100. Nilai positip mengindikasikan penurunan tingkat
seismisitas.... 46
- m bar 4.9. Variasi nilai-z data NEIC 1973,0863-2009,7902
dengan fungsi
Percentage (a) Cut at 2003,3 (b) Cut at 2004, 3 (c ) Cut at
2005,3
':': ']'Dsi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi Vlll
-
(d) Cut at 2006,3 (e) . Cut at 2007,3 da n (f) Cut at 2008,3.
Grid 0,15xO,15 N 100 ....... ... .........
............................................................ 47
Gambar 4.10. a) b-value pada hiposenter data 1973.0863 sId
2005.7738 grid 0.2xO.2 jumlah N min imum 30, Ra dius Tetap R 110 km
(b-value 1.18 Cum Number 116). b) b-value pada hiposenter data
1973.0863 sId 2006.7826 (b-value 1.15 Cum. Number 288). c) bvalue
pada hiposenter data 1973.0863 sId 2007.8115 (b-value 1.13 Cum.
Number 305) .......... .. .... ..... ..... ..
....................... ...... ..... .. ... 47
Gambar4.11. Variasi nilai-z data NEIC 1973,06-2010,26 dengan
fungsi LTA iwl
1,5 tahun (a) Cut at 2005,75 (b) Cut at 2006,75 (c) Cut at
2007,75 dan (d). Cut at 2008,75. Grid 0,15 x 0,15 N = 80.
............................... 49
Gambar 4.12. Variasi nilai-z data NEIC 1973,06-2010,26 dengan
fungsi
Percentage (a) Cut at 2008,75 (b) Cu t at 2007,75 (c) Cut at
2006,75 dan (d). Cut at 2005,75 .. .. ............ ...... ..... ..
.......................... 50
Gambar 4.13a. b-value pada kedalaman hiposenter data 1973.0579
sId 2005.2854 grid 0.2xO.2 jumlah N minimum 30, Radius Tetap R 110
km (b-value 0.96 Cum. Number 192)
......................................... 50
Gambar 4.13b. b-value pada kedalaman hiposenter data 1973.0579
sId 2006.3763 grid 0.2xO .2 jumlah N minimum 30, Radius Tetap R 110
km (b-value 1.1 Cum. Number 205)
........................................... 51
Gambar 4.13c. b-value pada kedalaman hiposenter data 1973.0579
sId
2007.3726 grid 0.2xO.2 jumlah N minimum 30, Radius Tetap R 110
km (b-value 1.31 Cum. Number 225) .......... ..... ..... .. ....
.............. . 51
ambar 4.13d. b-value pada kedalaman hiposenter data 1973.0579
sId 2008.3691 grid 0.2xO.2 jumlah N minimum 30, Radius Tetap R 110
km (b-value 1.23 Cum. Number 232)
.................................. .... ... 51
':ambar 4.13e. b-value pada keda laman hiposenter data 1973.0579
sId
2009.3672 grid O.2xO.2 j um!ah N minimum 30, Radius Tetap R 110
km (b-value 1 Cum. Num ber 250) ...... ..... ....... .............
.... ..... ... ... 52
:; -mbar 4.13f. b-value pada ked alaman hiposenter data
1973.0579 sId 2010.3767 grid 0.2xO.2 jumla h N minimu m 30, Radius
Tetap R 110 km (b-value 0.93vCum. Number 272) ............ ...
......................... 52
:c; ~'-' si Pengamatan Parameter Geofisika dafam Usaha
Prediktabifitas Gempabumi IX
-
Gam bar 4.14. Variasi harian data magnetik pada t anggall
Januari 2010 ................ 53
Gambar 4.15. HasH filter wavelet dari data medan magnetic
komponen H, 0, Z,
nilai harian polarisasi medan magnetik komponen horizontal
dan
vertikal dan dst index da lam re nt ang waktu Agustus -
Oesember
2009 ... .. ......... ... ... ... ...... .. ........ .. ....
......... ... ........ ................................ 54
Gambar 4.16. Hasil filter wavelet dari data medan magnetik
komponen H, 0, Z,
nilai harian polarisasi medan magnetik komponen horizontal
dan
vertikal dan dst index dalam rentang waktu Januari - Agustus
2010 ........................... .... .. ..... .. .. ..... ..
.... .......... .................................. 55
Gambar 4.17. Hasil filter wavelet dari data MT medan magnetik
komponen X, V,
Z, nitai harian pola risasi medan magnetik komponen
horizontal
dan vertikal dan dst index dalam rentang waktu Agustus -
Oesember 2009 ........... .. ......... .. ............ .... ..
............. .. ........ ... ... .. ..... .. 56
Gambar 4.18. Hasil filter wavelet dari data MT medan magnetik
komponen X, V,
Z, nilai harian polarisasi medan magnetik komponen
horizontal
dan vertikal dan dst index dalam rentang waktu Januari -
Agustus 2010..... ...... ....... ...... .. .. ....... ....
.......... ........... ..... .... ....... ......... 57
Gambar 4.19. Hasil pengolahan data menggunakan metode continuous
wavelet
transform (CWT) untuk data magnet dalam rentang waktu 11 -30
Juni 2010 ............. ... ........ ........... ..... ..
...................................... .. .. . 59
Gambar 4.20. Grafik vadas; suhu permukaan dan kelembaban
rata-rata harian
15 hari sebelum terjad i gempabumi pada tanggall0 Januari 2010
(M5.3), 20 Pebruari 2010 (M5.0), 18 Mei 2010 (M6.0) dan 26 Juni
2010 (M6.3) ..... ... .... ...... .. ....... .. ..........
............ ... ........... ...... ..... .......... 60
..:l ambar 4.21. Mekanisme siklus seimogenesis di wilayah
penelitian dari
integrasi hasil pengamatan parameter geofisika di daerah
Pelabuhan Ratu .. .. ........ .........
.......................... .. ..... .. ..... .... ... .... .......
. 64
-=:;'osl Pengamatan Parameter Geofislka da/am Usaha
Predlktabilitas Gempabuml x
-
BABI. PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Berdasarkan peta bencana seismik, wilayah Indonesia termasuk
daerah yang
rawan terjadi gempabumi karena berada pada pertemuan tiga jalur
aktivitas seismik dengan kategori sangat aktif. Hal ini makin
dikuatkan karena akhir-akhir ini sering
terjadi gempa-gempa besar di Indonesia yang mengakibatkan banyak
korban jiwa, misalnya gempa Aceh, Nias, Jogjakarta, Padang,
Pangandaran dan beberapa gempabumi besar lainnya, sehingga
memerlukan perhatian yang sangat besar untuk
mitigasi gempabumi skala besar di masa yang akan datang.
Banyaknya korban dan
kerugian akibat kejadian gempabumi ini telah menarik para
peneliti baik di dalam maupun luar negeri untuk melakukan riset
tentang kegempaan dan tsunami di
Indonesia.
Setidaknya ada tiga pendekatan yang mungkin dilakukan untuk
meminimalkan
dampak dari kejadian gempabumi yang sedang dikembangkan oleh
peneliti. Mengembangkan struktur tahan gempabumi, mengembangkan
upaya prediksi
terjadinya gempabumi dan meningkatkan kapasitas masyarakat dalam
menghadapi bencana gempabumi adalah upaya pendekatan yang dapat
dilakukan oleh banyak
pihak. Secara umum, tiga pendekatan tersebut sedang dikembangkan
secara sporadis
tanpa perencanaan terpadu. Peningkatan kuantitas dan intensitas
bencana alam dunia
(Widodo, 2009) telah membangun kesadaran yang lebih baik
diantara peneliti, praktisi, pendidik, tokoh masyarakat serta
pejabat pemerintah untuk bekerjasama secara terpadu dalam menangani
masalah bencana alam.
Satu hal yang menarik dan menjadi tantangan besar bagi peneliti
adalah pendekatan kedua yaitu upaya memprediksi terjadinya
gempabumi. Parameter prediksi gempabumi adalah lokasi, besar
magnitude dan waktunya. Perkiraan lokasi
dan besarnya gempabumi dapat saja dilakukan, namun tantangan
yang paling sulit adalah menjawab kapan gempabumi tersebut terjadi.
Berdasarkan pada pengalaman, dapat diamati bahwa terjadinya
gempabumi biasanya didahului dengan fenomena
ntegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabilitas Gempabumi 1
-
yang dapat diamati (Sneider & Eck, 1997). Fenomena ini
dirumuskan berdasarkan hipotesa bahwa gempabumi terjadi ketika
akumulasi energi regangan menyebabkan tingkat stres yang mendekati
tingkat maksimum stres kerak bumi. Akumulasi strain di
sekitar inti pusat gempa dapat menyebabkan perubahan volumetrik
dan menimbulkan
perubahan fisis yang teramati sebagai tanda-tanda awal
(prekursor) gempabumi. Tegangan/regangan batuan di kerak bumi dapat
menghasilkan prekursor
yang dapat diamati sebagai representasi dari anomali kondisi
normal. Fenomena ini
mirip dengan retakan mikro yang diikuti oleh suara lembut kayu
atau bambu yang
ditekuk sebelum patah (Widodo, 2009). Parameter-parameter
geofisika bisa diteliti lebih lanjut untuk mendeteksi
fenomena-fenomena tersebut sebagai prekursor terjadinya
gempabumi besar. Secara fisika bisa diungkapkan bahwa apabila
materi mengalami stress maka beberapa sifat
materi tersebut mengalami perubahan yang dapat diamati, seperti
kepadatan,
kandungan air, kandungan elektron, sifat kemagnetan, sifat radio
aktif dan sebagainya.
Daerah pertemuan lempeng tektonik merupakan daerah dengan
akumulasi stress yang
tinggi akibat tekanan pergerakan lempeng tektonik, maka bisa
dilakukan pengamatan
parameter geofisika seperti perubahan gravitasi, elektron,
kemagnetan, tinggi air
tanah, radon (radio aktif), seismik dan parameter geofisika
lainnya sebagai upaya untuk meneliti adanya prekursor sebelum
kejadian gempabumi.
Walaupun penelitian-penelitian mengenai hal ini telah banyak
dilakukan oleh
peneliti di seluruh dunia namun hingga saat ini gempabumi belum
bisa diprediksikan
sebab fenomena kegempaan merupakan fenomena gerakan lempeng
secara tiba-tiba
yang terjadi di dalam bumi (pusat gempa) yang menimbulkan
gangguan yang menjalar ke segala arah sebagai gelombang. Gangguan
tersebut berupa osilasi medium yang
dapat dinyatakan sebagai displacement. Besarnya gangguan dan
perambatannya
dipengaruhi oleh mekanisme sumber di pusat gempa (hiposenter)
dan struktur bawah oermukaan. Oleh karena itu penelitian-penelitian
yang ada saat ini diarahkan ke
3nalisa prediktabilitas gempabumi dan tsunami. Penelitian ini
akan menyelidiki data
ata pengamatan seismik, geomagnetik, dan elektromagnetik dari
beberapa stasiun
':Jengamatan yang ada di satu wilayah secara terintegrasi
sehingga masing-masing data
-~egrasi Pengamatan Parameter Geofisika dalam Usaha
Prediktabilitas Gempabumi 2
-
akan saling menguatkan dalam interpretasi dan penentuan
pola-pola yang
mengandung prekursor gempabumi.
1.2. Perumusan Masalah
Penelitian mengenai parameter geofisika dalam rangka untuk
mengetahui
adanya prekursor gempabumi telah dilakukan di Indonesia tetapi
secara terpisah untuk
masing-masing metode dalam suatu wilayah yang berbeda.
Hasil-hasil penelitian
tersebut masih menemukan suatu keraguan karena adanya pola yang
tidak konsisten.
Oleh karena itu penelitian secara integrasi pengamatan
parameter-parameter geofisika
dengan suatu jaringan peralatan yang berbeda dalam suatu tempat
untuk mengamati even gempabumi dalam waktu yang sama perlu
dilakukan agar lebih menguatkan
interpretasi adanya anomali berkaitan dengan gempabumi. Untuk
tujuan penelitian ini di pilih tempat di Jawa Barat, dimana di Jawa
Barat sudah terpasang peralatan
pengamatan parameter-parameter geofisika tersebut, selain itu
aktivitas
kegempaannya cukup tinggi.
1.3. Tujuan Tujuan penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Melakukan analisis stokastik data historis gempabumi di
Indonesia
2. Menganalisis data-data integrasi pengamatan parameter
geofisika yang
mengandung informasi prekursor gempabumi yang telah terjadi 3.
Menguji prediktibilitas gempabumi berdasarkan informasi prekursor
hasil integrasi
pengamatan parameter geofisika
1.4. Manfaat
Manfaat yang diharapkan dapat diperoleh dari penelitian
integrasi pengamatan
arameter geofisika dalam usaha prediktabilitas gempabumi adalah
sebagai berikut :
1. Tersedianya informasi mengenai parameter geofisika sebagai
precursor
gempabumi yang semakin dapat dipercaya
tegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 3
-
2. Tersedianya informasi tentang mekanisme siklus seimogenesis
di wilayah
penelitian
3. Tersedianya informasi studi precursor untuk menuju prediksi
gempabumi dari integrasi pengamatan data-data geofisika
1.5. Wilayah Penelitian
Wilayah penelitian adalah di Jawa Barat dan sekitarnya. Jawa
Barat dipilih
karena merupakan kawasan yang rawan gempabumi yang dicerminkan
dengan
tingginya frekuensi kejadian gempabumi di wilayah ini. Hal lain
yang menjadi pertimbangan adalah bahwa di Jawa Barat telah
terpasang beberapa peralatan untuk
monitoring parameter-parameter geofisika sehingga tujuan
integrasi pengamatan parameter geofisika dapat terlaksanakan .
~-egrasi Pengamatan Parameter Geofisika do/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 4
-
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
11.1. Tatanan Tektonik Jawa
Tektonik Jawa didominasi oleh tunjaman ke utara lempeng oseanik
IndoAustralia di bawah lempeng kontinen Eurasia yang relatif diam,
dan diperkirakan
kecepatan pergerakannya 6 cm/tahun dengan arah mendekati normal
terhadap
palung. Lempeng Indo-Australia menunjam dengan kedalaman
berkisar 100-200 km di bawah pulau Jawa dan sekitar 600 km di utara
Jawa. Akibat tunjaman tersebut terbentuk struktur-struktur geologi
regional di wilayah daratan Jawa. Struktur terse but
dapat diamati di daratan Jawa bagian barat hingga Jawa bagian
timur, di antaranya
Sesar Banten, Sesar Cimandiri, Sesar Citarik, Sesar Baribis,
Sesar Citanduy, Sesar
Bumiayu, Sesar Kebumen - Semarang - Jepara, Sesar Lasem, Sesar
Rawapening, Sesar
Opak, Sesar Pacitan, Sesar Wonogiri, Sesar Pasuruan, dan Sesar
Jember. Konsekuensi
lain tunjaman lempeng tersebut mengakibatkan kegempaan yang
tinggi dan lebih dari 20 gunung api aktif di zona ini. Gambar 2.1
dan 2.2 menunjukkan ilustrasi penunjaman lempeng Indo-Australia pad
a lempeng Eurasia.
Gambar 2.1. Zona Subduksi di Selatan Jawa sejauh 250 km dari
Pantai Selatan Pulau Jawa (USGS)
, tegrasi Pengamatan Parameter Geofisika dalam Usaha
Prediktabilitas Gempabumi 5
-
,.. ', . ","I
.,
>::::::::::::==.::==:::::....-~
",",
Sea level
la1e
I Uthosph ere .....[--
"'--....,-
\ 1ODkm depth-- -........ Earthquakes ..,
Gambar 2.2. Skema Elemen-elemen Tektonik dalam Pertemuan Lempeng
Berupa
Zona Subduksi (MAE)
Dari hasil studi tomografi Widiyantoro, S. & Puspito, N.T.,
1998 untuk daerah
Busur Sunda, dinyatakan bahwa lempeng litosfer di bawah Busur
Sunda bagian timur
(Jawa-Flores) masih kontinyu, tetapi ada indikasi bahwa lempeng
lithosfer mantel bagian atas menyempit terutama di bawah Jawa.
Selain itu, ditemukan pula adanya
seismic gap di selatan Jawa yang dicirikan dengan adanya
kekosongan pusat gempa.
Hal tersebut di atas mengindikasikan bahwa struktur lempeng yang
menunjam di bawah 8usur Sunda bagian timur lebih dalam dibandingkan
dengan struktur lempeng
yang menunjam dibawah Busur Sunda bagian barat. Sudut penunjaman
di bawah Busur Sunda bagian timur sekitar 60, sedangkan
di bawah Busur bagian barat sekitar 40 (Widiyantoro dan Van der
Hilst, 1996). Dengan melihat fakta tersebut dapat diperkiraka n
bahwa dalam skala waktu geologi,
mur Busur Sunda bagian timur lebih tua sehingga lebih rigid
dengan densitas lebih
:)esar dibandingkan dengan umur Busur Sunda bagian barat.
n tegrasi Pengamatan Parameter Geofisika do/am Usaha
Prediktabilitas Gempabumi 6
-
1410 km
410 km
660 km
1500 km
Anomali kecepat
-
bermekanisme sesar naik telah terjadi pada lajur Sesar Cimandiri
pada peristiwa gempa bumi Gandasoli Sukabumi (1982) dan gempa bumi
Cibadak Sukabumi (2000) . Gempa bumi Majalengka 1990 bermekanisme
sesar naik telah terjadi pada lajur sesar naik Baribis. Gempa bumi
bermekanisme sesar mendatar menganan telah terjadi di lajur sesar
geser Bumiayu pada peristiwa gempa bumi Bumiayu (1995). Demikian
pula halnya pada peristiwa gempa bumi Yogyakarta (2006) yang
memperlihatkan mekanisme sesar mendatar mengiri.
I -6~
-7
1994.87 M=6.5 ~~ ,-' 1994.74 M-6.~
::;;z 1992.67 M=6.7
2000.82-M= .8' 2009.79M=o. __ 88,;;.:.63 M=6.1..........OJ
(j) [2006.55 M=6.1 ~ '/~ 2001.40 M=6.3 "'0
-8 1999.97 M=6.5 ~"O 2009.67 M=7.0 ~-: 2006.40 M=6.3 >"}
199(j) ,. 4M=6.7 ~ "'0
:::l 1996.94M=6.1 ...., 199 .44 - " :.= -C'CI L....J -9 I
L.'> .,J... r.:r 1985.~.J_ 0 2006.54 M=6.1. > ...~
2006.54 M~7.7 _'L,J. 2006.54 M=6.1 1994.~ M=6.6 ~
-10 L) 2009.68 M=6.2 ...._ .,.....).). 1994.45 M:
1974.68 M=6.6 ..........l1....;
.. . r 19.94.42 M=6./
-11 z) 1979.56 M=6.9 1994.42 M=6.__ 994.42 M=7.8 - r
1994.45 M=6.2 I -12
+-----~--~----_.----~----~----~----,_--~----_.-----
105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 Longitude [deg]
z
-
MMI (Modified Mercalli Intensity). Skala MMI ini memiliki skala
gempa kualitatif dari I sampai XII berdasarkan tingkat kerusakan
yang disebabkan oleh suatu gempa.
Tabel2.1 Sejarah Kegempaan di Wilayah Jawa (Muktaf, 2008 dan
BMKG, 2010)
I
Ms, Intensity, atau Kedalaman Tahun Bulan Tanggal latitude
Longitude
keterangan (km)
1797 - - - - 8.4 -
1833 - - - - 8.7 -
1840 lanuari 4 - - Tsunami -
1859 Oktober 20 - - Tsunami -
1867 Juni 10 - - MM>VIII -
1875 Maret 28 - - MM=V~VII -
1903 Februari 27 8.00 106.00 7.9 25
1921 September 11 11.35 110.76 7.5 -
1937 September 27 8.88 110.65 7.2 -
1955 Mei 29 10.30 110.50 6.38 -
1962 Desember 21 9.00 112.40 6.27 -
1963 Desember 16 6.40 105.40 6.13 -
1972 Mei 28 11.05 116.97 6.2 -
1974 September 7 9.80 108.48 6.5 -
1976 luli 14 8.22 114.87 6.5 36
1977 Agustus 19 11.16 118.41 7.9 33
1977 Oktober 7 9.95 117.32 6.3 33
1979 Juli 24 11.15 107.71 6.9 31
1979 Oktober 20 8.32 116.02 6.2 33
1979 November 2 7.66 108.25 6.0 25
1979 Desember 17 8.41 115.96 6.3 33
1982 Maret 11 9.27 118.48 6.4 33
1982 Agustus 7 11.14 115.42 6.2 33
2006 Mei 27 7.96 110.46 6.3 10
2006 Juli 17 9.22 107.32 7.7 34
2009 September 2 -7.81 107.26 7.0 46
)ari catatan tersebut dapat dilihat bahwa kejadian gempa besar
dengan kekuatan 'l1agnitude lebih besar dari 7 terjadi kurang lebih
25 tahun sekali. Sementara efek teqrasi Pengamatan Parameter
Geofisika da/am Usaha Prediktabilitas Gempabumi 9
-
ikutan yang diakibatkan oleh gempa di sekitar Jawa dari catatan
tersebut bahkan ada
yang mengakibatkan tsunami, sehingga wilayah-wilayah di sekitar
pantai selatan Jawa
memilki potensi bencana akibat gempa dan tsunami.
11.3. Prekursor Gempabumi
Gempabumi merupakan gerakan atau hentakan tiba-tiba akibat
pelepasaan
akumulasi energi yang disebabkan oleh tumbukan antar lempeng,
pergeseran sesar,
aktivitas gunungapi atau proses-proses lain hasil dari pelepasan
akumulasi energi di
bumi. Energi yang teriepas tersebut disebarkan kesegala arah
da!am bentuk
gelombang seismik/gelombang gempa. Gelombang seismik adalah
gelombang elastik
yang dapat menjalar ke seluruh bagian dalam bumi dan melalui
permukaan bumi, yang diakibatkan adanya gempabumi atau suatu
ledakan. Pengembangan seismologi pada
saat ini adalah mencari tahu dimana energi ini berasal dan
menurut Max Wyss (2000) berasal dari pergerakan lempeng elastik
pada permukaan bumi yang berperan dalam
konveksi pendinginan planet.
Dalam ilmu fisika, sejauh mana memahami fenomena ini sering
diukur dengan seberapa baik bisa memprediksinya. Oleh karena itu,
pertanyaannya adalah bukan
pada apakah bisa atau tidaknya memprediksi gempabumi, melainkan
adalah seberapa
baik kita bisa memprediksi gempabumi tersebut. Geller dkk.
(1997a) memperkenalkan definisi prediksi dalam jangka waktu yang
sangat pendek sehingga berpendapat bahwa gempabumi tidak dapat
diprediksi karena adanya unsur ketidakteraturan tentang
kapan waktu kejadiannya. Menurut Max Wyss (2000), pernyataan
bahwa gempabumi tidak dapat diprediksi itu salah, karena gempabumi
dapat diprediksi jika menggunakan definisi yang berlaku secara umum
dalam prediksi.
Definisi prediksi yang umumnya digunakan adalah penentuan
lokasi, ukuran
dan waktu kejadian, semua dengan range kesalahan dan
probabilitas (Allen, 1976). Selain itu diperlukan perkiraan
probabilitas dalam menentukan gempabumi yang
ungkin akan terjadi atau hanya suatu kebetulan, hal ini
diperlukan karena prediksi gempabumi merupakan suatu permasalahan
yang tidak sederhana.
Prediksi gempabumi dapat dikategorikan sebagai probabilistik
atau
:~terministik. Gempabumi merupakan fenomena yang sangat komplek
sehingga tidak
- ~9grasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi
I
10
-
dapat diprediksi dengan penerapan hukum-hukum fisika seperti
yang sudah dikenal,
seperti halnya arus listrik dalam rangkaian resistif yang dapat
diprediksi dengan hukum
Ohm. Oleh karena itu informasi yang paling sering dipakai dalam
pernyataan prediksi
adalah menggunakan teori probabilitas. Namun demikian istilah
probabilitas tidak bisa
sepenuhnya digunakan dalam pernyataan zonasi seismik melainkan
dalam probabilitas
yang tidak bervariasi dengan waktu. Prediksi bisa dikatakan
sebagai suatu pemahaman
dan tujuan dari semua ilmu pengetahuan . Penelitian tentang
prediksi gempabumi selalu ada dalam sejarah seismologi dimana
prediksi gempabumi ini merupakan suatu hal yang sulit .
Pemahaman mengenai mekanisme kegempaan dan fenomena alam
yang
muncul sebelum (precursor) gempabumi terjadi sangat diperlukan
dalam langkah awal prediksi gempabumi. Pada umumnya penelitian
prediksi gempabumi yang dilakukan
sampai saat ini adalah berdasarkan pada pengamatan prekursor
gempabumi seperti
seismisitas, elektromagnetik, medan magnet bumi, sesar aktif,
deformasi kerak dan
parameter fisika lainnya.
11.3.1. Lempeng Tektonik dan Siklus Seismik
Teori Lempeng Tektonik berasal dari hipotesis continental drift
yang dikemukakan oleh Alfred Wegener tahun 1912. Dan dikembangkan
lagi dalam bukunya
The Origin of Continents and Oceans terbitan tahun 1915. la
mengemukakan bahwa benua-benua yang sekarang, dahulunya merupakan
satu bentang benua yang bergerak
menjauh sehingga melepaskan benua-benua tersebut dari inti bumi
seperti 'bongkahan es' dari granit yang bermassa jenis rendah yang
mengambang di atas lautan basal yang lebih padat. Namun, tanpa
adanya bukti terperinci dan perhitungan
gaya-gaya yang dilibatkan, teori ini dikesampingkan. Mungkin
saja bumi memiliki kerak yang padat dan inti yang cair, tetapi
tampaknya tetap saja tidak mungkin bahwa
~agian-bagian kerak tersebut dapat bergerak-gerak. Kemudian
teori ini dibuktikan oleh
geolog Inggris Arthur Holmes pada tahun 1920 yang mengemukakan
bahwa tautan
agian-bagian kerak ini kemungkinan ada di bawah laut sehingga
terbukti juga teor; 3ahwa arus konveksi di dalam mantel bumi adalah
kekuatan penggeraknya.
'1 tegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 11
-
Bukti pertama bahwa lempeng-Iempeng itu memang mengalami
pergerakan
didapatkan dari penemuan perbedaan arah medan magnet dalam
batuan-batuan yang
berbeda usianya. Penemuan ini dinyatakan pertama kali pada
sebuah simposium di
Tasmania tahun 1956. Mula-mula, penemuan ini dimasukkan ke dalam
teori ekspansi
bumi, namun selanjutnya lebih mengarah ke pengembangan teori
tektonik lempeng yang menjelaskan pemekaran (spreading) sebagai
konsekuensi pergerakan vertikal (upwelling) batuan, teori ini juga
menyangkal bahwa ukuran bumi terus membesar atau berekspansi
(expanding earth) dengan memasukkan zona subduksi/hunjaman
(subduction zone), dan sesar translasi (translation fault). Pada
waktu itulah teori tektonik lempeng berubah dari sebuah teori yang
radikal menjadi teori yang umum dipakai dan kemudian diterima
secara luas di kalangan ilmuwan. Penelitian lebih lanjut tentang
hubungan antara seafloor spreading dan pembalikan medan magnet
bumi
(geomagnetic reversal) dilakukan oleh geolog Harry Hammond Hess
dan oseanograf Ron G. Mason yang menunjukkan dengan tepat mekanisme
yang menjelaskan pergerakan vertikal batuan yang baru.
Seiring dengan diterimanya anomali magnetik bumi yang
ditunjukkan dengan lajur-Iajur sejajar yang simetris dengan
magnetisasi yang sama di dasar laut pada kedua sisi mid-oceanic
ridge, teori lempeng tektonik ini menjadi diterima secara luas.
Kemajuan pesat dalam teknik pencitraan seismik di dalam dan sekitar
zona WadatiBenioff dan beragam observasi geologis lainnya kemudian
mengukuhkan teori
lempeng tektonik sebagai teori yang memiliki kemampuan yang luar
biasa dalam segi
penjelasan dan prediksi. Penemuan teori lempeng tektonik in;
memberikan kontribusi yang besar dalam
memahami fenomena gempabumi. Zona Wadati-benioff memberikan
bukti tentang
subduksi dan seismisitas mid-ocean dalam pembentukan lempeng.
Sistem pergerakan
empeng perlahan-Iahan menjelaskan pengklasifikasian bagian
tektonik dan seismik. lasifikasi baru ini membolehkan data-data
rekaman sejarah kegempaan diekstrapolasi
:Jada area sekitarnya sesuai dengan perkembangan zonasi
seismik.
Teori lempeng tektonik juga mendukung bahwa terjadinya gempabumi
utama ....... empunyai kerakteristik khusus dan dapat
diprediksikan. Dengan diketahuinya
-.egrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 12
-
kecepatan relatif gerak lempeng di setiap batas lempeng dan
menunjukkan waktu yang konstan maka gempa-gempa besar di batas
lempeng seharusnya terjadi pada suatu interval yang teratur, yaitu
siklus.
Konsep siklus seismik (Fedotov, 1968) adalah konsekuensi dari
hipotesis seismic gab (kesenyapan seismik) (Fedotov, 1965), yang
hukum-hukumnya berlaku dalam ketiga parameter gempa utama yaitu
lokasi, besar dan waktu terjadinya. Patahan dapat dibagi menjadi
segmen permanen dimana pada masing-masing gempabumi yang tejadi
mempunyai karakteristik magnitudo dan interval yang teratur. Durasi
siklus seismik dalam suatu segmen terkait dengan tingkat rata-rata
kegempaan di daerah
tersebut (parameter yang bergantung pada kecepatan relatif
lempeng). Tetapi model ini terlalu sederhana yang berarti bahwa
setiap segmen patahan terisolasi dari
lingkungannya, regangan elastis di lithosfer hanya terkait
dengan gerakan lempeng dan
pelepasan regangan ini hanya berkaitan dengan besarnya
karakteristik gempabumi.
Namun keteraturan ini hanya bisa dicapai pada suatu kondisi
fisik yang ideal dan hal ini
telah diakui dalam beberapa variasi model yang diusulkan,
misalnya, bahwa magnitudo
dan waktu gempabumi sebagian bergantung pada besarnya gempabumi
sebelumnya
dalam suatu siklus (Papazachos et ai, 1997.) Bagian utama dari
siklus seismik diperlihatkan secara skematis pada Gambar.
2.5A. Siklus dimulai dan diakhiri oleh gempabumi utama. Ada tiga
tahap: tahap
pertama yaitu gempa susulan dari gempabumi utama sebelumnya,
tahap kedua adalah
interval yang sangat panjang dengan kegempaan relatif rendah dan
tahap ketiga adalah percepatan aktivitas yang berpuncak pada
gempabumi utama berikutnya.
Tahap yang ketiga yang sering disebut tahap percepatan aktivitas
pelepasan energi
inilah yang telah menarik banyak perhatian ka rena kemungkinan
pada saat inilah
dimana bisa dilakukan prediksi kuantitatif untuk kejadian
gempabumi berikutnya dalam suatu siklus. Dengan kata lain bisa
disebut sebagai precursor gempabumi
(misalnya Bufe dan Varnes, 1993; Jaume dan Sykes, 1999).
- tegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 13
-
,j ,'f
- '~i rrs_ A.. - h~ "Sel!:ii-1iC Cl/ :j~ "
'A:t It\':hnr" .!.,t:er1
" Il l.
"
/ 1 1' ~1 ~ ---:'"
8 . T~fi ' s C TilE' ~ f}'SJr::;gcnr~ ::; ' CCC:!3~
Gambar. 2.5. Perbandingan diagram skematis siklus seismik
(Fedotov, 1968) dengan proses seismogenic. (A) Membagi siklus
seismik pada garis putus-putus menjadi dua tahapan, (B) Menunjukkan
precursor seismik dan gempa susulan untuk masing-masing gempabumi
utama. (e) Prekursor seismik merupakan bentuk dasar step-junction,
meskipun waktu pada proses seismogenik dapat berfluktuasi dalam
berbagai variasi waktu sebelum dan sesudah
gempabumi utama, seperti ditunjukkan oleh panah.
Pada suatu tingkat keteraturan kejadian gempabumi, seperti yang
ditunjukkan dalam hipotesis kesenyapan seismik yang didukung oleh
teori lempeng tektonik,
dihadapkan pada penemuan yang lebih baru yaitu ketidakteraturan
deterministik.
Power Law merupakan fitur dari sistem ketidakteraturan dan fitur
ini terdapat dalam
seismologi (seperti juga dalam geologi), yang tidak memlliki
skala waktu yang khusus. Ketidakteraturan deterministik memberikan
suatu gambaran bahwa
egempaan yang muncul sampai sekarang tidak berhubungan satu
dengan yang
3innya. Hukum Omori pada peluruhan gempa susu!an, seperti
hubungan Gutenberg
ichter, adalah Power Law. Oi dalam Seismologi, skala waktu telah
menjadi konsep 'esepakatan sehingga perbedaan kualitatif dalam
skala waktu dapat berubah. Hukum
- ~egrasi Pengamatan Parameter Geojisika do/am Usaha
Prediktabilitas Gempabumi 14
-
Bath's (Richter, 1958, hal 69) membedakan gempa utama dari gempa
susulan oleh pengamatan empiris bahwa gempa utama adalah rata-rata
sekitar 1,2 unit lebih besar
dari gempa susulan yang terbesar sehingga gempa utama
menimbulkan gempa minor
di skala yang lebih kecil. Utsu (1970) menemukan bahwa seluruh
peristiwa gempa utama/gempa susulan dapat dikumpulkan dalam
rangkaian gempa susulan yang lebih
besar. Dengan demikian, sebuah gempa susulan pada satu skala
waktu dapat menjadi gempa utama dalam skala waktu yang lebih
rendah. Hal ini secara fisika masuk akal,
karena mekanisme gempa utama yang menghasilkan gempa susulan
tidak memiliki
karakteristik skala waktu, satu dapat mengatakan bahwa gempa
dangkal ukuran
berapapun dapat menghasilkan gempa susulan. Selanjutnya, sebuah
gempa secara bersamaan bisa sebagai foreshock, gempa utama, gempa
susulan atau yang lainnya.
Masing-masing mengklasifikasikan sesuai dengan konteknya.
11.3.2. Proses Seismogenik
Dengan mempelajari siklus seismik dan didukung oleh data
pengamatan, kita dapat membuat suatu model seismogenesis yang
memperhitungkan catatan sejarah kejadian gempabumi, lempeng
tektonik dan ketidakpastian deterministik. Model siklus seismik
lama seperti disebutkan sebelumnya yang diperlihatkan pada Gambar.
2.5A,
dimu!ai dengan gempa susulan dar; gempa utama dan diakhiri
dengan aktivitas
prekursor seperti gempa berikutnya, karena pada saat itu
diasumsikan bahwa dua
gempa utama terjadi pada segmen patahan yang sama dan memiliki
(karakteristik) magnitudo yang sama.
Aktivitas prekursor seismik pada gempa bumi besar mempunyai
lokasi,
magnitudo dan fraktal yang hampir sama dengan gempa susuJan.
OJeh karena itu
model proses seismogenik yang sekarang dikembangkan menjelaskan
bahwa serangkaian gempabumi yang terjadi menjadi prediktor tentang
lokasi, waktu dan -nagnitude dari gempabumi utama (Evison dan
Rhoades, 1998). Gempabumi utama _ ga dapat dianggap sebagai
prediktor serangkaian gempa susulan (Evison, 1999) . odel ini
berkaitan dengan proses yang berujung pada sebuah gempabumi utama
dan :e masuk baik sebagai aktivitas prekursor ataupun gempa
susulan. Urutan ini secara
.5 ematis diperlihatkan pada Gambar. 2.5B.
- :egrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 15
-
Kesamaan antara gempa yang menjadi precursor untuk gempabumi
utama dan gempa susulan, dicatat dalam model dengan membagi dalam
tiga tahapan fenomena
patahan: pembentukan retakan, patahan dan penstabilan. Secara
singkat, proses ini
kemudian sebagai berikut. Seismogenesis gempa utama, dimulai
dengan pembentukan
retakan utama dan proses ini menghasilkan serangkaian retakan
kecil dengan cara
yang sama dengan gempabumi utama menghasilkan gempa susulan.
Gempa bumi
yang menjadi precursor merupakan hasil dari retakan kecil ini
dan gempabumi utama berasal dari retakan utama.
Prekursor seismik paling mudah dipelajari karena kekayaan data
katalog gempabumi dan efektivitas jaringan seismograf modern. Tapi
model ini juga dapat mengakomodasi jenis precursor lain. Secara
umum precursor gempabumi dibagi ke dalam dua klasifikasi yaitu
fenomena seismik dan nonseismik. Yang termasuk klasifikasi
fenomena seismik antara lain kesenyapan seismic (seismic gap),
penurunan (seismic quiescene) dan peningkatan aktivitas seismisitas
dan perubahan kecepatan gelombang seismic. Sedangkan fenomena
nonseismik yang termasuk dalam precursor gempabumi
merupakan suatu fenomena yang berhubungan langsung dengan
deformasi lokal
(ketinggian dan kemiringan tanah, tekanan batuan, ketinggian
permukaan air tanah, dsb) termasuk juga medan listrik dan magnetic,
emisi EM, resistivitas batuan, emisi akustik dan gas (radon dan
helium), dsb.
Dalam skala waktu model seismogenik dibagi menjadi dua yaitu
masa antisipasi dan masa respon, waktu respon yaitu waktu dimana
setelah gempa utama terjadi yang diikuti oleh gempa susulan dan
efek-efek lain dari gempabumi seperti deformasi dasar
samudra, tsunami, tanah longsor dan masalah-masalah social yang
timbul akibatnya.
Sedangkan masa antisipasi adalah masa dimana proses pembentukan
retakan sampai
gempa utama terjadi, pada masa inilah yang menjadi target
penelitian dalam usaha rediktabilitas gempabumi dilakukan (Gambar
2.6). Pada masa antisipasi dibagi enjadi 3 tahapan yaitu, jangka
panjang (beberapa tahun sampaipuluhan tahun),
.--= gka menengah (beberapa bulan sampai beberapa tahun) dan
jangka pendek eberapa hari sampai beberapa bulan). Metode-metode
prediksi gempabumi
- ~e grasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 16
-
dilakukan berdasarkan pengamatan precursor seismic dan
pengamatan parameter-
parameter fisika .
f r1 ; Oritlin time,,
. I, '" I, Sun at:>! Landslides $lr~% t lansf sr ,wltin'J
XUq"fi\,on I~ffe\
Dynamic tngg ~"Tl9 . .1 r .-/ "-.. ault _ &,j;mrc _ Sl IIJd
ural 8. nonSlru~fural _ So cioeco nonnic . tur shaJ.Jng damage to
bUIlt .nvrro nment afterefl ect sTeClOnlC Stress cc~nnulatl o n
N~cle:alJon - Up . e /
109dmg '~/ '\,. SefIOo r../rsunanni ~ Hu~an casualt ies ~
delonnnyro "
$lQW slip t ransie r~s / \ / Disease
.-- Foreshccks-- '- - Aftershocks ..---- ._.... -.-- - - ..-. -
...- ..... -..-.-- -. ..... .- .- .... - ..
century decade year month week o minute hou r day 'leer decade ~
Anticipation time Response time -+
Gambar 2.6. Skematik Proses Seismogenik merupakan masalah yang
sistematik bertingkat
dalam usaha prediksi gempabumi (Jordan (2008))
Prediksi gempabumi jangka panjang adalah menentukan waktu
kejadian gempabumi pada suatu segmen sesar terte nt u atau zona
seismik tertentu dan
memperkirakan waktu dari gempabumi yang akan terjadi berdasarkan
siklus gempabumi. Informasi non-precursor dari seismologi, geologi
dan geodesi seperti pola
seismisitas sebagai precursor jangka panjang (seperti kesenyapan
seismik) digunakan untuk memperkirakan laju kejadian gempabumi dan
probabilitas kejadian gempabumi l ang akan dating dalam prediksi
gempabumi jangka panjang . Penghitungan laju ejadian gempabumi
tahunan pada zona seismic sangat diperlukan dalam pembuatan ~ode l
prediktabilitas waktu dan magnetudo gempabumi (Papazachos, 1989).
Pada
asa ini merupakan fase pembentukan patahan karena aktivitas
tektonik.
Seismologi merupakan dasar dalam prediksi gempabumi jangka
menengah, : ;:! amasa ini merupakan masa penum pukan energi atau
tekanan. Mayoritas peneliti
:? am seismologi meneliti fenomena yang memicu terjadinya
gempabumi, berbagai ~ -ameter seismologi, teori nonlinear dan
penelit ian berdasarkan pada data-data
_-= bagai parameter dilakukan.
. :?'Jrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 17
-
r r cq lJ cnc y (Hl } [)(,
GPS Satellite 1 l Lf ,e e ... 'I
.... TRMM 10 -.
100 .
1< ,:, 3 co~pon ont Magnot I c f i e I d I??;I.If l.F ':'Vert
i ca l pu lse EM wave IUlkII,)
DEME IIJk t \-,I. F,:, 2co. ponent Magnet ic f i eld IOOk t I.F
IMF ':',p i kr. I i ke noi,e (I lOlH7 "nd 163kHl) 1M
trEK emi ss ions (,IMHz) 111M t IIf ':'Pu l se em i ss ions
122.2,1,111,) IOOM- tVHF 6invisible propar.at i on of
FY waves 1/6-90,1111,) ~~ /
,:, Direct Signal from Source Rijg ion l[mi ~6 i o n )
Microfracture 6 Indiect Signal (Transmiss i on Anoma l y) I
onosphar i c 0 i surbance
VH
I F
r
RCl don H e, EmissIOn ?
'f. ,.
~ -
Electrokinetic
Gambar 2.7. Fenomena yang terkait di dalam sistem
ionosphere-atmosphere-lithosphere.
(Yumoto dkk., 2006)
Pada saat ini, beberapa pendekatan dan model dibuat untuk
menjelaskan kejadian saat persiapan atau sesaat sebelum gempabumi
terjadi dan prediksi jangka pendek dilakukan berdasarkan pengamatan
deformasi kerak. Prediksi gempabumi
jangka pendek juga dilakukan dengan mengamati perubahan kondisi
elektromagnetik, geomagnetik, awan-episenter gempabumi, suhu tanah,
radiasi bumi, emisi gas radon,
air bawah permukaan, resistivitas, mikroseismik, GPS TEe dan
prekursor biologi
dengan mengamati perilaku aneh binatang. Yumoto et. al. (2006)
juga menuliskan ada dua model yang dikenal untuk emisi langsung ULF
karena patahan seperti yang
ditunjukkan pada gambar 2.7, emisi ULF telah dipertimbangkan
secara langsung mencerminkan informasi tentang patahan mikro di
dalam litosfer. Mekanisme ini
berdasarkan relaksasi pada dinding retakan yang terbuka, hal ini
diusulkan oleh
Molchanov dan Hayakawa (1995, 2001). Model yang kedua diusulkan
oleh Fenoglio et al (1994). Mereka mengusulkan suatu model dari
reservoar terisolasi yang pecah, Ilenghasilkan elektrokinetis (EK)
yang menimbulkan suatu medan magnet transien. l1 0del ini
menganggap konversi elektrokinetis terjadi di suatu difusi air
setelah retakan :erbuka untuk mengganti perubahan-perubahan di
dalam tekanan pori-pori yang tinggi - tegrasi Pengamatan Parameter
Geofisika do/am Usaha Prediktabi/itas Gempabumi 18
-
di sekitar retakan (Mizutani et aI. , 1976; Jouniaux dan Pozzi,
1995; Fenoglio et aI., 1995). Selain radiasi langsung ULF dari
daerah tempat terjadinya gempabumi yang dihubungkan dengan proses
terjadinya gempabumi dan hubunganya dengan emisi electromagnetis
ULF, perubahan konduktivitas geoelektrik di dalam dan dekat
daerah
gempabumi mengawali perubahan amplitudo dari pencerminan
gelombang
elektromagnetik yang dihasilkan dari sumber nonlithospheris.
11.4. Prekursor Seismik
Penelitian terhadap pola kegempaan te lah lama diperkenalkan
sebagai dasar
untuk memahami fenomena sebelum terjadinya gempa. Meskipun
prediksi gempabumi sampai saat ini masih menjadi perdebatan, namun
pengamatanpengamatan terhadap anomali kegempaan sebelum kejadian
gempa besar masih banyak sekali dijumpai. Studi terhadap pola
kegempaan ini merupakan salah satu aspek yang penting dalam
penelitian prediktabilitas gempabumi. Beberapa kasus
menunjukkan bahwa anomali pola kegempaan dan variasi anomali
tingkat kegempaan merupakan prekursor dalam skala waktu menengah
sampai pendek sebelum kejadian gempa-gempa besar (Wiemer and Wyss,
1994; Wyss and Habermann, 1988; Wyss dan Wiemer, 2000). Studi
terhadap seismicity quiescence seringkali muncul sebagai prekursor
untuk kejadian gempa-gempa besar (Wyss dan Habermann, 1988; Wyss
dan Martirosyan, 1998; Wiemer dan Wyss, 1994). Disamping itu studi
terhadap accelerating seismicity (Varnes, 1989; Bufe dan Varnes,
1990, 1993; Sornette dan Sammis, 1995; Newman dkk., 1995; Bowman
dkk., 1998; Brehm dan Braile, 1999; Zo"
lIer dan Hainzl, 2002) juga mendukung pengamatan anomali pola
kegempaan sebelum ,
-
changes antara lain dengan metode Z. Metode Z dipergunakan untuk
mendeteksi
perubahan dalam tingkat seismisitas (Haberman, 1983). Metode
nilai-z membandingkan tingkat se ismisitas pada jende!a waktu yang
berbeda . 11.4.1.1. Perubahan Laju Seismik dengan Fungsi LTA
Agar anomali tidak bias secara statistik seperti halnya dalam
hal mendeteksi
periode berkurangnya tingkat seismisitas, fungsi LTA (Long Term
Average) lebih cocak diterapkan. Nilai-z dengan fungsi LTA dapat
dihitung dengan persamaan :
~ 1 :/
:J r l :J I Iif : : I I U I I
-+-----'----'------~Time
dimana Rail merupakan rata-rata tingkat seismisitas data
keseluruhan kecuali data
pada interval periode yang kita pilih . Rw' merupakan rata -rata
tingkat seismisitas pada
interval periode yang kita pilih. Sail dan Swi merupakan
variance pada periode all dan
HI . Sementara n ail dan nw! merupakan jumlah event pada periode
all dan wl . Nilai z
ang positip menunjukkan bahwa pada interval yang kita pilih
terjadi penurunan ratarata tingkat kegempaan dibandingkan rata-rata
tingkat kegempaan keseluruhan data
,ecuaJi data pada interval yang kita pilih. Sebaliknya nilai z
yang negatif
"'1engindikasikan bahwa pada interval yang kita pil ih rata-rata
tingkat kegempaannya
-eningkat.
. 4 .1.2. Perubahan Laju Seismik dengan Fungsi Percentage
Disamping dengan fungsi LTA, nilai-z dapat pula ditentukan dengan
fungsi
: ::'centage.
-: :z-grasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 20
-
'
Q) D E :::J c: Q) >OJ:: o "3 E :::J U
I Time ..... ~...~
to t t 9
Nilai-z dengan fungsi percentage dapat dihitung dengan persamaan
:
11.4.2. Periodisitas Gempabumi
11.4.2.1. Teori Kegempaan
Metode untuk mengetahui karakter kegempaan suatu wilayah adalah
dengan
,elasi Gutenberg-Richter (1954) yang biasanya dinyatakan dalam
suatu hubungan yang sederhana sebagai :
log n(JV/) = a - bM (2.1)
logN(M) = a' -bM (2.2) ::l imana n(M) adalah jumlah gempabumi
dengan magnitude M dan N(M) adalah jumlah mulatif. Konstanta a
merupakan parameter aktivitas seismik yang secara umum
encerminkan tingkat seismisitas pada suatu wilayah selama
periode tertentu dan
: 'asa disebut juga sebagai index seismisitas. Nilai-a
bervariasi untuk suatu daera h :engan daerah lainnya bergantung
pada periode pengamatan serta ukuran ruangnya.
:Jnstanta b biasa dikenal dengan nilai-b merupakan parameter
tektonik. Banyak ahli
enyatakan bahwa nilai-b bergantung pada karakter tektonik dan
tingkat stress atau
-: 'uktur material suatu wilayah (Scholz, 1968; Hatzidimitriou,
1985; Tsapanos, 1990). :; iasi nilai-b suatu wilayah berhubungan
dengan heterogenitas struktur dan distribusi
_. ess wi layah tersebut (Scholtz, 1968; Biswas, 1988). Nilai-b
dapat diperkirakan
- :egrasi Pengamatan Parameter Geofisika do/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 21
-
dengan cara statistik, salah satunya yang dikemukakan oleh Utsu
(1965) yang dikenal dengan metode estimasi maksimum likelihood
(MLE) sebagaimana persamaan berikut:
log e 0.4343b= =-=-- }vf -M min M -M min (2.3)
Dimana M adalah magnitude ra ta-rata dan Mmin adalah magnitude
minimum.
Dengan standar deviasi dihitung mengguna kan formula dari Shi
dan Bold (1982) sebagai berikut :
&=2.30b 2 i(M, - MYl n(n-1) (2.4) ,=,
Nilai-a dientukan dari menggunakan formula berikut
a = logN(M ~ Mo) + log(bln 10) +Mob (2.5) atau untuk distribusi
kumulatif
a =a-log(bln10) {2.6} 11.4.2.2. Cumulative Benioff Strain
Perubahan katalog gempabumi dalam analisis aktivitas kegempaan
biasanya
dilakukan dalam bentuk deret waktu Benioff strain release atau
akar kuadarat energi di suatu daerah gempa tertentu yang besarnya
pada waktu t adala h :
\1
-(1)= I E;(t)' 2 (2.7)
dimana Ei adalah energi even ke-i.
Konversi magnitude menjadi energi dengan menggunakan formulasi
dari Gutenberg
and Richter (1942) yang dinyatakan sebagai :
log Es =11.8 + 1.5 Ms (2.8) 11.4.2.3. Periode Ulang Gempa
Jumlah gempabumi per tahun secara teoritis dihitung dengan
membagi nilai-a
:engan periode observasi (T) a, =allogT (2.9)
a~ =aiiogT (2.10)
r ~egrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabilitas Gempabumi 22
-
Sehingga Jumlah frekuens i kumulatif gempabumi per tahun atau
disebut indeks
seismisitas adalah :
(2.11) Dengan demikian dapat diformulasikan kemungkinan
terjadinya satu kali atau lebih gempabumi dengan magnitude leb ih
besar dari M dalam periode T sebagai:
P(M, T) =(1- e - N(M )oT ) (2.12) Dengan diperoleh N1(M) dapat
dihitung nilai rata-rata periode ulang dari gempabumi merusak yaitu
:
e = tahun N](M ) (2.13)
11.5. Prekursor Magnetik dan Elektromagnetik
lonosfer dapat dipengaruhi oleh bermacam gangguan, sebagai
contoh,
gangguan matahari, badai geomagnetik, cuaca, gunung api dan
gempa bumi. Meski
ionosfer terutama dipengaruhi oleh matahari dan aktivitas
magnetospheric, anomali
anomali ionospheric yang muncul sebelum gempabumi dan
gangguan-gangguan
ionospheric yang dipicu oleh gerakan permukaan vertikal dari
gelombang seismik juga bisa diamati (Liu, 2006).
Menurut Yumoto et.al. {2006) telah banyak penelitian-penelitian
tentang precursor elektromagnetik yang telah dipublikasikan dan
asosiasinya dengan
gempabumi (Gambar 2.6). Precursor jenis ini sudah dipelajari
dengan suatu frekuens i ang lebar mencakup seperti ULF dan emisi
pulsa listrik, VLF dan VHF sound ing pada
atmosfer dan observasi-observasi gelombang plasma satelit.
Tetapi pengamatan di
:-ermukaan bumi atas gelombang elektromagnetik {EM) di dalam
batasan ULF (f
-
hanya untuk melihat ke dalam batasan yang paling menjanjikan
yaitu dalam batasan ULF untuk penyelidikan (Gambar 2.8) .
few week
Mrcro clack-electrifica t ion Signa l emission Hydro -chemical
changes (Radon ) (D C-ULF, ELF, VLF. El ectroki netic phenomena LF,
MF, HF, VHF)
Anomalou stra nsmlssionNet charge accu mulation (OMEGA, VLF,
FM(V HF))Ionospheric distu rbances
Gambar 2.8 Konsep sinyal EM (Yumoto et aI., 2006)
Untuk lebih memahami fenomena dari anomali geomagnetik ULF
yang
berhubungan dengan gempabumi yang besar, telah diana lisa data
pengamatan ULF di
sta siun Kototabang dan Biak pad a saat te rjadinya gempabumi
Aceh dan Nias pada tahun 2004-2005, menggunakan analisis polarisasi
dan fungsi pindah dengan
menggunakan metoda transformasi wavelet . Hasil-hasil analisis
polarisasi
menunjukkan peningkatan anomali nyata sebelum terjadinya
gempabumi Aceh dan l ias. Peningkatan nyata ini ditemukan pada
SZ/SD. Peningkatan anomali ini ditemukan
:leberapa m inggu sebelum gempabumi utama terj ad i (Saroso et .
aI., 2006) .
1.6. Prekursor Suhu Permukaan dan Kelembaban Relatif
Perubahan suhu dan kelembaban relatif sebelum gempa besar dapat
dijelaskan : eh kerangka mekanisme fisis yang dikemukakan o!eh Pull
inet dan Boyarchuk.
:2m ikiran utama dari variasi yang diamati ada lah adanya
ionisasi udara yg diproduksi
.: 2h peluruhan Radon. Hal ini diperkuat oleh paper Scholz et al
(1973) yang - 2nyatakan bahwa Pengeluaran Radon dari ke ra k bumi
meningkat sebelum gempa
:egrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 24
-
bumi. Dapat di li hat pada ga mbar 2.9 bahwa variasi ali ran Ra
don sebelum gempa bumi
di Turki berkisar 2 - 3 minggu. Flux radon mencapai puncaknya
kemudian pada tepi
puncak yang jatuh gempa t erjadi.
a) Balikesir Soil Radon Gas
(Da:ly Average)
120,----------------------------------------------------------------,
BANDIRMA, SAROZ, M- 48 MooS.3 -145 k
9 June 2003 6 July 2003 100
80
60
40
20
0 (") (") (") (') ('; ('; (') (") (') C? C? C? (S (") (") (")
(') C? (") ,~ C? (") g C? 0 0 0 '" c 8 a a a c 0 0 '" c 0 0 0 0 a 0
a c a a 0 c a a c 0 a a c '" '" '" '" '" '" ("v "- (V C>J M (""j
ri ~ q '" "0 ,n cD
" '4
;t;2 KD.fisi .,..DWT tinY
-
frekwensi}. 256 sampel ini merupakan koefis ien DWT tingkat
pertama. Kelua ran filter lowpass juga memi liki 256 sampel, tetapi
itu membentang (spans) di setengah yang lain dar; band frekwe nsi,
frekwensi dari 0 sampai 1[12 rad/s . Sinyal ini kemudian di
lewatkan melalui filter lowpass dan highpass yang sama untuk
penguraian lebih
lanjut. Keluaran yang filter lowpass yang kedua diikuti dengan
subsampling mempunyai 128 sampel yang menjangkau ba nd f rekwensi 0
sampai 1[14 rad/s, dan kelua ra n filter highpass yang kedua
diikuti dengan subsampling mempunya i 128
sampel yang menjangkau band frekwensi 1[14 sampai 1[12 rad/s.
Filter sinyal high pass yang kedua membentuk Koefisien DWT tingkat
dua. Sinya l ini memiliki setengah
resolusi waktu, tetapi dua kali reso lusi frekwensi dari sinyal
tingkatan pertama . Dengan
kata lain, resolusi waktu telah berkurang dengan faktor 4, dan f
rekwensi resolusi telah
meningkat dengan faktor 4 dibandingkan dengan sinyal aslinya .
Keluaran Filter lowpass
kemudian disaring sekali lag; untuk penguraian lebih lanj ut.
Proses ini berlanjut sampai t inggal dua sampel. Untuk sampel
spesif ik ini akan ada 8 t ingkatan penguraian, masing
masing mempunyai separuh jumlah sampel tingkat {level} yang sebe
lumnya. DWT dari sinyal asli kemudian diperoleh dengan mengabungkan
semua koefisien mulai dari yang
tingkat terakhir pengu raian (menyisakan dua sampel, da lam hal
ini). DWT kemudia n akan mempunyai jumlah koefisien yang sama
seperti sinya l yang aslinya.
Frekuensi yang pal ing menonjol dalam sinyal asli akan muncul
sebagai ampl itudo tinggi dalam daerah sinyal DWT yang me liput i
frekwensi tertentu tersebut.
Perbedaan transformasi ini dari transformasi Fourier adalah
lokalisasi waktu dari
"rekuensi ini tidak akan hilang. Meskipun, lokal isasi waktu
akan memiliki resolusi yang
: ergantung pada pada tingkat mana ia muncul. Jika informas i
utama sinyal berada
:::lada frekwensi tinggi, sebagaimana sering terjadi, loka
lisasi waktu da ri f rekuensi ini 3 ~an menjad i lebih tepat,
karena mere ka dicirikan oleh lebih banyak jumlah sampel . . ka
informasi utama hanya terdapat pada frekuensi yang sangat rendah,
lokalisasi
aktu tidak akan begitu tepat , karena sedikit sampel digunakan
untuk menunjukkan : nyal pada f rekuensi ini. Prosedur ini pada
hakekatnya memberikan resolusi waktu
ang baik pada frekue nsi tinggi, dan resolusi frekuensi yang
baik pada frekuensi
--e ndah. Sebagian besar sinyal prakt is yang ditemui merupakan
jenis ini.
" "egrasi Pen gamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 33
-
BAS III. METODE PENELITIAN
Konsep da n teori unt uk masing-masing prekursor gempabumi te
lah dije laska n pada bab sebelumnva. Tahapan awal dari penelitian
ini diawali dengan stud i lite ratur
dimana dari studi ini dikumpulkan beberapa jenis informasi t ent
ang anomali Vg menandakan sinval precursor gempabum i yang dicari,
termasu k jangka waktu sebel um gempabumi ketika prekursor itu
dimulai, durasi prekursor te rsebut, amplitudo da ri
sinva l prekursor, rasio sinyal-to-noise yang d iak ibatkan
gangguan normal dan jarak dari titik pengamatan gempa. Se la in
itu, beberapa sumber informasi dasar dikumpulkan
untuk setiap gempabumi, t ermasuk t anggal, waktu, lokasi dan
besarnya gempabumi.
Untuk set iap jenis prekursor, informasi penga matan dari survei
literatur dikumpulkan dan dianalisa untuk menemukan data statistik
dari inisiasi dan du rasi prekursor,
kekuatan sinval prekursor dan hubungan sifat Vg menandakan
sinyal dengan besarnva
gempa bumi dan jarak dari titik pengamatan ke sumbernya.
Kemudian pada tahap berikutnya yaitu tahap pengolahan dan analisa
data terdiri dari tiga bagian utama ya itu
(Gambar 3.1): (i) Pengolahan dan ana lisis data seism ik sebagai
prekursor gempabumi (ii) Pengola han dan anal isis data geomagnet
ik dan elektromagnet sebagai
prekursor gempabumi
(iii) Analisis integrasi precursor gempa bumi
11 1.1. Pengolahan dan Analisis Data Seismik sebagai Prekursor
Gempabumi
Tahapa n pengo\ahan data me\iput i :
a. Pemilihan kata log gempabumi.
::l. Seleksi data dan penveragaman magnitude.
Plot distribusi frekuensi magnit ude untuk melihat ke lengkapa n
data sehingga
diketahui nilai magnitude kompletnessnya (Me). Decluster kata
log unt uk menghi\angkan pengaruh fo reshock dan aftershock
sehingga data menjadl independen.
regrasi Pengamatan Parameter Geoftsika da/am Usaha Predik
tabi/itas Gem pabumi 34
-
e. Perhitungan nilai-b, nilai-a, periode ulang dan periodesitas
berbasis wavelet
dengan la ngkah-Iangkah ;
Normalisas; data dengan transformasi Box-Cox yang dapat
dituliskan
sebaga i ;
T(Y) =(Y-< - 1)/ A dimana Y adalah variable responsible dan
.X adalah parameter transformasi.
Modeling data dengan autoregressie lag-l dengan metode Burg
dimana
metode ini menggunakan prinsip maksimum entropy.
Transformasi menggunakan wavelet non orthogonal, karena
transformasi
non orthogo nal sesuai untuk analis is deret wakt u yang smooth,
dimana
variasi kontinyu pada amplitudo wavelet. Mother wavelet yang
dipilih
wavelet Morlet level 6 karena skala wavelet ini mendekati
periode
Fouriernya.
Transformasi dengan wavelet dilakukan denga n script Matlab, da
ri
t ra nsformasi akan diperoleh kontur periodisitas terhadap waktu
dan
perba ndingan spektrum even t erhadap spekt rum globalnya .
f. Perh itungan variasi temporal nilai-b.
g. Pemetaan ni la i-z dengan fungsi LTA, stud; kasus gempa
Tasikmalaya September
2009, dan gempa Sukabumi 26 Juni 2010.
h. Pemetaan nilai-z dengan f ungsi percentage, studi kasus gempa
Tasikmalaya
September 2009, dan gempa Sukabumi 26 Jun i 2010 .
.i. Analisis tempora l nilai-b.
j . Analisis nilai-z. dengan fungsi LTA.
k. Anallsis nilai-z denga n fungsi percentage .
.., tegras; Pen gamatan Parameter Geof isika do/am Usaha Predik
tabi/itas Gempabumi 3S
-
-- -- -
---
---
-----
(,------- --M-U-LA-I --~-~--,-, ............ _---
----)
KATALOG GEMPABUMI
DARI US GS DAN BMKG
TAHU N 1973 - 2010
...
PEMILIHAN KATALOG
GEMPABUMI, SELEKSI DAN
PENYERAGAMAN MAG NITU DO
+ PLOT DI STRI BU SI FREKU EN SI
M AGN ITUDO
*DE CLU STER KATALOG I I
9 PERHITU NGAN NILAI-B, NILAI-A,
PERI ODE U LANG
...
-=J
VA RIASI
ELEKTRO MAGN ETI K
TAHU N 2009 - 2010
--" ANALI SAK ELENGKAPAN DATA DAN
PENG HI LANGAN SPIKE
9 PEMILIHAN DATA MALAM HARI
DAN PENGGABUNGAN DATA
+
FILTER DENGAN WAVELET
+ POLARI SASI KOMPONE N V ERTI KAL
DAN HORI SO NT AL
_y.
J
VA RIASI MAGN ETI K TAHU N 2009 - 2010
/-.Y
ANALISAKELENGKAPAN DATA DAN
PENGHILANGAN SPIKE
+ PEMILIHAN DAT A MALAM HARI
DAN PENGGABUNGAN DATA
9 FILTER DEN GANWAVELET
+ POLARI SASI KOMPONE N V ERTI KAL
DAN HORI SO NTAL
+
I /1
//
I
PERHITUNGAN VARIASI TEMP ORAL
NILAI-B
_:t_ PEMET AAN NI LAI-Z DEN GAN
FUNGSILTA
+ PEMET AAN NI LAI-Z DEN GAN
FUNGSI PERCENTAGE
+ ANALISA HASIL
l
I
ANALI SA RASIO INTEN SITA S
SPEKTRAL
I NTEGRASI PARAMETER GEOFISIKA I
ANALI SA RASI 0 I NTE NSIT AS SPEKTRAL
PARAMETER SUHU PERMUKAAN DAN
KELEMBABAN
-- .. ---
KESIMPULAN I I
~ SELESAI
Gambar 3.1. Diagram alir penelitian
Integrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 36
-
111.2. Pengolahan dan Analisis Dat a Magnetik dan
Elektromagnetik sebagai
Prekursor Gempabumi
Tahapan pengolahan data dan analisis data magnetik dan
elektromagnetik meliputi :
111.2.1. Pemilihan Data
Pemilihan data meliputi dua macam yaitu pemilihan data historis
gempabumi
dan pemilihan data medan magnet bumi. Dat a historis gempabumi
yang digunakan
adalah gempabumi dengan M~5.0 kare na pada gempabumi dengan
M~5.0
diperkirakan mulai menimbulkan gangguan pada medan magnet bumi
dan juga pada gempabumi ini bisa mengakibatkan kerusakan yang besar
serta menyebabkan tsunami.
Data gempabumi diperoleh dari stasiun pengamatan BMKG yang
berjarak radius 300 km dari stasiun pengamatan magnetik maupun
elektromagnetik di Pelabuhan Ratu
(Gambar 3.2) . Data medan magnet bumi dan elektromagnetik yang
dianalisa adalah data
pengukuran dari stasiun pengamatan magnetik di Observatory
Geofisika Pelabuhan
Ratu, Sukabumi, Jawa Barat. Data time series dipotong sesuai
dengan waktu dimana
terjadi gempabumi dengan M~5.0, kira-kira 1 bulan sebelum dan 1
bulan sesudahnya. 111.2.2. Metode Pengolahan Data
Dalam penelitian tanda-tanda yang berkaitan dengan gempabumi
besar di Jawa
sepanjang 2009 - 2010 (magnitude Mw ~ 5.0) ini yaitu dengan
menganalisa data medan magnetik ULF dan data magneto telluric
(elektromagnet) dari Observatory Pelabuhan Ratu, Sukabumi. Data
magnetic ULF tersebut diperoleh dari pengukuran
dengan alat fluxgate magnetometer 3 komponen, sedangkan data
magnetotelluric
didapat dar i pengukuran medan magnet dengan menggunakan alat
fluxgate
magnetometer 3 komponen dan pengukuran medan listrik dengan
menggunakan alat
Electric System measurement dari chiba electronics. Data
gempabumi yang digunakan
adalah data dari Agustus tahun 2009 sampai dengan luni 2010
dengan magnitude lebih
besar dari 5 dan berjarak 300 km dari stasiun pengamatan . Dalam
penyelidikan fenomena hubungannya dengan gempabumi, dila kukan anal
isa spectral density ratio
(analisa polarisasi) dan analisa spectral wavelet pada kedua
data magnetic dan elektromagnetik.
In tegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha Predik
tabilitas Gempabumi 37
-
SEBARAN GEMPABUMI TAHUN 2009 - 2010 (M>5.0)
RADIUS 300 KM DARI STASIUN PELABUHAN RATU
104 0 106 0 108 0 110 0 -4 0
p::::=======:I--.....-....,.~=====;::======~--,...-1IIIIIf1 _4
0
.J I 1, 1 I
~
_8 0
M < 6 I *
* 6
-
lebih sedikit diband ingkan pada waktu siang hari. Pada umumnya
metode polarisasi
magnetik yang digunaka n, metode ini mengacu pada pe rbandingan
antara medan
magnet komponen vertika l (Z) dengan komponen horisonta l (H)
atau (D). Ni lai polarisasi dihitung dari pengukuran data magnet
dengan magnet omete r 3 komponen.
Kemudian raw data di lihat ke lengkapan dan kemungkinan adanya
noise. Dalam analisa
anomali dilakukan j uga analisa spectral pada data medan magnet
3 komponen dengan menggunakan metode wavelet. Dari pemrosesan data
akan dihit ung nilai po larisasi
dan dianal isa tren dari raw data, apakah ada peningkatan atau
penurunan dengan
pola-po la te rtentu dia nta ra waktu kejadian gempabum i dengan
M2S.0. Sedangkan untuk dat a magnetotelluric digunakan data malam
hari (jam 23.00 - 03.00) dengan sampling rate 1 Hz, dat a raw d
iana lisis untuk tiap channel dan di filter menggunakan
transformasi wavelet unt uk mendapatkan frekuensi 0.01 Hz (ULF),
kemud ia n ditampilkan sebagai grafik rasio intensitas spektraJ
medan magnet dan meda n list rik
dalam kawasan wakt u. Analisa dilakukan terhadap t ime series te
rsebut untuk melihat
anomali-anomali yang mungkin te rjadi sebe lum dan sesudah gempa
bumi t erjadi kemudian anomali te rsebut akan diklarifikasi dengan
gangguan akibat aktiv itas
matahari, gangguan ini bias dilihat dari data dst indeknya .
111 .3. Analisis Integrasi Precursor Gempabumi
Tahapan pada bab ini yaitu mengintegrasikan hasil-hasil dar;
pengo lahan untuk
masing-masing metode precursor gempabumi pada suatu stud i kasus
gempabumi
besa r ya ng sama. Selain mengintegrasikan hasil pengolahan
metode seismik, magnet ik
dan elektromagnetik, ditambahkan pula data-data historis pa
rameter lain yaitu data
aktivitas gunungapi dan parameter meteorologi . Diharapkan dari
ana lisa masing
masing metode bisa sali ng mendukung adanya suatu prekursor
gempabumi dan
menemukan suatu pola konsistensi, sehingga bisa diketahui adanya
prekursor sebe!um
gempabumi besar yang akan terjadi dan dapat juga menjelaskan
mekanisme siklus seimogenesis di wilayah penelitian.
fntegrasi Pengamatan Parameter Geofisika do/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 39
-
BABIV
HASIL DAN ANALI SA
IV.l. Variasi Spatial Nilai-b
Hasil perhitungan ni ta i-b zona subduksi jawa yang menggunakan
metode waighted least square memberikan niai sekitar 1,3 sedangkan
n ilai-b dengan metode
maksimum likelihood yaitu sekitar 1. Perbedaan nilai dari kedua
cara perhitungan ini
biasanva akibat pengaruh jumlah data dan perbedaan dalam
penentuan magnitude completness. Variasi spatial nilai-b dan ni
lai-a di w ilayah penelitian tampak seperti
pada Gambar 4.1. dimana min imum nilai-b sekitar 0,8 dan nilai
maksimumnya sekitar
2,5. Berdasarkan hasil penelitian pa ra ahli, nilai-b yang
rendah biasanya bekorelasi
dengan tingkat stress yang tinggi, sedangkan nilai-b yang t
inggi sebaliknya. Selain itu,
w ilayah dengan heterogenitas yang besar berkorelasi dengan
harga b-value yang t inggi
(Mogi, 1962) .
,,+--~--.,--~, -----,,--,-~-~~-~.,, ;~ ,' .1 l Q1':. ~07 P.,;
lV\ I tO H l I i . 113 1',,.
l ~
-
identifikasi dari NOAA dan ISC. Ada nya zona gap kegem paan
(seismic gap) ini juga perl u diwaspadai sebagai zona yang
berpotensi gempa besar. Variasi spatial nlla i-a
dengan minimum sekitar 5 dan maksimumnya sekitar 14. Pada Gambar
4.1. tampak
dua kluster dengan variasi ni lai-a sek itar 9 sehingga kedua
kluster ini be rarti memiliki
aktivitas kegempaan yang t inggi.
l10." , ~----,--,------,--.,-------,--------,-I ~ :' 2 f
12-1---, , " II 10::; 106 ~ () l IDe H'!') 1111 111 112 11-"
Gambar 4.2. Peta Densitas Kegempaan Wilayah jawa Peri ode
1973-2010
IV.2. Variasi Temporal Nilai-b
J'bI ~;"Y11lU ....,-IIll- - La ; . I
. . ~ :
~ - .... - - - .. - - ~ - - . - . - - - - _.' - " -
1
U
j1.4 -0 -.
1")
1
. - ;
21)10
t!W i~ rme/~ec ~"I
Gambar4.3. Variasi Tempora l Nilai-b Zona Subduksi Jawa dari
Katalog NEIC 1973-2010
!ntegrasi Pengamatan Parameter Geofisika do/am Usoha
Prediktabi/itas Gempabumi 41
-
Scholz (1968) adalah yang pertama menyatakan bahwa nilai-b
memilki hubungan yang je\as terhadap stress di da lam suat u volume
batuan. Dalam eksperimennya, ia mengamati bahwa penurunan b
berkorelasi dengan kenaikan stress
di dalam batuan. Variasi temporal nilai-b untuk wilayah Jawa
peiode 1973-2010
sepert i terli hat pada gambar 4.3. Pada pene lit ian akhir-akh
ir ini pada katalog global
dan kata log regional yang berbeda menjukkan bahwa nilai-b
secara signif ikan lebih rendah untuk even yang terkait dengan
thrust dibandingkan dengan normal dan
patahan strike-slip (Schorlemmer et al. , 2005) .
IV.3. Periode Ulang Gempabumi
Gempabumi dengan magnitude 6 berpeluang besar untuk te rjad i di
zona subduksi pulau jawa dalam kurun waktu sekitar lima t ahun
(Gambar 4.4) . Secara umum dari pet a Gambar 4.4. gempabumi dengan
magn itude 6 di zona ini memiliki
periode ulang yang berbeda-beda yaitu sek itar 5 hingga 20 tahun
. Periode ulang yang
pendek biasanya berkorelas i dengan nilai-a yang tingg i.
Periode yang pendek dengan
wi/aya ll dengan akt ivitas kegempaan yang relatif tinggi
terutama adalall wilayall
samudera Indonesia sebelah se!atan Jawa Barat dan selatan Jawa
Timur.
-6
-7
18
-10
:::+-1---"--..,-,--.-,---"-~--., -- -,,--,-,--,,--I 105 106 " 07
0": 109 110 111 112 113 114
Lor.:] 1Jot- [11egj
Gambar 4.4. Peta Periode Ulang Gempabumi Zona Subduksi Jawa
M=6
Pe riodisitas kegempaan zona subduksi Jawa menggunakan metode
wavelet
dengan keda laman 0-300 km memberikan informasi bahwa
periodisitas secara umum
n tegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 42
-
sekitar empat hingga lima tahun. Periodisitas berdasarkan
kedalaman sumber gem pa
menunjukan adanya kesamaan periodis itas gempabumi dominan yaitu
sekitar empat hingga lima tahunan, meskipun demikian untuk gempa
dangkal terdapat siklus dua
tahunan yang cukup kuat.
IV.4. Perubahan laju Seismisitas Precursor se ismik sangatlah
penting, namun demikian sam pai saat ini masih
menjadi topik yang mengundang kontroversi. Salah satu
diantaranya adalah precursor kesenyapan seismik (seismic quiescence
). Ada beberapa metode untuk mendeteksi precurosv seismic
quiiescence be rdasarkan data katalog gempabumi salah satu
diantaranya ada lah analisa perubahan tingkat se ismisitas
menggunaka n metode z.
Ana lisa perubaha n ti ngkat seismisitas sebelum kejadian gempa
Tasikmalaya 2 September 2009 M 7,5 (USGS) dapat dil ihat pada
gambar 4.5 menggunakan metode LTA dan gambar 4.6 menggunakan metode
percentage . Gambar a menunjukkan distribusi spasial nilai-z
periode 1973,0863 - 2009,7902 cut at tahun 2004.65 dengan
iwl 1,5 tahun. Gambar b merupa kan distribusi spasial nila i-z
periode 1973,0863
2009,7902 cut at tahun 2005. 65, iwl 1,5 tahun . Gambar c dan d
berturut turut cut at
pada tahun 2006, 65 dan 2007,65. Dari distribusi spas ial
nilai-z tersebut dapat
diketahui bahwa penurunan tingkat seismisitas di daerah sekitar
mainshocks mulai
terjadi 3 tahun sebel um kejadian gempa Tasikmalaya 2 September
2009 M 7,S.
100S ." 6
4~ 2
110S 0 [1 -2 2 . -4 ~-~-~-~--l -4
1050E 106"E 107"E 10aoE l090 E 107E 1OaoE
(a) (b )
In tegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 43
-
80S
1(1's100S
110S11S
"1 [1 -2
2 -4
-4
gas
105E 106E 107"E 10SeE 1090ElOSoE 106"E 1070E lOs oE 109"E
(C) (d) Gambar 4.5. Variasi nilai-z data NEIC 1973.0579 -
2009.6694 dengan fungsi LTA (a) Cut at
2004.65 (b) Cut at 2005.65 (c) Cut at 2006.65 (d) Cut at
2007.65. Grid O,15xO,15 N 100. Nilai positip mengindikasikan
penurunan tingkat seismisitas
x 10~
a
110S . 2
~O 10SoE 106E 107E 108"E 1U9"E
(al (b) lOSOE l 06E 107E 1(';8E 1('f.)E
7"s
80S
gas
6000 100S 300
- -200 ,oeo
2000 11S 100 o
- 10010SoE 106E 107E lOSoE 100"E
(c) Gambar 4.6. Variasi nilai-z data NEIC 1973.0579 - 2009.6694
dengan fungsi Percentege (a) Cut at 2004.65 (b) Cut at 2005.65 (c)
Cut at 2006.65 (d) Cut at 2007.65. Grid O,15xO,15 N 100. Nilai
positip mengindikasikan penu runan ti ngkat seismisitas
10SoE 106E 107E 106"E 1090E
(d)
--/ntegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabilitas Gempabumi 44
-
2
1.8
1.6
1.4
1.2 Cl) ..2 ns 1 =i" .c
0.8
0.6
0.4
0.2
0
b-value I ,
8 b I ' .,..
I I' I' i "
I , i I ...- - ,. ,
.", -.- #', .
.... - - ....... '" I' .- - ",.,
I
, ,
, ,\ -.- - ~
1980 1985 1990 1995 2000 2005 Time I [dec. year]
Gambar 4.7. Variasi Temporal Nilai-b di daerah Jawa barat
sebelum gempabumi Tasikmalaya 2 September 2009
Variasi temporal nila i-b wilayah Jawa bagian barat menunjukkan
adanyan penurunan nilai-b sebelum kejadian gempa tasikmalaya 2
September 2009 sebagaimana terlihat pada gambar 4.7.
Analisa perubahan tingkat se ismisitas sebelum kejadian gempa
Ujungkulon 16 Oktober 2009 M 6,4 (USGS) dapat d ilihat pada gambar
4.8 menggunakan metode LTA dan gambar 4.9 mengguna kan metode
percentage . Gambar a, b, c, d, e dan f
menunjukkan distribusi spasial nilai-z periode
1973,0863-2009,7902 dengan 11'11 1,5 tahun berturut-turut cut at
tahun 2003,3; 2004,3; 2005,3; 2006,3; 2007,3 dan 2008,3.
Dari distribusi spasia l nilai-z tersebut dapat diketahu! bahwa
penurunan ti ngi
-
" ,I "u;r "",,"::..:,.. I
..
J
(a)
80 S
jv '=~-~ "'.~ c
(b) (e)
88 6 6 4
22 ao -2
-2
80 S
90 S
1040 E 30' 1050E 30' 1060E 3~' 10~
8
-6 2 2 4
2 00 o
-2 -2 -2
-4
(d) (e) (f) Gambar 4.8. Variasi nilai -z da a NEIC
1973,0863-2009,7902 dengan fu ngsi LTA (a) Cut at 2003,3
(b) Cut at 2004,3 (e) Cut at 2005,3 (d) Cut at 2006,3 (e) _Cut
at 2007,3 dan (f) Cut at 2008,3 .
Grid O,15xO,15 N 100_ ilai positip mengindikasikan penurunan
tingkat seismisitas
06 S 60S
~)J J"o.;.' ~,
200 300
a
.I>.t
70s7"s 70 S !'
80s80S5'$
100
a
104E 30' 10SoE 30' l060E 30' 1O'f'E
(a) (b ) (e)
-I ~ -,
/ntegrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi 46
-
200
100
o
1040E 30' 1050E 30' 1000E 30' 1070E
300
200
00
o
(d) (e) (f)
Gambar 4.9. Variasi nilai-z data N EIC 1973,0863-2009,7902
dengan fungsi Percentage (a) Cut at 2003,3 (b) Cut at 2004,3 (c)
Cut at 2005,3 (d) Cut at 2006,3 (e). Cut at 2007,3 dan (f) Cut
at
2008,3. Grid O,15xO,15 N 100
Variasi Temporal b-value Pada Hiposenter Gempabumi
Ujungkulon
a B
-6.5 --1
'"
.1>
. ",
..,
C Gambar 4.10. a) b-value pada hiposenter data I< grid
0,2xO,2 jumlah N
minimum 30, Radius Tetap R 110 km (b-value 1.18 Cum Number 116).
b) b-va lue pada hiposenter data 0 ~( (b-value 1.15 Cum. Number
288). c) b-value pada
hiposenter data d _ (b-value 1.13 Cum. Number 305)
integrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usoha
Prediktabilitas Gem pabumi 47
-
Variasi temporal nilai-b pada hiposeter menunjukkan nilai-b yang
mengalami penurunan sebelum kejadian gempabumi ujungkulon 16
Oktober 2009 M 6,4 sebagaimana terlihat pada gambar 4.10. dan tabie
4.1.
Tabel 4.1 Variasi Temporal b-value Pada Epicenter Gempabumi
Ujungkulon No Tahun b-value
,
1 2005 1.18 2 2006 1.15 3 2007 1.13
Analisa perubahan tingkat seism isitas sebelum kejad ian gempa
Tasikmalaya M 6,3 (USGS) tanggal 26 Juni 2010 dapat dilihat pada
gambar 4.11 menggunakan metode LTA dan gambar 4.12 menggunakan
metode percentage. Gambar a, b, c, d
menunjukkan distribusi spasial nilai-z periode 1973,06-2010,26
dengan iw/1,5 tahun berturut-turut cut at tahun 2005,75; 2006,75;
2007,75 dan 2008,75. Dari distribusi
spasial nilai-z tersebut dapat d iketahui bahwa penurunan
tingkat se ismisitas d i daerah
sekit ar mainshocks mula i terj ad i 3,5 tahun sebe lum kejad
ian gempa Tasikmalaya 26 Juni 2010 M 6,3.
60 S ..----'---,.....--,)-'--~___r_'.'_-_-, -.. ~ ...... --+"'~"
~r-,-
j \ ~- - , ~~\!~.' ~,'
o
-2 101'E l00'E 101'E
(a) (b)
Integrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabi/itas Gempabumi
-2
48
-
~S r-~~ r~~-~~ --~----t~~ -~~~,-~ --- ,'"
-iJ /C. f
7"5
8S
9S
3105
!::if
11 0S I: -1
-2
105E 108E 109cE
(e) (d)
Gambar4.11_Variasi nilai-z data NEIC 1973,06-2010,26 dengan
fungsi LTA iw11,5 tahun (a) Cut at 2005,75 (b) Cut at 2006J5 (e)
Cut at 2007J5 dan (d) . Cut a t 2008,75. Grid 0,15 x 0,15 N =
80.
80 S
gos
laoS
,,5
{,
~ ,j ~,~-'"---"-
.. ---\ .J
106E
90 S
100 S
106E 106E 10n:
50
o
-51
(a) (b)
Integrasi Pengamatan Parameter Geofisika da/am Usaha
Prediktabilitas Gempabumi
-2
49
-
60S '- '--' .~ J "-~~,
,. " I
'v '-' "-~;..70S r'\..-------""-,~.
80S
90 S
100S
:=;'
11"5
10SoE ',06" E 1070 E 108 E 109E
C)
60S
70S
80 S
90 S
1C
5C
0
.5(
100 S
110 S
-
'. ~
~'\..,..r""" --""'" - p~\.
";:-.. ...'1
,, -~
,"
-----------"-c~