analisis sinyal seismik gunungapi merapi berdasarkan identifikasi

26
ANALISIS SINYAL SEISMIK
GUNUNGAPI MERAPI BERDASARKAN IDENTIFIKASI
GEMPA MULTIPHASE SEBELUM DAN SESUDAH
LETUSAN 14 JUNI 2006
Disusun Oleh:
HERLINA TRI WULANDARI
NIM M 0206042
SKRIPSI
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Fisika
Pada Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Penetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret
Surakarta
JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU
PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
Juli, 2010
26
27
HALAMAN PENGESAHAN
Skripsi ini dibimbing oleh :
Pembimbing I
Pembimbing II
Sorja Koesuma S.Si, M.Si
NIP. 19720801 200003 1 001
Agus Budi Santoso S.Si, M.Si
NIP. 19800827 2005020 1 001
Dipertahankan di depan Tim Penguji Skripsi pada :
Hari
: Senin
Tanggal
: 26 Juli 2010
Anggota Tim Penguji :
1.
Darsono, S.Si, M.Si
NIP: 19700727 199702 1 001
(............................................)
2.
Mohtar Yunianto, M.Si
NIP: 19800630 200501 1 001
(............................................)
Disahkan oleh:
Jurusan Fisika
Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Universitas Sebelas Maret Surakarta
Ketua Jurusan Fisika
Drs. Harjana, M.Si, Ph.D
NIP. 19590725 198601 1 001
27
28
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Analisis Sinyal Seismik Gunungapi Merapi Berdasarkan Identifikasi
Gempa Multiphase Sebelum Dan Sesudah Letusan 14 Juni 2006
Oleh :
Herlina Tri Wulandari
M0206042
Saya dengan ini menyatakan bahwa isi intelektual skripsi ini adalah hasil
kerja saya dan sepengetahuan saya, hingga saat ini skripsi ini tidak berisi materi
yang telah dipublikasikan dan ditulis oleh orang lain, atau materi yang telah
diajukan untuk mendapatkan gelar di Universitas Sebelas Maret Surakarta
maupun di lingkungan perguruan tinggi lainnya, kecuali yang telah dituliskan
dalam daftar pustaka skripsi ini. Semua bantuan dari berbagai pihak baik fisik
maupun psikis, telah saya cantumkan dalam bagian ucapan terimakasih skripsi ini.
Surakarta, Juni 2010
Penulis
Herlina Tri Wulandari
28
29
ANALISIS SINYAL SEISMIK GUNUNGAPI MERAPI BERDASARKAN
IDENTIFIKASI GEMPA MULTIPHASE SEBELUM DAN SESUDAH
LETUSAN 14 JUNI 2006
HERLINA TRI WULANDARI
Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta
ABSTRAK
Gunungapi Merapi merupakan gunungapi tipe strato dengan kubah lava,
Gunungapi Merapi ini terletak di perbatasan D.I. Yogyakarta, kabupaten
Magelang Boyolali dan Klaten. Posisi geografisnya terletak 7°32’30”S dan
110°26’30”E. Pada saat aktivitas pembentukan kubah lava Gunungapi Merapi
biasanya ditandai dengan peningkatan gempa multiphase yang merupakan
penanda mulai adanya distribusi magma dari bawah menuju ke permukaan. Oleh
sebab itu dilakukan penelitian analisis sinyal seismik gunungapi merapi
berdasarkan identifikasi gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan 14 Juni
2006. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis identifikasi dari gempa
multiphase yang terjadi sebelum dan sesudah letusan dari parameter-parameter
gempa secara seismik terhadap pengaruh aktivitas Gunungapi Merapi, yang dikaji
berdasarkan analisis power spektrum serta respons spectra dari sinyal gelombang
gempa multiphase yang dapat digunakan untuk menentukan pengaruh sumber
mekanisme letusan dengan tingkat heterogenitas batuan.
Berdasarkan analisis identifikasi dari gempa multiphase sebelum dan
sesudah letusan dengan menggunakan parameter dari gempa multiphase
didapatkan hasil sebagai berikut: Bulan maret besarnya frekuensi 1,054–3,858 Hz;
power spektrum ± 8 - 89 MSA ; jumlah gempa mutiphase 1.158 kali; emergen time
1,781 detik; besarnya A/D 0,8478, sedangkan magnitudo ± 0,471 SR. Bulan
September didapatkan kalkulasi frekuensi 1,755 – 4,713 Hz; power spektrum
± 12 - 67 MSA ; jumlah gempa 1.474 kali; emergen time 2,492 detik; magnitudo
0,779 SR sedangkan nilai A/D 0,364.
Kata Kunci: gempa multiphase, power spektrum, emergen time
29
30
SEISMIC SIGNAL ANALYSIS OF MERAPI VOLCANO BASE ON
IDENTIFICATION BEFORE AND AFTER JUNE 14, 2006 ERUPTION
HERLINA TRI WULANDARI
Department of Physics. Mathematic and Science Faculty. Sebelas Maret University
ABSTRACT
Merapi volcano is a strato volcano with lava dome of Mount Merapi
which located on the border at Yogyakarta, Magelang, Boyolali and Klaten..
Geographical located 7 ° 32'30 "S and 110 ° 26'30" E. Increasing Merapi activities
usually characterized by increasing multiphase earthquake which show sign of
magma distribution from below onto the surface of Mount MerapiResearch of
seismic analysis of merapi volcano base on identification before and after june 14,
2006 eruption. This study to analyze the identification of multiphase earthquake
which occurred pre-eruption phase and the phase of full eruption of earthquake
parameters to the effects of seismic activity of Mount Merapi, which is analyzed
by power spectrum analysis and response spectra of seismic wave signal that can
be used for multiphase determine the influence of the source of the eruption
mechanism with the degree of heterogeneity of rock
Base on the analysis of multiphase earthquake for the identification of
before and after eruption by using the parameters of multiphase earthquake
showed that: March frequency 1,054–3,858 Hz; power spectrum ± 8 - 89 MSA ;
the multiphase earthquake statistics of 1.158 times; emergen time 1,781 seconds;
A/D 0,8478; magnitude ± 0,471 SR. September frequency 1,755 – 4,713 Hz;
power spectrum ± 12 - 67 MSA ; multiphase earthquake statistics of 1.474 times;
emegen time 2,492 seconds; magnitude 0,779 SR and A/D 0,364.
Key words: multiphase earthquake, power spectrum, emergen time
30
31
MOTTO
-
Satu-satunya yang akan kita sesali dalam hidup ini kita tidak berani
mengambil resiko, jika kita mempuyai kesempatan untuk meraih
kebahagiaan maka raihlah dan wujudkan kebahagiaan itu dengan kedua
tangan kita, meskipun seberapa resiko yang kita hadapi (Sri drajat W.U).
-
Sesuatu yang bermula dari nol akan mencapai puncaknya, jika ada
kemauan dalam diri untuk mengembangkan semua itu, ikuti kata hatimu
karena itu adalah pilihan yang terbaik (Luna Try).
-
Jangan menyesali akan masa lalu, buatlah pelajaran berharga dari masa
lalu itu untuk masa depanmu, walau kamu pernah jatuh kedua kalinya
(Novie Yoon Hye).
PERSEMBAHAN
Syukur Alhamdullilah pada Allah SWT aku ucapkan,
Dan dengan segala kerendahan hati ku persembahkan karyaku ini
kepada....................
Ayahanda dan Ibunda yang telah melahirkanku, membesarkanku,
menyekolahkanku, membimbingku, mendidikku, menasehatiku menuntunku,
mengarahkanku, melindungiku, mencintaiku,
menyayangiku, dan memberikan semua yang terbaik untukku.
Kakakku: Drajat, Christian, Adik-adikku: Anto’, Mahendra
yang telah berbagi semuanya, tanpa kalian aku tidak dapat memaknai hidup ini.
Sahabat-sahabat
terbaikku,
Seseorang
yang
berada
dalam
relung jiwa ku memberi semangat dalam setiap langkah ku.
Almamaterku....., agamaku......, dan Indonesia-ku
31
32
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr.Wb.
Puji Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala
limpahan karunia-Nya,
sehingga penulis dapat menyelesaikan penyusunan
skrispsi dengan judul ” Analisis Sinyal Seismik Gunung Api Merapi Berdasarkan
Identifikasi Gempa Multiphase Sebelum Dan Sesudah Letusan 14 Juni 2006”
dengan baik dan lancar.
Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat yang harus ditempuh
guna meraih gelar Sarjana Fisika pada Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan
Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Melalui
penyusunan skrispi ini diharapkan dapat menambah wawasan, pengetahuan dan
pengalaman bagi penulis, sehingga dapat menjadi bekal saat terjun di dunia kerja.
Selesainya skripsi ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan berbagai
pihak. Karena itu pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih
sebesar-besarnya pada:
1. Segenap pimpinan Fakultas MIPA Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
2. Bapak Drs. Harjana, M.Si, PhD selaku Ketua Jurusan Fisika Fakultas
MIPA Universitas Sebelas Maret Surakarta
3. Drs. Subandriyo, M.Si selaku Kepala BPPTK Yogyakarta.
4. Ibu Sri Sumarti, selaku Kepala seksi Gunung Merapi BPPTK
Yogyakarta.
5. Bapak Sorja Koesuma, S.Si, M.Si selaku Pembimbing Akademik
serta Pembimbing I Skripsi.
6. Bapak Agus Budi Santoso, S.Si, M.Si selaku Pembimbing II Skripsi.
7. Mas Febri, Erni, Ida atas canda tawa selama di BPPTK dan
kebersamaan yang terjalin selama 2 bulan.
8. Seluruh staff kantor Balai Penyelidikan dan Pengembangan
Teknologi Kegunungapian (BPPTK) Yogyakarta atas bantuan dan
sambutan yang sangat ramah selama kami penelitian disana
32
33
9. Keluargaku, Ayah, Ibu, Serta Kakak dan Adik-adikku yang selalu
memberikan dukungan dan Do’a kalian semua permata dalam hatiku.
10. Sahabat seperjuanganku: Fajriyah yang telah berjuang besama dari
magang hingga tugas akhir ini, Mbak Dwi” Belatrik”, Ryanti” Paopao”, Sari”Sarinah”,Mbak Leti” Mentri” atas canda, tawa dan sikap
berbagi selama 4 tahun yang melewati semuanya denganku.
11. Keluarga besar OGe, jurusan Fisika FMIPA UNS Angkatan 2006,
atas persahabatan dan kekeluargaan yang menyenangkan. OGe AyE.
12. Ridho chan, Novie Yoon Hye yang telah memberiku semangat
selama ini, Nanang, Suryono, Pak Korti, Ardy, Dedek,Ika makasih
atas semuanya.
13. Rekan-rekan
mahasiswa
Fisika
Universitas
Sebelas
Maret:
Angkatan’05, ’07,’08,’ 09.
Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan dan keterbatasan
ilmu dalam penyusunan skripsi ini, oleh karena itu penulis berharap dengan
kekurangan dan keterbatasan itu, skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi
penyusun khususnya dan pembaca pada umumnya.
Surakarta,
Juli 2010
Penulis
33
34
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ................................................................................. i
HALAMAN PENGESAHAN .................................................................... ii
HALAMAN PERNYATAAN ................................................................... iii
HALAMAN ABSTRAK ............................................................................ iv
HALAMAN ABSTRACT .......................................................................... v
KATA PENGANTAR ................................................................................ vii
DAFTAR ISI .............................................................................................. ix
DAFTAR TABEL ...................................................................................... xi
DAFTAR GAMBAR .................................................................................. xii
DAFTAR LAMPIRAN .............................................................................. xiii
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
...................................................................... 1
1.2 Perumusan Masalah .................................................................. 2
1.3 Batasan Masalah ...................................................................... 3
1.4 Tujuan Penelitin ...................................................................... 3
1.5 Manfaat
.................................................................................. 3
1.6 Sistematika Skripsi .................................................................... 4
BAB II TINJUAN PUSTAKA
2.1 Gunungapi di Indonesia Dan Proses Terbentuknya ................
5
2.2 Karakteristik Gunungapi Merapi ............................................... 7
2.3 Instrumen- instrumen Seismograf ............................................ 8
2.3.1 Penjalaran Gelombang Seismik ................................. 8
2.3.2 Sensor Seismograf ..................................................... 15
2.4 Jaringan Seismik Gunung Merapi ............................................ 15
2.4.1 Monitoring Gunung Merapi ....................................... 15
2.4.2 Pemantauan Dengan Seismik ..................................... 17
2.5 Gempa Vulkanik ...................................................................... 19
2.4.1 Tipe-tipe Gempa Gunung Merapi .............................. 21
34
35
2.4.2 Energi Gempa ............................................................ 24
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian .................................................
26
3.2 Bahan Penelitian ....................................................................
26
3.3 Prosedur dan pengumpulan data ............................................
28
3.4 Pengolahan Data .....................................................................
28
3.4.1 Analisa Seismogram analog gempa multiphase ........ 28
3.4.2 Pengolahan dari Screm 4.4 ke Orogin Pro 8.0 .......... 30
3.5 Langkah Perhitungan ............................................................... 36
3.6 Prosedur Penelitian .................................................................. 38
3.7 Analisis Hasil ........................................................................... 39
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Penelitian ........................................................................ 40
4.2 Pembahasan. ........................................................................... 47
4.2.1 Pengaruh Gempa Multiphase ...................................
47
4.2.2 Sumber Mekanisme Letusan ....................................
53
4.3 Kalkulasi nilai magnitudo gempa multiphase ......................... 57
4.4 Pengaruh Filtering terhadap tingkat distribusi magma ... ........
58
4.5 Identifikasi parameter-parameter gempa multiphase ..............
64
4.5.1 Power spectrum gempa multiphase .........................
65
4.5.2 Magnitudo gempa multiphase ................................. 69
4.5.3 Energi gempa multiphase .........................................
4.5.4 Nilai
Amplitudo
Durasi
4.5.5 Emergen time
71
....................................................... 73
........................................................
77
4.5.6 Respons spectra ........................................................
79
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan .............................................................................
80
5.2 Saran
...............................................................................
81
DAFTAR PUSTAKA ..............................................................................
82
LAMPIRAN ............................................................................................... 84
35
36
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1. Tipe-tipe gempa gunung merapi .................................................
21
Tabel 2. Posisi stasiun-stasiun analog di Gunung Merapi ......................... 26
Tabel 3. Data parameter gempa multiphase bulan maret ........................
40
Tabel 4. Data parameter gempa multiphase bulan september ................... 41
Tabel 5. Data frekuensi, magnitudo, energi bulan maret ........................... 44
Tabel 6. Data frekuensi, magnitudo, energi bulan september ...................
45
Tabel 7. Data pengolahan A/D dan emergen time bulan maret ...............
46
Tabel 8. Data pengolahan A/D dan emergen time bulan september ........
46
Tabel 9. Pertumbuhan kubah lava 2006 ....................................................
48
Tabel 10. Jumlah gempa multiphase dan guguran ...................................... 49
Tabel 11. Kalkulasi hasil frekuensi bulan maret 2006................................ 60
Tabel 12. Kalkulasi hasil frekuensi bulan september 2006 ...................... 60
Tabel 13. Nilai A/D dan magnitudo bulan maret 2006 ............................ 74
Tabel 14. Nilai A/D dan magnitudo bulan september 2006 ....................
74
Tabel 15. Data emergen time sebelum dan sesudah letusan ....................
78
36
37
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Sebaran gunung api aktif di Indonesia .............................
5
Gambar 2.2 Proses Terbentuknya Gunung Api di Indonesia .................
6
Gambar 2.3 Peta lokasi Gunung Merapi yang terletak di Jawa Tengah ..
7
Gambar 2.4 Gelombang Primer Dan Gelombang Sekunder ..................
11
Gambar 2.5 Gelombang Love dan Gelombang Rayleigh ........................
11
Gambar 2.6 Prinsip dasar seismometer ....................................................
12
Gambar 2.7 Jaringan seismik Gunung Merapi .........................................
14
Gambar 2.8 Skema seismograf RTS Gunung Merapi ..............................
16
Gambar 2.9. Bentuk tipe-tipe gempa di G. Merapi. LF (low freQuency),
VTB atau gempa vulkanik dangkal, VTA atau gempa vulkanik
dalam, MP (multiphase) .......................................................
17
Gambar 2.10 Gempa Vulkanik dalam yang tercatat dalam seismogram .... 19
Gambar 2.11 Gempa Vulkanik dangkal yang tercatat dalam seismogram . 19
Gambar 2.12 Guguran yang tercatat dalam seismogram ........................... 20
Gambar 2.13 Gempa Multiphase yang tercatat dalam seismogram .......... 20
Gambar 3.1. Skema penerima stasiun sensor ............................................ 24
Gambar 3.2. Skema Stasiun Seismik penerima .......................................
24
Gambar 3.3 Sampling Gempa Multiphase 20060303 ..............................
25
Gambar 3.4 Skala waktu tiba dalam seismogram ....................................
26
Gambar 3.5. Diagram Alir tahap Penelitian .............................................
35
Gambar 4.1 Rekaman Data Seismogram Bulan Maret 2006 ..................
39
Gambar 4.2 Rekaman Data Seismogram Bulan September 2006 ..........
40
Gambar 4.3 Data durasi dan App gempa multiphase, (a) Sebelum letusan bulan
maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006 .........................
44
Gambar 4.4 Statistika Gempa Multiphase Bulan Februari-September ...
49
Gambar 4.5 Statistika guguran Bulan Februari-September ..................
48
Gambar 4.6 Hubungan antara amplitudo dan frekuensi gempa multiphase,
(a) Sebelum letusan bulan maret 2006
(b) Sesudah letusan bulan september 2006..............................................
37
52
38
Gambar 4.7 Penyebaran tekanan ditinjau dari grafik amplitudo dan frekuensi
(a) Sebelum letusan bulan maret 2006
(b) Sesudah letusan bulan september 2006
............................................. 52
Gambar 4.8 Grafik Residual ..................................................................... 53
Gambar 4.9 Hubungan log durasi dan magnitudo ...................................... 55
Gambar 4.10 Posisi cut off frekuensi ......................................................... 58
Gambar 4.11 Sinyal Frekuensi dan cut off Maret 2006 ...........................
59
Gambar 4.12 Sinyal Frekuensi dan cut off September 2006 ……………
60
Gambar 4.13 Gempa multiphase bulan Maret 2006 .................................
64
Gambar 4.14. Gempa multiphase bulan September 2006 ……………….
65
Gambar 4.15 Hubungan antara frekuensi dan magnitudo ......................... 67
Gambar 4.16 Statistik grafik energi total ................................................... 68
Gambar 4.17 Sinyal gempa multiphase ..................................................... 72
Gambar 4.18 Amplitudo sinyal seismik ....................................................
73
Gambar 4.19 Respons spectra ...................................................................
76
38
39
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran : Data Seimik Bulan Februari- September 2006
Lampiran : Sinyal Frekuensi Hasil Filtering Bulan Februari- September 2006
39
40
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Perkembangan ilmu pengetahuan dalam dunia pendidikan semakin pesat
dan seakan terus dituntut untuk selalu meningkatkan mutu baik secara kualitas
maupun kuantitas. Pengaruh sains terutama masalah kegempaan tidak diragukan
lagi peranannya dalam kehidupan sehari-hari. Tingkat intensitas kegempaan yang
sering terjadi akhir-akhir ini menuntut untuk lebih mengembangkan lagi studi
dengan jalur kasus kegempaan.
Salah satu penerapan studi sains terutama masalah gempa dan
aplikasinya tertuang dalam Geofisika. Geofisika adalah ilmu yang mempelajari
tentang bumi dengan menggunakan prinsip fisika. Secara khusus perkembangan
ilmu geofisika sebagian mengarah ke teknologi, dalam teknologi dibutuhkan
teknik-teknik mengukur yang menggunakan metode analisis parameter-parameter
gempa terutama gempa vulkanik yang sering terjadi di Gunungapi.
Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki potensi
kegempaan yang tinggi baik itu berasal dari gempa tektonik yang terjadi akibat
pergeseran lempeng tektonik maupun gempa yang berasal dari kegiatan vulkanik.
Di samping itu Indonesia merupakan daerah yang bersifat tektonik aktif. Hal ini
dilihat dari jumlah gunungapi aktif yang ada di Indonesia, sekitar 15% gunungapi
aktif yang ada di dunia berada di wilayah Indonesia (±129 buah gunungapi).
Sehingga perlu dilakukan pemantauan berkala terhadap kegiatan gunungapi yang
bertujuan untuk mitigasi kebencanaan dari aktivitas gunungapi. Metode geofisika
yang digunakan dalam pemantauan kegiatan gunungapi adalah metode seismik.
Metode ini dilakukan dengan cara memantau kegiatan seismik atau kegempaan
gunungapi secara menerus baik sebelum letusan, pada saat letusan, maupun
setelah letusan.
Gunungapi Merapi sendiri adalah salah satu gunungapi di Indonesia
yang masih aktif, terakhir beraktivitas pada 14 Juni 2006. Ada beberapa jenis
gempa vulkanik di Merapi yang diklasifikasikan berdasarkan bentuk dan ciri-ciri
40
41
umumnya. Diantaranya adalah gempa vulkanik dangkal yang kebanyakan tidak
ada awalannya, vulkanik dalam dengan karakteristik terdapat awalan tapi sedikit,
multiphase dengan sinyal awalan yang jelas dan tegas, guguran memiliki awalan
yang tidak tegas.
Pada penelitian tugas akhir ini sumber gelombang yang digunakan
adalah gempa multiphase, gempa multiphase sendiri yaitu gempa yang memiliki
awalan gelombang primer yang tegas, yang mana gempa jenis ini hanya terjadi
pada waktu gunungapi sedang dalam tingkat pembentukan kubah lava.
Studi analisis pengaruh gempa multiphase yang terjadi sebelum dan
sesudah letusan dijadikan sebagai acuan dasar perbandingan sinyal gelombang
dari aktivitas Gunungapi Merapi. Dari sinyal seismik tersebut didapatkan analisis
parameter-parameter seismotektonik untuk Gunungapi Merapi yang menjadi salah
satu upaya dalam pemantauan dan penelitian aktifitas Gunungapi Merapi. Hal ini
dijadikan acuan dalam mengenal karakteristik Gunungapi Merapi dan prediksi
mengenai erupsi ke depannya yang dapat berguna untuk mitigasi bencana letusan
gunungapi.
1.2. Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang diuraikan diatas, maka dapat
dirumuskan permasalahan sebagai berikut:
1. Bagaimana
pengaruh
gempa
multiphase
dengan
aktivitas
Gunungapi Merapi jika dikaji secara seismik
2. Bagaimana identifikasi gempa multiphase sebelum dan sesudah
letusan dilihat dari parameter-parameter seismik seperti frekuensi,
magnitudo, energi, emergen time, durasi, amplitudo maksimum.
3. Karakteristik batuan Gunungapi Merapi jika dilihat dari filtering
dengan frekuensi Low-Pass Filter.
4. Apakah terdapat perbedaan nilai parameter seismik untuk gempa
multiphase sebelum dan sesudah letusan.
41
42
1.3. Batasan Masalah
Adapun batasan masalah dalam penelitian tugas akhir ini adalah sebagai
berikut:
1. Data yang digunakan adalah data rekaman seismik aktivitas
Gunungapi Merapi pada bulan Maret 2006 dan September 2006 di
stasiun pusunglondon arah komponen Z.
2. Data seismik hasil perekaman dilakukan perubahan format dari
(*.gcf) menjadi ASCII dengan menggunakan software gcf2asc.
3. Penggambaran analisis FFT (Fast Fourier Transform) dari stasiun
pusunglondon arah komponen Z berdasarkan data gempa
multiphase yang dominan.
1.4. Tujuan Penelitian
Penelitian ini dimaksudkan:
1. Untuk melakukan identifikasi gempa multiphase yang terjadi
sebelum dan sesudah letusan dari parameter-parameter gempa
seismik terhadap pengaruh aktivitas Gunungapi Merapi.
2. Menentukan pengaruh sumber mekanisme letusan dengan tingkat
heterogenitas batuan, yang nantinya dapat menggambarkan struktur
batuan sebelum dan sesudah letusan dengan acuan frekuensi
gelombang gempa multiphase.
3. Pengolahan secara statistik pengaruh gempa multiphase terhadap
aktivitas Gunungapi Merapi dari segi pembentukan kubah lava dan
statistika gempa multiphase yang terjadi selama bulan Maret dan
September 2006.
1.5. Manfaat
Manfaat dari penelitian tugas akhir ini adalah untuk mengidentifikasi
perbandingan sinyal seismik sebelum dan sesudah letusan dilihat dari karakteristik
gempa multiphase, yang dibandingkan dari parameter-parameter seperti power
spectrum, energi frekuensi serta respons spectranya sehingga dapat diketahui
karakteristik sinyal gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan.
42
43
1.6. Sistematika Skripsi
1. Bagian Pendahuluan Skripsi
Bagian ini memuat
halaman judul, abstrak, pengesahan, motto,
persembahan, kata pengantar, daftar isi dan daftar lampiran.
2. Bagian Isi Skripsi, berisi:
BAB I
Pendahuluan
Bagian pendahuluan berisi latar belakang, perumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat dan
sistematika skripsi.
BAB II
Landasan Teori
Landasan teori berisi tentang gunungapi di Indonesia dan
proses terbentuknya, evolusi morfologi Gunungapi Merapi,
tata
letak
tektonik
Gunungapi
Merapi,
instrumen
seismograf, jaringan seismik Gunungapi Merapi, jaringan
seismik (instrumentasi), gempa vulkanik.
BAB III
Metodologi Penelitian
Dalam bab ini diuraikan mengenai waktu dan tempat
penelitian, bahan penelitian, peralatan penelitian, prosedur
dan pengumpulan data, pengolahan data, dan analisis hasil.
BAB IV
Pembahasan
Pembahasan berisi data, hasil penelitian, dan pembahasan.
BAB V
Penutup
Dalam bab ini akan dikemukakan mengenai kesimpulan
dan saran
3. Bagian Akhir Skripsi
Bagian ini berisi daftar pustaka dan lampiran-lampiran.
43
44
Dari data gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan ternyata
memberikan rentang frekuensi dominan antara 1-3 Hz di stasiun Pusunglondon,
yang berarti karakteristik gelombang multiphase berada dalam rentang penengah
antara karakteristik gempa vulcano-tektonik (± 5-8 Hz) dan low frequency (±
1Hz) dilihat dari segi frekuensinya. Analisis nilai frekuensi yang berada di rentang
1-3 Hz ini berbeda dengan karakteristik secara khusus dari frekuensi untuk gempa
multiphase sebesar 3-4 Hz. Hal ini disebabkan karena:
1.
Nilai frekuensi sebesar 3-4 Hz digunakan sebagai patokan secara
umum untuk membedakan gempa multiphase dengan gempa yang
lainnya, karena frekuensi 3-4 Hz ini diambil dari gempa multiphase
tahun 1990-an, sehingga pembeda yang paling signifikan diliat dari
sinyal awalan gelombang seismiknya.
2.
Konsentrasi gempa multiphase digolongkan sebagai gempa fase
banyak yang mana frekunsinya tergantung dari sinyal yang
terekam saat terjadi gempa serta sinyal seismik yang pendek atau
lebar.
3.
Gempa multiphase dicirikan pada pembentukan kubah lava,
sehingga perambatan gelombang dengan frekuensi yang kurang
dari 3-4 Hz dapat terjadi.
Energi gempa yang dihasilkan sebelum dan sesudah letusan 14 Juni
2006 menjadikan salah satu penanda adanya distribusi magma yang menuju ke
puncak Gunung Api Merapi ketika akumulasi gempa multiphase bulan maret
2006. Daftar distribusi frekuensi, energi dapat disajikan dalam tabel 5 dan 6.
Tabel 5. Data Frekuensi, Magnitudo,dan Energi Gempa Multiphase Bulan Maret
2006
No
.
Tanggal
1
02/03/2006
2
21/03/2006
Origin
Time
21:13
11:50
15:32
12:03
App
(mm)
15
15
22
5
Frekuensi
1,869
3,858
1,18
2,415
44
Durasi
(dtk)
20
20
21
11
Magnitude (SR)
0,601647993
0,601647993
0,635550872
0,186228296
Energi gempa
((1012 erg)
5,040481088
5,040481088
5,666648931
1,20044549
45
3
22/03/2006
4
24/03/2006
5
28/03/2006
8:01
15:02
20:01
16:35
15:35
10:18
18
38
20
8
4
7
1,948
1,092
1,054
1,835
1,932
2,318
23
20
15
11
15
15
0,698764538
0,601647993
0,401746014
0,186228296
0,401746014
0,401746014
7,049313197
5,040481088
2,527080181
1,20044549
2,527080181
2,527080181
Tabel 6. Data Frekuensi, Magnitudo,dan Energi Gempa Multiphase
Bulan September 2006
No.
1
Tanggal
18/09/2006
2
25/09/2006
3
28/09/2006
4
29/09/2006
5
30/09/2006
Origin
Time
6:03
23:38
18:24
18:09
11:07
12:42
11:09
19:00
19:05
20:38
App
(mm)
6
10
6
11
11
12
12
5
14
10
Frekuensi
3,011
2,789
1,755
2,112
3,171
2,195
4,713
3,109
3,077
2,092
Durasi (dtk)
17
25
25
36
30
28
25
20
33
25
Magnitude
(SR)
0,48871827
0,75670401
0,75670401
1,010084
0,88339401
0,83545285
0,75670401
0,60164799
0,9496223
0,75670401
Energi
gempa (1012
erg)
3,412537334
8,611048212
8,611048212
20,65979471
13,33800916
11,30262387
8,611048212
5,040481088
16,76615419
8,611048212
Untuk menggambarkan gelombang seismik yang terjadi pada bulan
maret dan september variabel yang dipakai adalah nilai A/D dan emergen time,
variabel A/D ini menandakan bentuk gelombang seismiknya secara fraktual dari
segi durasi yang panjang dan amplitudo gelombangnya. Emergen time
menunjukkan karakteristik awalan dari gempa multiphase yang dicapai sampai
amplitudo maksimum dari suatu gempa yang terjadi di Gunung Api Merapi. Data
pengolahan nilai A/D dan emergen time disajikan dalam tabel 7 dan 8 berikut ini:
45
46
Tabel 7. Data Pengolahan A/D dan Emergen time Gempa Multiphase Bulan
Maret 2006
No.
Tanggal
1
02/03/2006
2
21/03/2006
3
22/03/2006
4
24/03/2006
5
28/03/2006
Origin
Time
21:13
11:50
15:32
12:03
8:01
15:02
20:01
16:35
15:35
10:18
App
(mm)
15
15
22
5
18
38
20
8
4
7
Durasi
(dtk)
20
20
21
11
23
20
15
11
15
15
A/D
0,75
0,75
1,047619048
0,454545455
0,782608696
1,9
1,333333333
0,727272727
0,266666667
0,466666667
t emergen (dtk)
4,688
2,76
1,5932
1,9345
1,0962
2,2874
0,8
1,17
0,23
1,259
Tabel 8. Data PengolahanA/D dan Emergen time Gempa Multiphase Bulan
September 2006
No.
Tanggal
1
18/09/2006
2
25/09/2006
3
28/09/2006
4
29/09/2006
5
30/09/2006
Origin
Time
6:03
23:38
18:24
18:09
11:07
App
(mm)
6
10
6
11
11
Durasi
(dtk)
17
25
25
36
30
A/D
0,35294
0,4
0,24
0,30556
0,36667
12:42
11:09
19:00
19:05
20:38
12
12
5
14
10
28
25
20
33
25
0,42857
0,48
0,25
0,42424
0,4
t emergen
(dtk)
1,68
4,5
0,81
1,56
3,11
1,44
4,9
1,25
0,97
4,7
Karakteristik lain yang dapat terlihat dari gempa multiphase sebelum dan
sesudah erupsi secara seismik dilihat dari peningkatan nilai amplitudo yang terjadi
sebelum letusan berkisar antara 4-38 mm, kenaikan amplitudo ternyata
berkebalikan dengan durasinya. Sedangkan setelah letusan tanggal 14 Juni 2006
sinyal seimik mengalami penurunan terutama amplitudo sinyal seismiknya, yang
menyatakan transfer perubahan tekanan magma dalam tubuh Gunung Api Merapi.
Amplitudo sinyal seismik yang tercatat sesudah letusan berada dalam rentang 546
47
14 mm dengan durasi yang panjang. Perubahan peningkatan dan penurunan
amplitudo secara seismik ini secara tidak langsung meandakan adanya distribusi
tenaga yang besar dari dalam tubuh Gunung Api Merapi yang diikuti dengan
perubahan nilai amplitudo gempa multiphase yang terekam dalam sesimograf
berakibat pada pembentukan kubah lava baru ketika proses Erupsi teejadi.
Kenaikan dan penurunan amplitudo sinyal seismik ini terlihat dalam gambar 4.3
dibawah ini:
a
b
a
a
Gambar 4.3 Data durasi dan App gempa multiphase, (a) Sebelum letusan bulan
maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 200
Data-data diatas akan dijadikan analisis secara statistik seismisitas
Gunung Merapi sebelum dan sesudah letusan serta kalkulasi identifikasi dari
gempa multiphase terhadap kondisi Gunung Api Merapi sebelum dan sesudah
letusan terjadi.
4.2 Pembahasan
4.2.1 Pengaruh Gempa Multiphase Dengan Aktivitas Gunung Api Merapi
Aktivitas Gunung Api Merapi selalu ditandai dengan gejala awal
perubahan-perubahan, baik itu perubahan parameter fisika maupun kimia yang
terlihat
secara
visual
dan
terukur
secara
instrumental
(prekursor)
(Ratdomopurbo,2000). Erupsi secara dahsyat terjadi pada Gunung Api Merapi
pada tanggal 14 Juni 2006 yang mengakibatkan munculnya kubah lava baru yang
47
48
lebih tinggi dari puncak garuda (puncak dari Gunung Api Merapi). Peristiwa
erupsi ini dapat diikuti dengan adanya Gempa Vulkanik terlebih dahulu atau tidak,
tetapi dapat juga dianalisis dari Gempa Multiphase, karena gempa multiphase
biasanya terjadi bersamaan dengan proses pembentukan kubah lava dari Gunung
Api.
Seismisitas dari Gunung Api Merapi pada peristiwa erupsi 2006
didominasi gempa multiphase yang merupakan penanda pembentukan kubah lava,
tetapi sebelumnya peningkatan aktivitas Gunung Api Merapi sudah tampak pada
tahun 2005 dengan rentetan gempa vulkanik dengan magnitudo yang relatif besar.
Kubah lava mulai muncul pada bulan april, sebelumnya secara seismik terjadi
perubahan data pada 15 Februari 2006 dari statistik gempa multiphase harian.
Bulan februari mulai adanya tekanan akibat desakan magma yang diikuti dengan
kenaikan jumlah gempa harian bulan maret yang mencapai 1.158 kali. Kalkulasi
kenaikan jumlah gempa multiphase ini terjadi pada bulan april yang mencapai
3.334 kali menandakan mulai muncul kubah lava yang terus mengalami
perkembangan volumenya. Klimaks dari erupsi 2006 terjadi tanggal 14 Juni 2006
yang mengeluarkan material-material dalam bentuk awan panas. Setelah proses
erupsi 14 juni 2006, tanggal 15 Juni muncul kubah baru sebesar 316 ribu m3 yang
mengalami perkembangan sampai 26 Juni 2006.
Setelah peristiwa erupsi 14 Juni 2006 jumlah gempa harian khususnya
untuk gempa multiphase berkurang, bulan Juli mencapai 55 gempa, Agustus: 8
gempa, September: 1.474 gempa. Hal ini dikarenakan setelah proses Erupsi yang
terjadi justru gempa guguran sehingga intensitas skala gempa guguran sebelum
dan sesudah erupsi akan jauh lebih besar setelah proses erupsi. Material-material
setelah erupsi cenderung dilepaskan dalam bentuk jatuhan batu atau awan panas.
Tabel 9. Pertumbuhan Kubah Lava 2006
No.
1
2
3
4
5
Tanggal
28-Apr-06
04-Mei-06
08-Mei-06
13-Mei-06
23-Mei-06
Volume Kubah 2006
lama (x1000m3)
350
1000
1300
2000
2570
48
Volume Kubah 2006
baru (x1000m3)
49
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
27-Mei-06
02-Jun-06
08-Jun-06
10-Jun-06
11-Jun-06
15-Jun-06
18-Jun-06
20-Jun-06
23-Jun-06
26-Jun-06
3000
4000
4350
3150
2950
316
423
453
515
546
Sumber: BPPTK Yogyakarta,2006
Data pertumbuhan kubah lava diatas dapat dianalisis bahwa pada bulan
April- Juni volume kubah lava terus mengalami peningkatan yang sejalan dengan
semakin meningkatnya jumlah gempa multiphase setiap harinya, sedangkan pasca
erupsi yaitu tanggal 15 Juni-26 Juni gempa multiphase yang terjadi justru semakin
berkurang yang terganti oleh akumulasi gempa guguran.
Tingkat kegempaan yang terjadi di Gunung Api Merapi dapat terukur
secara seismik ditinjaun dari akumulasi nilai kegempaan perhari atau perbulan
yang tercatat dalam seismograf . Gambar 4.4 menunjukkan statistika kegempaan
yang terjadi bulan Maret – September 2006, sedangkan gambar 4.5 menyajikan
statistika gempa guguran Gunung Api Merapi bulan Maret- September 2006.
Rock fall dan gempa multiphase dijadikan sebagai indikator kegiatan di dalam
atau tepat di bawah kubah, selama letusan terjadi gempa multiphase bisa melebihi
12.000 peristiwa perbulan, dalam selang 400 perhari (Ratdomopurbo, 2000).
Jumlah
gempa
multiphase
akan
mendominasi
selama
proses
pembentukan kubah lava, terlihat dalam tabel 10 dibawah ini:
Tabel 10. Jumlah Gempa Multiphase dan Guguran Bulan MaretSeptember 2006
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
Bulan (2006)
Februari
Maret
April
Mei
Juni
Juli
Agustus
September
Gempa Multiphase
815
1,158
3,334
3,034
1,619
55
8
1,474
49
Guguran
91
91
420
6,423
9,63
6,032
3,442
2,321
50
Peningkatan jumlah gempa multiphase bulan April- Mei berhubungan dengan
peningkatan volume kubah, sedangkan guguran yang terjadi berakaitan dengan
ketidakstabilan tekanan didalam tubuh Gunung Merapi dan penurunan volume
kubah lava yang mulai terlihat jelas bulan Juli 2006.
50
51
Gempa multiphase yang diperoleh dari grafik gempa multiphase bulan
Februari-September cenderung menunjukkan perubahan secara statistik, dimana
jumlah gempa harian mengalami kenaikan jumlah gempa sampai bulan April.
Jumlah gempa yang terus naik ini menandakan adanya desakan magma
dipermukaan atau aktivitas kubah lava berupa pembentukan kubah lava (alterasi).
Sedangkan mulai bulan Juni-Agustus penurunan gempa multiphase justru terjadi
secara drastis dari akumulasi jumlah gempa harian 1.619 kali menjadi 8 kali,
penurunan gempa multiphase pada rentang bulan Juni-Agustus menunjukkan
adanya material-material dari Gunung Api
Merapi yang mengalami guguran
ditunjukkan dengan adanya kalkukasi peningkatan gempa guguran pada rentang
bulan Juni-Agustus. Gempa Guguran yang terjadi dibulan Juni mencapai 9.630
kali selama 1 bulan, yang berarti material-material yang menumpuk dipuncak
digugurkan dengan adanya peningkatan jumlah gempa guguran setelah proses
erupsi. Gempa multiphase dapat dipakai sebagai pembanding terhadap gempa
guguran (indeks genpa multiphase terhadap guguran) untuk melihat seberapa kirakira material yang menumpuk dipuncak dengan yang jatuh.
4.2.2. Sumber Mekanisme Letusan Dengan Heterogenitas
Material Batuan
Sumber mekanisme letusan setiap Gunung Api memiliki karakteristik
yang berbeda-beda dan terdiri dari material heterogenitas batuan yang berbeda
pula, contohnya adalah Gunung Api Merapi dan Gunung Kelud struktur batuan
Gunung Merapi berupa andesit sedangkan Gunung Kelud terjadi pembentukan
danau bagian bawah. Dengan menerapkan ”mechanical stress”, (MOGI, 1963)
menyelidiki hubungan antara sumber mekanisme letusan dengan heterogenitas
suatu batuan.
Hubungan
antara
heteroginitas
batuan
ini
dirumuskan
dengan
menggunakan rumus Lida-Ishimoto:
N ( A).dA = k . A - m .dA
(4.1)
Dari perumusan diatas akan didapat hubungan frekuensi-amplitudo sebelum dan
sesudah letusan sebagai berikut:
51
52
a
b
a
Gambar 4.6 Hubungan antara amplitudo dan frekuensi gempa multiphase, (a)
Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006
Hasil dari didapatkan slope (kemiringan) sebelum letusan sebesar m: 0,03828, dan sesudah letusan sebesar m: 0,0634. Nilai standar deviasi yang
dicapai untuk sebelum letusan sebesar 0,77122 dengan sesudah letusan: 0,8744.
Standar deviasi ini menunjukkan nilai ketidakpastian yang dicapai dari grafik
hubungan Amplitudo dan Frekuensi. Kesalahan relatif yang didapat dari nilai
slope untuk sebelum dan letusan adalah:
1. Sebelum letusan (bulan maret).
Stadarerror
0.02508
x100% =
x100% = 65.517%
valueslope
0.03828
Ketelitian = 100% - 65.517% = 34.483%
KR =
2. Sesudah letusan (bulan september).
Stadarterror
0.0965
x100% =
x100% = 152,20%
valueslope
0.0634
Ketelitian = 100% - 152,20% = -(52.2 )%
KR =
(Tanda (-) menunjukkan adanya pelepasan tekanan pada Gunung Merapi)
Grafik hubungan amplitudo-frekuensi (Mogi,1963) diketahui bahwa
harga slope (kemiringan= m) makin besar maka tingkat heterogenitas struktur
52
53
batuan ditubuh Gunung Api Merapi akan sangat heterogen dan tekanan terpusat
karena adanya desakan magma. Ternyata dari hasil penelitian nilai slope
(kemiringan= m) sebelum dan sesudah letusan didapatkan penyebaran tekanan
yang hampir merata, penyebaran tekanan yang hampir sama ini dapat dilihat
ditanda lingkaran dibawah ini:
a
b
Gambar 4.7 Penyebaran tekanan ditinjuan dari grafik amplitudo dan frekuensi (a)
Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006
Penyebaran tekanan magma yang hampir sama ini pada kedua fase tersebut
diasumsikan bahwa sebelum letusan (bulan maret) terjadi akumulasi tekanan
magma melalui fluida yang merupakan pengumpulan energi sebelum proses
erupsi, sedangkan sesudah letusan akumulasi tekanan yang terjadi di tubuh
Gunung Api Merapi mengalami penurunan tetapi grafik yang didapatkan masih
hampir merata karena konsentrasi energi dilepaskan setelah proses Erupsi Gunung
Api Merapi.
Nilai
slope
(kemiringan=
m)
sebelum
dan
sesudah
letusan
memperlihatkan selisih yang signifikan. Hal ini menandakan sebelum letusan
terjadi memiliki tingkat heterogenitas material pada konsentrasi tekanan tertentu
yang artinya struktur batuan lebih terlihat heterogen, sehingga perlu adanya
konsentrasi yang besar untuk menerobosnya dibandingkan saat sesudah letusan.
Jadi sesudah letusan konsentrasi tersebut tertuang dengan pelepasan tekanan saat
proses erupsi.
53
54
Dari grafik hubungan amplitudo-frekuensi dapat dianalisis juga
mengenai residual (residual menandakan besarnya error yang didapatkan dari
residu dengan data) dari grafik tersebut, dimana pengaruh residual berhubungan
dengan distribusi tekanan dari dalam Gunung Api Merapi.
a
b
.
Gambar 4.8 Grafik residual frekuensi dan independent variabel (a) Sebelum
letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006
54
55
Residual sebelum letusan yang mendekati posisi 0 berkisar 5 titik, sedangkan
sesudah letusan hanya 3 titik. Ini memandakan adanya tekanan yang terdistribusi
dalam Gunung Api Merapi sebelum terjadi letusan yang semakin merata sehingga
berakibat kondisi penyebaran magma yang semakin naik ke puncak sehingga
terjadi akumulasi tekanan dari bawah menuju ke permukaan yang nantinya akan
dikeluarkan dalam proses erupsi. Distribusi residual sesudah letusan hanya
mendekati 3 titik pada posisi 0, menandakan mulai ada pengurangan tekanan
magma yang berakibat pada guguran kubah atau material dalam Gunung Api
Merapi. Analisis bahwa pada slope sebelum letusan terjadi akumulasi desakan
magma dari bawah yang nantinya akan dikeluarkan pada waktu peristiwa erupsi
juga ditunjukkan dari Ketelelitian grafik yang bertanda positif, ini menandakan
bahwa di bulan maret memang terjadi akumulasi tekanan. Sedangkan bulan
september didapatkan nilai ketelitian grafik hubungan amplitudo dan frekuensi
tanda negatif yang bearti, bahwa akumulasi tekanan sudah dilepaskan pada waktu
proses Erupsi Gunung Api Merapi.
4.5.3. Kalkulasi Nilai Magnitudo Gempa Multiphase Terhadap Pembentukan
Kubah Lava
Magnitudo Gempa Multiphase berbeda dengan perhitungan untuk
magnitudo gempa vulkanik, dalam gempa multiphase perhitungannya digunakan
durasi dari stasiun Pusunglondon, sedangkan untuk gempa vulkanik digunakan
koreksi dari seismograf yaitu:
AR =
2800 App
x
mm (Amplitudo terkoreksi dari seismograf) (4.2)
I
2
Dari pengolahan data magnitudo gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan
dapat dikalkulasi hubungan antara log Durasi dan magnitudo gempa multiphase
(data terlampir) digunakan untuk mengetahui distribusi ukuran skala kekuatan
gempa yang terjadi sebelum dan sesudah letusan dari suatu Gunung Api Merapi
dikaitkan dengan distribusi magma berdasarkan magnitudonya.
55
56
a
b
.
Gambar 4.9 Hubungan antara log durasi dan magnitudo multiphase, (a) Sebelum
letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006
Grafik dapat diketahui bahwa semakin besar nilai magnitudo maka
semakin besar pula nilai log durasi baik untuk data pada sebelum dan letusan.
Secara statistik nilai standar deviasi bulan maret dan september adalah:
3,59269x10-10 dan 3,94189x10-10. Ternyata dari data didapatkan untuk bulan
56
57
maret rentang magnitudo 0,4-0,6 SR sehingga grafik terdistribusi secara merata
yang bearti distribusi gempa multiphase terjadi pada bagian Gunung Api Merapi
dengan distribusi yang sama. Sedangkan bulan september didapatkan 0,4-1,1 SR
yang jauh relatif lebih besar dibandingkan dengan bulan maret, karena bulan
september gempa multiphase sudah tidak sering terjadi sehingga distribusinya
tidak merata cenderung digantikan dengan guguran pada bagian tubuh Gunung
Api Merapi.
4.4. Pengaruh Filtering Frekuensi Terhadap Tingkat Distribusi Magma Pada
Gunung Merapi
Gunung Api Merapi yang dikenal mempunyai kandungan magma
intermedier dengan komposisi pertengahan dengan kandungan silika (SiO2) antara
47 – 56 %. Dimana struktur batuan di Gunung Api Merapi dikenal sebagai
andesit, berdasarkan harga faktor kualitas Q dari Gunung Api Merapi ditafsirkan
bahwa medium penyusun terdiri dari batuan sedimen (pasir, lempung, dan batuan
beku). Hal ini bisa dimengerti karena batuan beku merupakan produk dari lava
atau batu beku intrusif, pasir berasal dari letusan yang eksplosif (piroklastik), batu
lempung merupakan hasil alterasi (pelapukan) dari batuan yang diintrusi oleh
magma. Batuan sedimen kemungkinan tersusun atas fragmen berupa batuan beku,
matriks berupa pasir dan semennya berupa lempung (Kirbani S.B, 2000).
Batuan merupakan filter lintas frekuensi rendah (low pass- filter) yang
berfrekuensi antara 1-5 Hz. Proses filtering yang dilakukan pada penelitian ini
menggunakan frekuensi Low Pass dengan nilai frekuensi 3Hz, frekuensi sebesar
3Hz ini dimaksudkan bahwa sinyal gelombang yang berada pada rentang sampai
3Hz akan diloloskan dari penyaringan gelombang. Pemilihan sinyal frekuensi
Low-Pass ini didasarkan pada karakteristik batuan dimana batuan yang
mempunyai ciri khas filter frekuensi rendah. Proses perambatan gelombang
seismik dapat dikatakan melewati struktur batuan yang merupakan frekuensi filter
rendah, secara tidak langsung sifat-sifat dari serapan frekuensi batuan
berhubungan dengan gelombang seismik yang merambat. Data kalkulasi nilai
frekuensi filtering disajikan dalam tabel 11 dan 12 sebagai berikut:
57
58
Tabel 11 Kalkulasi Hasil frekuensi dan frekuensi filtering Bulan Maret 2006
No.
Tanggal
1
02/03/2006
2
21/03/2006
3
22/03/2006
4
24/03/2006
5
28/03/2006
Frekuensi
(Hz)
1,869
3,858
1,18
2,415
1,948
1,092
1,054
1,835
1,932
2,318
Origin Time
21:13
11:50
15:32
12:03
8:01
15:02
20:01
16:35
15:35
10:18
Filter Frekuensi
3Hz
1,853
1,562
1,185
2,415
1,96
1,079
1,041
1,838
1,9225
2,335
Tabel 12.Kalkulasi Hasil frekuensi dan frekuensi hasil filtering Bulan
September 2006
No.
Tanggal
1
18/09/2006
2
25/09/2006
3
28/09/2006
4
29/09/2006
5
30/09/2006
Origin Time
Frekuensi
Filter Frekuensi 3Hz
6:03
23:38
18:24
18:09
11:07
12:42
11:09
19:00
19:05
20:38
3,011
2,789
1,755
2,112
3,171
2,195
4,713
3,109
3,077
2,092
1,785
2,79
1,754
2,137
2,4515
2,165
2,828
1,66
2,07
2,111
Hasil dari filtering frekuensi low-pass dengan frekuensi masukan sebesar
3 Hz, ternyata dapat diakumulasikan bahwa hasil dari frekuensi filtering low pass
memiliki nilai frekuensi yang lebih rendah dari frekuensi awal. Penyebabnya yaitu
pada frekuensi low pass dengan input masukan 3Hz akan menyaring frekuensi
yang berada dalam rentang 1-3 Hz menjadi frekuensi yang berada dibawahnya.
Faktor-faktor yang menjadi penyebab dari input masukan sebesar 3 Hz menjadi
output yang lebih kecil dari 3 Hz ini adalah:
58
59
1. Daya serap dari masing-masing gelombang gempa terutama gempa
multiphase yang melalui batuan tergantung pada jenis batuannya. Ketika
melewati struktur batuan yang lunak, contohnya batuan sedimen maka
besarnya frekuensi akan berbeda jika mengenai batuan beku. Setiap batuan
memiliki daya serap dan frekuensi rambat yang berbeda-beda.
2. Efek tepi (Side effect) pada pengolahan FFT (Fast Fourier Transform)
yang menghasilkan kurva akhir yang tidak kotak sempurna, tetapi agak
landai karena adanya pengaruh dari side effect.
3. Variasi filtering dalam rentang frekuensi Low-Pass berada pada nilai 1-5
Hz yang menandakan kalkulasi output frekuensi Low-Pass seharusnya
berada pada rentang di bawahnya, karena jika berada diatas batas frekuensi
Low-Pass maka dapat dikatakan frekuensi hasil filtering berada pada
posisi Band-Pass atau High-Pass.
Pemilihan frekuensi Low-Pass ini didasarkan karena karakteristik dari low pass
sendiri adalah menghalangi frekuensi yang tinggi dan meloloskan frekuensi yang
rendah, padahal batuan merupakan frekuensi yang rendah (faktor redaman batuan
± (0,01 - 0,06 )x10 -4
dB
m
) sehingga dipakai analisis dengan low pass filter.
Dari pengolahan data filtering frekuensi low pass didapatkan akumulasi
nilai frekuensi hasil filtering pada bulan Maret 2006 memiliki rentang berkisar
antara 1,041-2.335 Hz, sedangkan bulan September 2006 antara 1,660-2,828 Hz.
Untuk nilai frekuensi sendiri sebelum diinput ke low pass bulan maret berkisar
antara 1,054 – 3,858 Hz, bulan september 1,755 – 4,713 Hz. Kisaran rentang
frekuensi dari bulan maret dan september menujukkan nilai hasil filtering berada
di bawah 3 Hz, dimana posisi cut off frekuensi berada pada gambar dibawah ini:
Posisi cut off low pass
frekuensi
59
Gambar 4.10 Posisi cut off frekuensi pada penyaringan dengan low pass
60
Posisi sinyal hasil filtering 3 Hz bulan maret dan september 2006 dapat dilihat
pada lampiran 2.
Sebelum Filtering
Sesudah Filtering
Cut-Off Lower Frekuensi
Gambar 4.11 Sinyal Frekuensi dan cut off frekuensi 21 Maret 2006, origin time
60
12:03 WIB
61
Sebelum Filtering
Sesudah Filtering
Cut-Off Lower Frekuensi
Gambar 4.12 Sinyal Frekuensi dan cut off frekuensi tanggal 25 September 2006,
origin time 18:09 WIB
61
62
4. 5 Identifikasi Parameter-Parameter Gempa Multipahase Pada Fase PraLetusan dan Fase Purna-Letusan Berdasarkan
Karakteristik Gempa Multiphase
Gempa yang terjadi di Gunung Api baik itu gempa vulkanik dangkal,
vulkanik dalam, multiphase, low frequency, guguran selalu melibatkan parameterparameter gempa yang ada didalam pengolahannya. Dari rekaman seismograf
analog akan didapatkan parameter-parameter gempa diantaranya adalah:
1. Durasi
2. Amplitudo
3. Waktu tiba
4. S-P
Dari rekaman digital parameter yang dapat diketahui berupa:
1. Frekuensi
2. Emergen time
3. Amplitudo
Parameter-parameter diatas variabel umum yang biasa dipakai untuk pengolahan
data gempa baik itu gempa vulkanik maupun gempa guguran dari Gunung Api.
Data yang dipakai untuk analisis identifikasi pada penelitian ini adalah
data Gempa Multiphase yang terjadi pada Gunung Api Merapi bulan Maret dan
bulan September, yang diidentifikasi berdasarkan analisis seismisitasnya yang
didalamnya berupa identifikasi dari perubahan Gempa multiphase itu sendiri.
Gempa multiphase sendiri adalah gempa yang kedalaman sumber gempanya
sangat dangkal (dekat) dengan permukaan, gempa ini memiliki frekuensi rendah
sekitar 3-5Hz dan awalah yang tidak tajam (Tawalan: 3-5 detik). Gempa multiphase
ini dikaitkan dengan pertumbuhan kubah lava pada puncak Gunung Api Merapi,
gempa junis ini hanya terjadi pada Gunung yang memiliki struktur batuan andesit.
Karakteristik dari Gempa Multiphase antara lain sebagai berikut:
1. Amplitudo pada jenis gempa ini bersifat gradual (amplitudonya bergerak
secara perlahan), dengan amplitudo maximum 70-80 mm.
2. Bentuk dan jenis gempa ini berbentuk mirip seperti berudu.
3. Awalan yang dihasilkan dari gempa multiphase ini jelas dan tegas.
62
63
4. Tidak semua stasiun mencatat gempa multiphase, terutama gempa
multiphase dengan amplitudo yang kecil.
5. Waktu tiba tiap stasiun perbedaan jauh diatas 2 detik (antara pusung
london dengan deles terjadi selisih waktu 2detik).(Doc. BPPTK)
Variabel yang dicari dalam penelitian ini adalah nilai parameter-parameter gempa
multiphase pada fase pra letusan dan purna letusan , yang nantinya akan diketahui
karakteristik secara identifikasi dari gempa multiphase yang terjadi dikedua fase
tersebut.
a. Power Spektrum Gempa Multiphase
Analisis yang dilakukan pada penelitian ini digunakan analisis spektrum
sinyal seismik komponen Z yang terekam di stasiun Pusunglondon. Dipilih data
dari hasil rekaman di stasiun Pusunglondon karena data hasil rekaman pada
stasiun ini relatif dijadikan acuan dibandingkan stasiun yang lain seperti Klatakan,
Deles, Plawangan.
Power spektrum dari suatu data digital didapatkan
{x(n )}nn==1N dimana
N = 2 n adalah (Hayes,1996):
( ) å r (k )e
PX e iv =
k = N -1
-ikv
(4.3)
x
k = - N +1
rx (k ) adalah fungsi autocorrelation dari
Dimana
{x(n )}nn==1N .
Harga dari
rx (k ) adalah:
rx (k ) =
1
N
n = N -1- K
å x(n )x(k + n)
(4.4)
N =1
Dengan k = 0,1,2,.........N - 1 . Apabila sinyal digital tersenut dilakukan proses
window dengan cara mengalikan x(n ) dengan w(n ) , maka power spektrum dari
{x(n )}nn==1N
disebut sebagi power spektrum yang termodifikasi PxM yang dinyatakan
dalam persamaan (Hayes, 1996):
( )
PxM e
iv
1
=
NU
n = N -1
å x(n)w(n )e
2
iv
(4.5)
n = - N +1
63
64
Dan
1
U=
N
n = N -1
å w(n )
2
(4.6)
n =0
Window yang digunakan untuk proses perhitungan power spektrum adalah
Hanning window.
w(n ) =
1é
æ 2pn öù
1 - cosç
÷ú for 0 £ n £ N - 1
ê
2ë
è N - 1 øû
(4.7)
Dengan menggunakan perhitungan power spektrum untuk metode
hanning window didapatkan data spektrum sebagai gambai dibawah ini:
a. Sebelum letusan tanggal 22 Maret 2006
a
b.
64
65
c
d
Gambar 4.13 (a) Gempa multiphase komponen Z stasiun Pusung london hasil
rekaman tanggal 22 Maret 2006 jam 08:01:00 WIB, (b) Cuplikan dari (a), (c)
power spektrum dari (a), (d) peta kontur dari power spektrum.
b. Sesudah letusan tanggal 29 September 2006
a
65
66
b
c
d
Gambar 4.14. (a) Gempa multiphase komponen Z stasiun Pusung london hasil
rekaman tanggal 29 September 2006 jam 11:09 WIB, (b) Cuplikan dari (a), (c)
power spektrum dari (a), (d) peta kontur dari power spektrum.
66
67
Dari grafik power spektrum yang dihasilkan sebelum dan sesudah
letusan ternyata didapatkan power spektrum sebelum letusan berkisar 8-89
sedangkan sesudah letusan berkisar 12-67. Letusan tanggal 14 Juni 2006
memberikan perbedaan frekuensi dari segi power spektrumnya, sebelum terjadi
letusan 14 Juni 2006 muncul sinyal seismik dengan frekuensi tunggal pada gempa
multiphase yang terjadi tanggal 22 Maret 2006 dengan frekuensi 0,333 Hz.
Frekuensi tunggal dengan nilai 0,3333 Hz ini diduga merupakan hasil aktivitas
aliran gas (semburan gas) di dalam saluran magma dibawah kubah lava atau
berada didaerah kubah lava (Sherbun dkk, 1998). Frekuensi yang cukup lebar
justru tampak sesudah letusan pada gambar 4.14 dengan nilai 0,667-5,983 Hz
tanggal 29 September 2006, frekuensi yang besar tersebut diikuti dengan
amplitudo gelombang gempa multiphase yang pendek sehingga menyebabkan
distribusi tekanan magma yang berada didalam berkurang maka terjadi guguran.
b. Magnitudo Gempa Multiphase
Magnitudo dalam suatu gempa baik itu gempa vulkanik yang terjadi di
Gunungapi, maupun gempa tektonik karena pergeseran lempeng tektonik selalu
menunjukkan ukuran kekuatan gempa yang dinyatakan dalam Skala Richter (SR).
Perhitungan magnitudo untuk gempa multiphase berbeda dengan jenis gempa lain
yang terjadi di Gunungapi, karena gempa multiphase ini memiliki keunikan yang
berbeda dengan gempa lain sering terjadi di Gunung Api.
Dari data perhitungan magnitudo untuk gempa multiphase yang terjadi
di Gunung Merapi sebelum dan sesudah letusan didapatkan data sebagai berikut:
1. Sebelum letusan
- Rataan magnitudo yang tersebar
: 0,471695 SR
- Standar Deviasi magnitudo
: 0,175138 SR
- Median dari data magnitude
: 0,501697 SR
- Sum
: 4,716954 SR
- Min
: 0,186228 SR
- Max
: 0,698765 SR
2. Sesudah letusan
67
68
- Rataan magnitude yang tersebar
: 0,779574 SR
- Standar Deviasi magnitude
: 0,154308 SR
- Median dari data magnitude
: 0,756704 SR
- Sum
: 7,795735 SR
- Min
: 0,488718 SR
- Max
: 1,010084 SR
Hasil dari kalkulasi secara statistik didapatkan bahwa sebelum letusan distribusi
sebaran kekuatan gempa lebih kecil dibandingkan sesudah letusan, sehingga nilai
ketidakpastian sesudah letusan lebih besar dibandingkan sebelum letusan.
Kecenderungan sebaran magnitudo sebelum letusan berada pada kondisi
0.4 SR yang tersebar secara merata sebelum erupsi, sedangkan sebaran sesudah
letusan sebesar 0,7 SR. Sehingga jumlah gempa multiphase sebelum letusan
sedikit dengan sebaran magnitudo gempa yang lebih kecil dibandingkan dengan
gempa yang terjadi sesudah letusan. Hal ini dikarenakan sebelum letusan
distribusi magma digunakan untuk proses erupsi sedangkan sesudah letusan
distrubusi magma mulai turun karena terjadi setelah erupsi.
b
.
a
Gambar 4.15 Hubungan antara frekuensi dan magnitudo gempa multiphase, (a)
Sebelum letusan bulan maret 2006: (b) Sesudah letusan bulan september 2006
Hubungan antara frekuensi dan magnitudo dapat dilihat pada gambar 4.15 dimana
grafik tersebut dapat diamati bahwa sebelum letusan kisaran nilai magnitudo lebih
kecil dibanding sesudah letusan yang mana disebabkan karena kalkulasi distribusi
gempa multiphase.
68
69
c. Energi Gempa Multiphase
Energi gempa menunjukkan besarnya kekuatan yang dikeluarkan ketika
terjadi gempa. Kalkulasi tekanan yang tinggi yang beakibat desakan magma yang
besar pada bagian bawah sehingga energi yang dikeluarkan akan cenderung besar.
Hal ini jelas terlihat dari sebelum letusan karena besarnya energi yang dicapai
lebih kecil sesudah letusan, karena sebelum letusan khususnya bulan maret energi
yang dicapai sekitar 3,78x1012 erg, puncak energi yang maksimum terjadi pada
bulan juni dan peningkatan energi karena dampak dari erupsi terjadi di bulan
september sebesar 10,49x1012 erg.
Secara lengkap data seismik yang berupa kalkulasi energi total sebelum
dan sesudah letusan dapat dilihat pada lampiran 1. Statistika energi total gempa
multiphase adalah sebagai berikut:
a
69
70
b
a
Gambar 4.16 Statistik grafik energi total, (a) Sebelum letusan bulan februarimaret 2006: (b) Sesudah letusan bulan juni- september 2006
Dari grafik energi total yang diplotkan untuk bulan februari-september dapat
dilihat, ternyata dari bulan februari sampai april kalkulasi energi totalnya sebesar:
12837,78x1012 erg, 9251,01x1012 erg, 6103,88x1012 erg. Ini menandakkan bahwa
munculnya desakan magma dari dalam tubuh Gunung Api Merapi sudah terjadi
bulan februari dengan tingkat energi total yang terjadi sebesar 12837,78x1012 erg,
setelah magma dari dalam mendapatkan celah sebagai jalan keluar ke permukaan
maka secara statistik energi total mulai berkurang yang berakibat deformasi pada
bagian puncak Gunung Api Merapi juga berkurang. Anggapan ini dapat terlihat
pada kurva energi total yang menjadi landai pada pertengahan bulan april tepatnya
tanggal 12 April 2006 dengan energi total sebesar 6103,88x1012 erg. Perubahan
energi total pada kurva yang secara signifikan jelas terjadi pada bulan juni, karena
akumulasi energi yang naik tiba-tiba turun secara drastis pada tanggal 14 Juni
2006 dengan energi sebesar 1250,94 x1012 erg padahal tanggal 9 Juni 2006
besarnya energi yang tercapai sebesar 6333,64 x1012 erg. Ternyata perubahan
70
71
yang signifikan pada bulan juni ini menandakan tepatnya tanggal 9 Juni 2006
dengan akumulasi energi yang cukup besar dapat menimbulkan potensi awan
panas dengan jumlah 106 (didapat dari data seismik yang tercatat). Klimaks dari
Erupsi 2006 terjadi tanggal 14 Juni 2006 dengan 61 kali awan panas dimana
luncuran mencapai 7 km dan energi sebesar 1250,94 x1012 erg.
Kalkulasi energi total setelah tanggal 14 Juni 2006 mengalami
penurunan yang drastis terutama bulan agustus 2006, energi total yang mencapai
bulan agustus hanya 15,57x1012 erg dikarenakan potensi gempa multiphase untuk
bulan ini hampir cenderung tidak ada tetapi guguran mulai tampak. Perubahan
yang bearti tampak pada bulan september dengan energi total sebesar 2527,42
x1012 erg yang ditandai dengan jumlah guguran sebanyak 2.321.
d. Nilai A/D.
A/D menandakan bentuk dari sinyal output dari suatu gelombang gempa
sehingga dari nilai A/D ini memberikan gambaran secara visual sinyal output
yang terekam dalam seismograf. Berdasarkan analisis secara visual jika durasi
yang dihasilkan pendek maka nilai A/D akan besar dan berlaku sebaliknya jika
A/D besar maka durasi yang tercapai akan kecil.
Berdasarkan persamaan perhitungan magnitudo yang dirumuskan oleh
Karnek,1962 didapatkan :
æ Aö
M = logç ÷ + 1.66 log D + 3.3
è D ø max
(4.9)
Terdapat hubungan secara sistematis antara nilai magnitudo dan nilai
A/D, dari persamaan diatas didapatkan bahwa” semakin tinggi nilai A/D maka
harga magnitudo akan kecil jika semakin besar nilai magnitudo maka nilai A/D
akan kecil (magnitudo ¹ A/D). Data kalkulasi nilai A/D dan magnitudo disajikan
pada tabel 13 dan 14 sebagai berikut:
71
72
Tabel 13. nilai A/D dan magnitudo pada Bulan Maret 2006
No.
Tanggal
1
02/03/2006
2
21/03/2006
3
22/03/2006
4
24/03/2006
5
28/03/2006
Ratarata
Standar Deviasi
Origin Time
21:13
11:50
15:32
12:03
8:01
15:02
20:01
16:35
15:35
10:18
A/D
Magnitude (SR)
0,75
0,601647993
0,75
0,601647993
1,04762
0,635550872
0,45455
0,186228296
0,78261
0,698764538
1,9
0,601647993
1,33333
0,401746014
0,72727
0,186228296
0,26667
0,401746014
0,46667
0,401746014
0,84787
0,471695402
0,47823
0,184611822
Tabel 14 nilai A/D dan magnitudo pada Bulan September 2006
No.
Tanggal
1
18/09/2006
2
25/09/2006
3
28/09/2006
4
29/09/2006
5
30/09/2006
Ratarata
Standar Deviasi
Origin Time
6:03
23:38
18:24
18:09
11:07
12:42
11:09
19:00
19:05
20:38
A/D
0,35294
0,4
0,24
0,30556
0,36667
0,42857
0,48
0,25
0,42424
0,4
0,3648
0,07871
Magnitude (SR)
0,488718274
0,756704014
0,756704014
1,010084001
0,883394008
0,83545285
0,756704014
0,601647993
0,949622304
0,756704014
0,779573549
0,154308201
Dari tabel 13 dan 14 di atas didapatkan bahwa untuk nilai A/D bulan
maret bernilai 0,847871259 sedangkan bulan september 0,364797725, nilai A/D
untuk bulan maret lebih besar dibandingkan bulan september ini berarti bentuk
sinyal output dari rekaman seismik untuk bulan maret memiliki durasi gelombang
yang pendek untuk jenis gempa multiphase, sedangkan bulan september durasi
72
73
sinyal outputnya cenderung panjang karena nilai A/D kecil. Analisis ini jelas
terlihat dari rekaman seimik yang untuk gempa multiphase yang terjadi sebelum
letusan dan sesudah letusan khususnya bulan maret dan september, ternyata
bentuk gelombang sinyal output gempa seismik bergantung pada nilai A/D nya.
a
b
Gambar 4.17 Sinyal gempa multiphase (a) sebelum letusan dimana nilai A/D
lebih besar, (b) sesudah letusan dimana nilai A/D lebih kecil.
Pengaruh nilai A/D ternyata juga berhubungan dengan magnitudo gempa
multiphase yang terjadi sebelum letusan nilai A/D sebesar 0,847871259
sedangkan magnitudo berkisar 0,471695402 SR. Untuk bulan september ternyata
nilai magnitudo sebesar 0,779573549 SR dan nilai A/D bernilai 0,364797725.,
dapat dilihat bahwa semakin kecil nilai A/D maka magnitudo yang dihasilkan
akan semakin besar yang berarti jumlah gempa dengan konsentrasi tekanan
magma juga besar jika nilai A/D besar maka magnitudo yang dihasilkan akan
kecil yang berarti tingkat gempa yang terjadi juga kecil karena tekanan yang
berada didalam sudah mulai berkurang. Hal ini terlihat sebelum letusan bulan
maret yang memiliki nilai A/D kecil dan magnitudo besar sehingga dapat
dinyatakan bahwa bulan maret tekanan magma yang berada dalam tubuh Gunung
Api Merapi mengalami akumulasi energi yang akan dilepaskan, sedangkan bulan
september ternyata nilai A/D besar dan magnitudo kecil berarti tekanan didalam
Gunung Merapi sudah dilepaskan sehingga dimungkinkan tidak terjadi aktivitas
kenaikan magma di bulan september.
Perubahan sinyal seismik selain dilihat dari nilai A/D sebelum dan
sesudah letusan juga dapat dilihat berdasarkan perbedaan nilai amplitudonya,
biasanya terlihat pada perubahan jenis sinyal yang cukup jelas antara sebelum dan
73
74
sesudah letusan. Perubahan yang menarik ini adalah adanya kenaikan amplitudo
sinyal seismik sebelum terjadi letusan terutama pada fase pra letusan bulan maret
dan penurunan amplitudo sinyal seismik setelah terjadi letusan pada fase purna
letusan bulan september. Erupsi tanggal 14 Juni 2006 ternyata disertai dengan
kenaikan amplitudo sebelum fase letusan ini menandakan adanya peningkatan
tekanan magma di dalam tubuh Gunung Merapi yang memicu terjadinya letusan
tanggal 14 Juni 2006.
Perubahan kenaikan amplitudo sinyal seismik ini terlihat dalam rekaman
secara digital sebelum dan sesudah letusan, kenaikan amplitudo sebelum letusan
ini diduga merupakan hasil aktivitas aliran gas didalam saluran magma yang
kemudian diikuti dengan retakan, dan pergeseran pada kolom saluran magma.
Sehingga tekanan magma dari dalam cukup besar dan kontiyu dengan durasi
gempa multiphase yang terjadi pendek seperti terlihat dalam kalkulasi nilai A/D
nya. Penurunan amplitudo sinyal seismik sebelum letusan diduga karena adanya
kerusakan lava dan tekanan magma dari dalam masih cukup besar sehingga yang
terjadi hanya guguran kubah lava.
a
74
75
b
Gambar 4.18 (a) Kenaikan amplitudo sinyal seismik tanggal 24 Maret 2006,
(b) penurunan amplitudo sinyal seismik tanggal 28 September 2006
e. Emergen Time
Emergen time dalam parameter gempa sebenarnya untuk menentukan
awalan dari gempa multiphase terutama pergerakan amplitudonya yang bersifat
gradual dalam arah pergerakan yang perlahan. Penentuan emergen time ini berasal
dari pengambilan data dari tawalan sampai amplitudo tertinggi dalam sinyal
gelombang seismik gempa multiphase, Besarnya emergen time sebelum letusan
(bulan maret) sekitar 1,78183 detik, sesudah letusan (bulan september) : 2,492
detik. Gradasi nilai yang berbeda ini menunjukkan bahwa bulan maret cenderung
pergerakan lebih lambat yang diikuti dengan semakin tingginya nilai amplitudo
gelombang seismik dan bulan september pergerakan amplitudonya berlangsung
lebih cepat sehingga amplitudo yang dihasilkan jauh lebih kecil. Hal ini jelas
terlihat dari data antara amplitudo dan emergen time dari gempa multiphase bulan
maret dan september.
75
76
Tabel 15 Data Emergen Time Sebelum dan Sesudah Letusan
No.
Tanggal
Origin
Time
App
(mm)
t emergen
(dtk)
Tanggal
Origin
Time
App
(mm)
t emergen
(dtk)
1
02/03/2006
21:13
15
4,688
18/09/2006
6:03
6
1,68
11:50
15
2,76
23:38
10
4,5
15:32
22
1,5932
18:24
6
0,81
12:03
5
1,9345
18:09
11
1,56
8:01
18
1,0962
11:07
11
3,11
15:02
38
2,2874
12:42
12
1,44
20:01
20
0,8
11:09
12
4,9
16:35
8
1,17
19:00
5
1,25
15:35
4
0,23
19:05
14
0,97
10:18
7
1,259
20:38
10
4,7
2
3
4
5
21/03/2006
22/03/2006
24/03/2006
28/03/2006
Ratarata
Standar Deviasi
25/09/2006
28/09/2006
29/09/2006
30/09/2006
1,78183
2,492
1,256409045
1,646901468
f. Respons Spectra
Respons spectra ini terdiri dari 3 variabel parameter yaitu: spectra
acceleration (SA), spectra velocity (SV), dan spectra displacement (SD). Respons
spectra ini menandakan bagian yang mengalami peredaman ketika gempa terjadi
berdasarkan spectra yang didapatkan. Analisis dari Respons spectra ini
berdasarkan pada nilai peredaman dari gelombang seismik yag berada pada
periode waktu tertentu. SA merupakan analisi secara spectra untuk percepatan,
dimana setiap gelombang seismik memiliki nilai percepatan ketika terjadi
perambatan.
Dari data yang didapatkan antara grafik spectra acceleration , dan spectra
velocity:
a
76
77
b
a
Gambar 4.19 Respons spectra (a) bulan maret, (b) bulan september
Grafik yang menunjukkan spectra untuk percepatan dan kecepatan dapat diketahui
jika nilai amplitudo besar maka redaman untuk nilai pecepatan dan kecepatan
berbanding terbalik, telihat dalam tanggal 22 Maret 2006 besarnya amplitudo
sebesar 7 mm dengan nilai percepatan 2.5x10-5m/s2; kecepatan 5x10-5cm/s
memberikan redaman dalam rentang 0.10x10-5-0.20x10-5 untuk spectra pecepatan
dan kecepatan.
Nilai yang berbeda terjadi tanggal 29 September 2006 dengan amplitudo
sebesar 25 mm, percepatan: 1.0x10-5m/s2; kecepatan 2.2x10-5cm/s dengan nilai
redaman dari spectra untuk pecepatan dan kecepatan adalah: 0.2 x10 -4 m/s2 dan
0.2 x10 -4 cm/s. Hal ini menandakan ketika terjadi kenaikan gelombang seismik
yang menandakan adanya distribusi magma dari bawah tubuh Gunung Api Merapi
ternyata mempengaruhi percepatan rambat gelombang seismik yang besar
sehingga faktor redaman yang dihasilkan juga kecil, kenyataan ini berbeda dengan
bulan september karena bulan september sudah terjadi penurunan tekanan magma
yang menimbulkan percepatan gelombang seismik yang kecil sehingga kalkulasi
nilai redaman yang dihasilkan juga besar. Faktor redaman ini dipengaruhi oleh
struktur dari batuan, ketika struktur batuan kompak maka kemungkinan besarnya
redaman yang diserap akan kecil, jika batuan sudah mengalami perenggangan
redaman yang diserap akan besar.
77
78
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1. Waktu Dan Tempat Penelitian
Penelitian Tugas Akhir ini dilaksanakan di Balai Penyelidikan Dan
Pengembangan Teknologi Kegunungapian (BPPTK), Jalan Cendana 15
Yogyakarta. Penelitian Tugas Akhir ini dilaksanakan selama 2 bulan yaitu mulai
tanggal 8 Maret 2010 sampai dengan tanggal 8 Mei 2010.
3.2.a Bahan Penelitian
Dalam penelitian ini digunakan data-data digital sinyal gempa
multiphase yang terjadi pada Bulan Maret 2006 dan September 2006 yang
terdistribusi secara merata (gempa dominan) yang dipilih masing-masing 2 event
gempa setiap harinya dari stasiun Pusunglondon dengan arah komponen Z di
Gunung Merapi.
3.2.b Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam penelitian Tugas Akhir ini adalah
jaringan seismograf di Gunungapi Merapi yang terdapat 7 stasiun seismometer
yang aktif saat ini. Dalam penelitian ini hanya digunakan 1 stasiun analog yaitu
Pusunglondon
Tabel 2. Posisi Stasiun-stasiun analog di Gunung Api Merapi
No.
Nama Stasiun
Lokasi
Koordinat
0
1
2
3
4
Deles
Plawangan
Klatakan
Pusung London
Tenggara
Selatan
Barat Laut
Timur Laut
X()
110,461
110,432
110,428
110,454
0
Y( )
-7,5602
-7,5857
-7,5347
-7,5383
Keterangan
Z (m)
1487
1276
1918
2700
Analog
Analog
Analog
Analog
Seismograf analog Gunungapi Merapi meliputi beberapa stasiun sensor dan stasiun
penerima. Stasiun sensor berada di tubuh gunung, terdiri atas Seismometer, modulator,
dan transmitter. Seismometer yang digunakan tipe L4C 1Hz dengan faktor damping 0,8
dan konstanta transduksi 50 mV/mm/s. Sinyal dari seismometer yang berupa voltase
78
79
kemudian masuk ke modulator yang terdiri atas amplifier tipe AS-110 Sprengnether
yang memperbesar sinyal dengan gain 72 dB, dan VCO (Voltage Converter Oscilator)
yang merubah sinyal tegangan menjadi suara dengan faktor 25 Hz/V dan kisaran -5V s/d
+5V. Sinyal suara ini kemudian dikirimkan ke BPPTK sebagai stasiun penerima melalui
gelombang VHF dengan perangkat radio tipe Monitron berdaya 100mW dan antena tipe
Yagi 5 element. Modul-modul ini dicatu dengan sebuah baterai 70 AH dan pengisian
ulang dengan Solar panel.
Gambar 3.1. Skema penerima stasiun sensor.
Stasiun penerima terdiri atas modul receiver, diskriminator, tampilan,
dan penyimpan. Modul receiver menerima gelombang suara dari stasiun sensor,
terdiri dari radio receiver tipe Monitron 100 mW dan antenna Yagi 5 elemen.
Sinyal masuk ke diskriminator Sprengnether yang mengubah sinyal suara menjadi
voltase dengan faktor 125 Hz/V. Sinyal analog berupa voltase ini kemudian
ditampilkan di seismograf Sprengnether tipe VR65 dan disimpan dalam bentuk
digital melalui perangkat digitizer Guralp CMG DM16-R8 dengan sampling rate
100 sps akurasi 16 bit.
Radio Monitron
Seismograf drum
VR65
Diskriminator
Digitizer Guralp
PC akuisisi
Gambar 3.2. Skema Stasiun Seismik penerima
79
80
Selain seismograf analog yang terhubung di 4 stasiun yang terpasang di
Gunung Api Merapi, juga digunakan beberapa software pendukung diantaranya
adalah sebagai berikut:
1. Software akuisisi data Scream 4.1
2. Software pengolah sinyal Origin 8.0
3. Software Art 2 untuk analisa kecepatan, percepatan dan jarak.
3.3. Prosedur dan Pengumpulan Data
Untuk pengumpulan data dilakukan dengan seleksi data Gempa
Multiphase dari rekaman seismik yang terekam oleh 1 stasiun analog di
Gunungapi Merapi yaitu Pusunglondon dengan arah komponen Z, pemilihan
komponen Z dalam data penelitian ini didasarkan karena komponen Z merupakan
patokan dasar yang biasa dipakai diBPPTK. Pemilihan data terdapat dalam data
base kegempaan BPPTK. Dari data seismik yang dikumpulkan tadi dipilih periode
sebelum dan sesudah letusan untuk pembanding parameter-parameter dari gejalagejala erupsi yaitu bulan Maret 2006 dan September 2006.
Dari bulan Maret 2006 dan September 2006 ditentukan gempa yang
terdistribusi secara merata (gempa dominan) dari stasiun pusunglondon arah Z,
masing-masing sebanyak 2 event harian yang terdistribusi merata dalam 5 hari
data gempa multiphase terbanyak dalam bulan Maret dan September 2006. Data
gempa dominan yang didapat tiap 2 event dalam sehari tadi diconvert
kepengolahan sinyal dengan Origin yang nantinya akan diketahui nilai frekuensi
dari amplitudo setiap event gempa multiphase.
3.4. Pengolahan Data
3.4.1.1. Analisa Seismogram analog untuk gempa multiphase
Gambar 3.3 Sampling Gempa Multiphase 20060303
80
81
Dari contoh sampling data gempa multiphase yang terjadi 3 Maret 2006
diambil sampling data Origin Time dari data analog. Origin Time merupakan
waktu tiba dari Gelombang Primer, untuk pembacaan Origin Time (OT) dari
seismograf analog adalah sebagai berikut:
1 jam
Gambar 3.4 Skala waktu tiba dalam seismogram
Setiap turun dari garis besar adalah 15 menit, jika arahnya kekanan
adalah 1 menit. Satuan OT dalam seismograf analog adalah berupa satuan waktu
dalam WIB, sedangkan data rekaman seismik dari data base kegempaan di
BPPTK adalah UTC sehingga dilakukan pengurangan waktu sebanyak 7 jam.
Variabel data selanjutnya yang dicari dari data rekaman seismik adalah
amplitudo, durasi, frekuensi, magnitudo, energi gempa dan emergen time yang
didasarkan dari pemilihan event gempa multiphase yang dominan dari masingmasing stasiun pencatat di Gunung Api Merapi.
Variabel- variabel dalam pengukuran parameter-parameter gempa
multiphase yang terjadi di Gunung Merapi adalah:
1. Amplitudo maksimum (App), nilai ini didapatkan dari simpangan terbesar
pada suatu getaran gempa dalam satuan mm.
2. Durasi, saat yang diperlukan oleh suatu kejadian gempa dari saat bergetar
sampai berhenti sama sekali yang dinyatakan dalam detik.
81
82
3. Frekuensi, dalam penelitian ini nilai frekuensi didapatkan dari data
rekaman seismik yang diconvert ke origin 8.0
4. Magnitudo, merupakan skala kekuatan yang diukur dari gelombang gempa
dalam perumusan magnitudo digunakan persamaan
M = 1,6 * (log 10(durasi )) - 1,48
4. Energi, merupakan ukuran besarnya gempa yang dihitung berdasarkan
persamaan Guttenberg Richter sebagai berikut:
E = 10 (11,8+1,5 M )
5. Emergen time biasanya merupakan waktu yang dibutuhkan dari waktu tiba
(Origin Time) ke amplitudo maksimum dari gempa multiphase. Dalam
analisis emergen Time ini menggunakan data langsung dari screm 4.1.
3.4.1.2. Pengolahan dari Screm 4.4 ke Origin 8.0
Standar awal dalam pengubahan dari data digital Scream 4.4 ke Origin
8.0 yaitu dengan beberapa langkah-langkah sebagai berikut:
1. Pemilihan event gempa multiphase yang terekam dalam seismograf analog
berupa data origin timenya, pada scream origin time dikurangi 7 jam
karena waktu UTC.
2. Klik kanan pada data yang akan dipilih, pilih GCF info sehingga muncul
GCF File Information pada layar:
82
83
3. Klik kanan tanggal dan waktu dari data rekaman secara analog, kemudian
pilih menu view
4. Didapatkan tampilan scream 4.1 yang berisi rekaman data gempa secara
digital. Lakukan pemilihan gempa multiphase beradasarkan Origin Time
yang tercatat. Pilih File- Save As (Format File dalam bentuk gcf)
5. Melakukan pengubahan file dari gcf ke bentuk ASCII dengan gcf2asc.exe.
Pilih Run-cmd-OK. Ketik file yang dituju tadi sampai ada tulisan
converting ke dalam bentuk text.
Misalnya: C:
D:
Document and Setting author >D:
gcf2asc
Nama file yang disave tadi
26
83
84
Converting 26
Format dalam
gcf
Format akhir dalam
bentuk text
6. Pilih program Origin 8.0, kemudian klik menu File- Import-Single ASCII.
7. Pilih file data yang sudah diconverting sehingga secara otomatis akan
muncul dalam kotak dialog berupa waktu dan nilai amplitudo.
Set coulomb
value i* 0.02
84
85
8. Blok semua data X (Waktu) dan data Y (amplitudo) klik kanan pilih PlotLine
9. Grafik dari ploting seismograf sudah didapatkan selanjutnya analysis nilai
Frekuensi dengan FFT. Pilih menu Analysis- Signal Procesing-FFT-1 last
used.
85
86
10. Dari analysis Signal processing untuk FFT akan didapatkan FFT result
data yang terdiri dari : Frekuensi, Complex, Real, Imaginer, Magnitudo,
Amplitudo, Phase, Power dan dB.
11. Hasil dari Ploting FFT kan didapatkan grafik hubungan:
- Frekuensi dengan Amplitudo, Frekuensi dengan Phase
86
87
- Frekuensi dengan Imaginary dan Frekuensi dengan Real
- Frekuensi dengan Power
- Frekuensi dengan Magnitudo
87
88
3.5 Langkah Perhitungan
Langkah perhitungan disajikan dalam diagram alir sebagai berikut:
1. Proses awal.
Meliputi pemilihan data gempa multiphase yang terdistribusi secara
merata dari kalkulasi gempa yang terjadi bulan maret 2006 dan
september 2006, konversi data dari format gcf (format data output
digitazer) menjadi text, dengan mengubah dari format text ke ASCII
pada origin 8.0.
2. Frekuensi dari rekaman digitizer.
Untuk mengetahui salah satu parameter gempa multiphase yaitu
frekuensi gempa multiphase yang sudah dikalkulasikan berdasarkan
gempa yang terdistribusi merata diperlukan data origin time gelombang
P (Primer ) dari gempa multiphase di stasiun Pusunglondon arah
komponen Z. Data tersebut kemudian diolah dengan origin 8.0 dengan
analysis signal processing sehingga dihasilkan nilai frekuensi, compleks,
real, imaginer, magnitudo, amplitudo, phase, power dan dB. Sehingga
dapat dicari nilai frekuensi berdasarkan grafik hubungan frekuensi dan
amplitudo.
3. Perhitungan Magnitudo dan Energi Gempa Multiphase.
Variabel yang digunakan untuk menghitung nilai magnitudo gempa
multiphase adalah durasi, perhitungan magnitudo gempa multiphase
berbeda dengan gempa vulkanik A atau B. Untuk gempa multiphase
perhitungan magnitudo adalah sebagai berikut:
M = 1.6 log(Durasi ) - 1.48
Sedangkan untuk perhitungan energi dari semua gempa vulkanik adalah
sama yaitu:
E = 10 (11.8+1.5 M ) erg
1erg = 10 -7 Joule
4. Perhitungan Standar Deviasi dan nilai A/D dari data gempa multiphase.
Perhitungan standar deviasi dilakukan untuk mengetahui perbedaan
parameter-parameter fase pra letusan dan fase purna letusan dengan
pembanding nilai dari frekuensi, amplitudo puncak, durasi dan energi.
88
89
Untuk perhitungan nilai A/D digunakan untuk menggambarkan bentuk
rekaman seismik
A/D <
A/D >
89
90
3.6 Prosedur Penelitian
Mulai
Pengumpulan Data (Data Base- Data
Sekunder): Pemilihan data gempa MP yang
terdistribusi secara merata, Parameter gempa:
waktu tiba, durasi, amplitudo; Data bulan
maret dan september 2006
-
Data waktu tiba dari seismograf analog:
Cropping data gempa multiphase pada scream 4.1
Konversi data dari gcf ke ASCII
Set Coulomb value
Analysis Signal Processing pada stasiun PUS-Z:
- FFT : Magnitudo, Frekuensi, Imaginer, Real, Power,
- Membuat grafik hubungan frekuensi dengan amplitude.
- Nilai frekuensi dari data FFT
Parameter-parameter gempa:
Magnitudo, Energi, Frekuensi, Amplitudo, Durasi,power
spectrum
Pengolahan statistik:
Standar deviasi:
-
; Rataan: x =
å n ; Nilai A
n
D
TIDAK
Power spektrum
Fase pra letusan < fase
YA
Respons spectra untuk percepatan dan kecepatan
Kesimpulan dari pengolahan data
Selesai
90
Gambar 3.5. Diagram Alir tahap Penelitian
91
3.7 Analisis Hasil
Parameter yang dihitung terhadap gempa multiphase bulan maret 2006
dan september 2006 yaitu origin time, emergen time, energi gempa, magnitudo,
durasi, frekuensi, amplitudo peak to peak serta nilai A/D untuk menggambarkan
rekaman seismik sebagai pembanding bulan maret 2006 dan september 2006.
Dari parameter-parameter pembanding diatas maka akan dilihat variabel
pembanding secara statistik berupa rataan, standar deviasi, dan koefisien korelasi
dari data gempa multiphase, sehingga dapat dilihat karakteristik dari gempa
multiphase sebelum dan sesudah apakah terjadi perbandingan apa tidak. Selain itu
juga akan dibandingkan nilai error antara grafik hubungan magnitudo dan durasi
dari kalkulasi data bulan maret 2006 dan september 2006 dengan Fitted Curves
Plot.
Kalkulasi nilai frekuensi yang terjadi sebelum dan sesudah letusan dapat
menggambarkan kondisi batuan dengan sistem analisis Low Pass Filter, yang
digunakan untuk menentukan kompaksi batuan yang terjadi sebelum dan sesudah
letusan berdasarkan pada perubahan heterogenitas batuan berdasarkan pada
tingkat frekuensinya.
Statistik perubahan gempa multiphase sebelum dan sesudah erupsi 14
Juni memberikan gambaran adanya tekanan dari dalam tubuh Gunung Merapi
sebelum erupsi yang kemudian terlepas setelah proses erupsi yang terlihat dari
peningkatan dan penurunan gempa multiphase.
91
i
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1. Hasil Penelitian
Data yang diolah dalam penelitian “ Analisis Sinyal Seismik Gunung
Api Merapi, Jawa Tengah Berdasarkan Identifikasi Gempa Multiphase Sebelum
Dan Sesudah Letusan 14 Juni 2006” adalah data sekunder gempa multiphase,
yang merupakan salah satu jenis gempa yang terjadi di Gunung Api Merapi
dengan distribusi gempa yang dominan. Data yang diambil adalah data bulan
Maret dan September 2006 dari data kegempaan yang terekam di stasiun
Pusunglondon arah komponen Z. Distribusi data gempa pada penelitian ini
difokuskan pada kalkulasi gempa multiphase dengan bentuk gelombang yang
dominan dan amplitudonya merata.
Data yang diambil adalah data bulan Maret dan September 2006, dimana
gempa multiphase yang terjadi di bulan tersebut merupakan gempa yang
distribusinya sama (dominan) yang terekam dalam seismogram terlihat dalam
kalkulasi tabel 3 dan 4 sebagai berikut:
Tabel 3. Data Parameter Gempa Multiphase Yang Terekam di Stasiun
Pusunglondon Dengan Seismograf Analog Bulan Maret 2006
No.
Tanggal
1
02/03/2006
2
21/03/2006
3
4
22/03/2006
24/03/2006
Origin Time
21:13
11:50
15:32
12:03
8:01
15:02
20:01
i
App (mm)
15
15
22
5
18
38
20
Durasi (dtk)
20
20
21
11
23
20
15
ii
5
16:35
8
11
15:35
4
15
10:18
7
15
28/03/2006
Sumber: Seismograf Analog Di Stasiun Pusunglondon
Tabel 4. Data Parameter Gempa Multiphase Yang Terekam di Stasiun
Pusung london Dengan Seismograf Analog Bulan September 2006
No
1
2
3
4
5
Tanggal
Origin Time
App (mm) Durasi (dtk)
6:03
6
17
18/09/2006
23:38
10
25
18:24
6
25
18:09
11
36
25/09/2006
11:07
11
30
28/09/2006
12:42
12
28
11:09
12
25
19:00
5
20
29/09/2006
19:05
14
33
30/09/2006
20:38
10
25
Sumber: Seismograf Analog Di Stasiun Pusunglondon
Untuk data gempa multiphase akan dicari parameter-parameter gempa
yang didalamnya meliputi frekuensi, magnitudo, energi gempa, emergen time,
A/D. Dimana nilai frekuensi digunakan untuk mempelajari sifat-sifat serapan
frekuensi gelombang seismik yang melalui batuan Gunung Api Merapi, serta
akumulasi dari data frekuensi dapat dinyatakan untuk menunjukkan gejala
aktivitas yang dialami Gunung Api Merapi. Parameter yang lainnya adalah
magnitudo dalam satuan skala richter yang menandakan besarnya energi yang
terlepas pada saat gempa terjadi, perhitungan untuk magnitudo gempa multiphase
berbeda dengan gempa vulkanik. Hal ini dikarenakan gempa multiphase
merupakan gempa yang hanya terjadi pada waktu Gunung Api sedang dalam
pembentukan kubah lava dan gempa ini hanya terjadi pada Gunung Api yang
mempunyai struktur batuan andesit (Ratdomopurbo dan poupinet, 2000).
ii
iii
Pada data kegempaan bulan maret dan september dapat dilihat gambar
4.1 dan gambar 4.2 yang akan diolah untuk mencari besarnya energi yang terjadi
sebelum letusan (bulan maret) dan sesudah letusan (bulan september).
iii
iv
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan analisis data dan pembahasan mengenai identifikasi gempa
multiphase sebelum dan sesudah letusan Gunung Merapi, maka dapat diambil
kesimpulan sebagai berikut:
1. Identifikasi gempa multiphase sebelum dan sesudah letusan
didapatkan nilai Bulan maret besarnya frekuensi 1,054–3,858 Hz;
power spektrum ± 8 - 89 ; emergen time 1,781 detik; besarnya
A/D 0,8478, sedangkan magnitudo ± 0,471 SR. Bulan September
didapatkan kalkulasi frekuensi 1,755 – 4,713 Hz; power
spektrum ± 12 - 67 ; emergen time 2,492 detik; magnitudo 0,779
SR sedangkan nilai A/D 0,364.
2. Analisis dari pengaruh sumber mekanisme batuan didapatkan
nilai m (slope) bula maret -0.03828 dan bulan September 0.0634
yang menandakan batuan di Gunung Api Merapi sebelum fase
letusan memiliki tingkat heterogenias batuan yang merapat jika
dibandingkan setelah letusan..
3. Gempa multiphase merupakan gempa yang menandakan proses
pembentukan kubah lava Gunung Api Merapi serta akumulasi
tekanan dari dalam tubuh Gunung, secara statistik jumlah gempa
multiphase sebelum erupsi : 1.158 kali, sesudah erupsi 1.474 kali
5. 2 Saran
Berdasarkan hasil penelitian, saran yang perlu dikembangkan dalam
penelitian ini adalah :
1. Perlu dilakukan perhitungan nilai atenuasi batuan sehingga dapat
jelas diketahui struktur batuan dari perubahan sinyal frekuensi.
iv
v
2. Perbandingan antara sinyal gempa multiphase dan gempa low
frequency sebelum dan sesudah letusan untuk peristiwa erupsi dapat
dijadikan materi tambahan analisis.
3. Perlu dilakukan analisis spectrogram dan partikel motion untuk
mengetahui spectra dan arah pergerakan dari gempa multiphase
tersebut.
4. Untuk menambah keakuratan dalam penelitian sebaiknya ditambah
dengan pembanding peralatan yang lain semisal data dari EDM
ataupun dari tiltmeter.
5. Perlu dilakukan pengolahan untuk 4 stasiun seperti Klatakan,
Plawangan, Deles, Pusunglondon serta analisis dari gempa
vulkaniknya sebelum dan sesudah proses erupsi.
v
vi
DAFTAR PUSTAKA
Dove, Michael R. 2008. Perception of volcanic eruption as agent of change on
Merapi volcano, Central Java. Journal of Volcanology and Geothermal
Research 172 , 329–337.
Gordeev, E.I., Senyukov, S.L. 2003. Seismic activity at Koryakski volcano in
1994: hybrid seismic events and their implications for forecasting volcanic
activity. Journal of Volcanology and Geothermal Research 128, 225-232.
Goutbeek, F., Dost, B. and Van Eck, T., (2004). Intrinsic absorption and
scattering attenuation of seismic waves in the Southern part of the
Netherlands, J. Seismology, 8, 1, 11-23..
Hidayat , D., Voight, B., Langston, C., Ratdomopurbo, A., Embeling, C., 2000.
Broadband seismic experiment at Merapi Volcano, Java, Indonesia: verylong-period
pulses
embedded
in
multiphase
earthquakes.
Journal
Volcanology and Geothermal Research. 100, 215-231.
Kirbani, S.B.,1999, Analisis Awal Seismisitas Gunung Merapi Jawa Tengah
Menjelang Tejadinya Letusan 22 November 1994, 31 Oktober 1996 Dan 11
Juli 1998, Prosiding HAGI, Surabaya 12-13 Oktober 1999.
Mogi K, 1963, Experimental Study On The Mechanisme Of The Earthquake
Occurences Of Volcanic Origin, Bul Volcan 26, 1963 Hal 197-208.
Oshino, T. 2000. Low-Frequency Seismogenic Electromagnetic Emissions as I
Precursors to Earthquakes and Volcanic Eruptions in Japan. University of
Electro-Communications, 1-5-I Chofugaoka, Chofu-shi, Tokyo 182, Japan.
PVMBG, 2008, Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, Sejarah
Letusan
Gunungmerapi
,
http://portal.
vsi.esdm.go.id/joomla/
dan
http://www. desdm.go.id/
PVMBG, 2006, Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, Prekursor
Erupsi Gunung Merapi, Yogyakarta : BPPTK Yogyakarta.
Ratdomopurbo, A., Poupinet, G., 2000. An overview of the seismicity of Merapi
Volcano
(Java,
Indonesia),
1983–1994.
Geothermal Research 100, 193–214.
vi
Journal
Volcanology
and
vii
Richter, G., Joachim, W., Zimmer, M., Ohrnbeger, M.,2000. Correlation of
seismic activity and fumarole temperature at the Mt. Merapi volcano
(Indonesia) in 2000. Journal Volcanology and Geothermal Research
100,331-342.
Uhrhammer, Robert,A., Dreger. D., Romanowicz. B., 2001 Best Practice In
Earthquake
Location
Using
Broadband
Three-component
Seismic
Waveform Data. Pure appl.geophys, 259-276.
Van padang, 1930, Observations sur les Seismesen registress par Seismographe
Contruit, Bul. Earth. Res. Inst , V.7, Tokyo Univ Hal 443-473
Voight, et.al. 2000. Deformation And Seismic Precursors To Dome- Collapse And
Fountain-Collapse Nuees Ardentes At Merapi Volcano, Java Indonesia
1994-1998. Journal Volcanology and Geothermal Research 100, 261-287.
Voight, et.al. 2000. Historical Eruptions Of Merapi Volcano, Central Java,
Indonesia 1768-1998, Journal Volcanology and Geothermal Research 100,
69-138.
Westerhaus, M., Altmann, J., Heidbach, O., 2008. Using topographic signatures
to classify internally and externally driven tilt anomalies at Merapi Volcano,
Java, Indonesia. Gepohysical Research Letter, Vol.35 L05310.
Wimpy, S. Tjetjep dan Wittiri, S.R, 1999. 75 tahun penyelidikan Gunung Api di
Indonesia. Direktorat Vulkanolgi, 121 h.
Wittiri, S.R, 2003, Gunung Api Yang Meletus 1995-2003, Direktorat Vulkanologi
dan Mitigasi Bencana Geologi, 97 h.
Wittiri, S.R, 2004, Riwayat Gunung Awu, Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi
Bencana Geologi, 52 h.
Wittiri, S.R, 2006, Indikasi Munculnya Sumbat Lava di Merapi 2006, Buletin
Vulkanologi dan Bencana Geologi, Pusat
Vulkanologi dan Mitigasi
Bencana Geologi, h.5-9.
Young et.al. 2000. Ground deformation at Merapi Volcano, Java, Indonesia:
distance changes, June 1988 October 1995, Journal of Volcanology and
Geothermal Research vol 100, 262-287 .
vii
viii
viii