View/Open - Repository | UNHAS

GEMPA DI GUNUNGAPI GAMALAMA TERNATE, MALUKU UTARA
Satia R. Usman1, Muh. AltinMassinai2, Bambang Hari Mei3
e-mail : [email protected]
Jurusan Fisika Program Studi Geofisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam Universitas Hasanuddin Makassar
ABSTRAK
Gunungapi Gamalama adalah salah satu gunungapi yang aktif di kepulauan Halmahera.
Metode yang digunakan dalam penelitian kegempaan di Gunungapi Gamalama adala metode
Seismik Pengamatan di Pos Pengamatan Gunungapi Gamalama. Hasil gempa bumi tektonik
berkekuatan >4 skala Richter bepeluang memicu kantong fluida menjadi aktif, menyusul
kemudian naiknya jumlah gempabumi vulkanik. Letusan G. Gamalama pada umumnya
berlangsung di kawah Utama dan hampir selalu magmatik. Kecuali letusan yang terjadi
dalam tahun 1907 yang mengambil tempat di lereng timur (letusan samping) dan
menghasilkan leleran lava (Batu Angus) hiingga ke pantai. Letusan 1980 juga menghasilkan
Kawah Baru, lokasinya sekitar 175 m ke arah timur dari Kawah Utama. Tetapi kawah
tersebut tertutup kembali oleh material terjadi letusan dalam tahun 1983 dan 1988.
Kata Kunci : Gempa, Metoda Seismik, Gunungapi Gamalama Ternate.
PENDAHULUAN
Menurut
teori
permukaan
beberapa
lempeng
bumi
tektonik,
dan pembentukan dataran tinggi. Teori
menjadi
lempeng tektonik merupakan kombinasi
terpecah
lempeng
tektonik
besar.
dari
teori
sebelumnya
yaitu:
Teori
Lempeng tektonik adalah segmen keras
Pergerakan Benua (Continental Drift) dan
kerak
diatas
Pemekaran Dasar Samudra (Sea Floor
yang cair dan panas. Oleh
Spreading).Lapisan paling atas bumi, yaitu
karena itu, maka lempeng tektonik ini
litosfir, merupakan batuan yang relatif
bebas
bumi
astenosfer
yang
untuk
berinteraksi
perbatasan
mengapung
bergerak
satu
sama
dan
saling
dingin dan bagian paling atas berada pada
lain.
Daerah
kondisi padat dan kaku. Di bawah lapisan
tektonik,
ini terdapat batuan yang jauh lebih panas
lempeng-lempeng
merupakan tempat-tempat yang memiliki
yang
kondisi
yang
sedemikian panasnya sehingga senantiasa
menyebabkan gempa bumi, gunung berapi
dalam keadaan tidak kaku, sehingga dapat
tektonik
yang
aktif,
disebut
mantel.
Lapisan
ini
bergerak
sesuai
dengan
proses
pendistribusian panas yang kita kenal
sebagai aliran konveksi. Lempeng tektonik
yangmerupakan bagian dari litosfir padat
danterapung diatas mantel ikut bergerak
satu samalainnya
Teori lempeng tektonik diyakini oleh
banyak
ahli
menerangkan
sebagai
teori
prosesdinamika
yang
Gambar .I lempeng tektonik (Katili,
1963)
bumi.
Antaralain gempabumi danpembentukan
Pergerakan lempeng tektonik dibedakan
jalur pegunungan. Menurut teori ini kulit
menjadi tiga macam, yaitu pergerakan
bumi (kerak bumi) yang disebut litosfer
lempeng
terdiri dari lempengan yang mengambang
(convergen), saling menjauh (divergen),
di atas lapisan yang lebih padat yang
dan saling melewati (transform fault).
disebut astenosfer.Ada dua jenis kerak
yang
saling
mendekat
a. Convergen (pergerakan lempeng
bumi, yaitu kerak samudra dan kerak
yang saling mendekat)
benua. Kerak samudera tersusun atas
batuan yang bersifat basa, sedangkan kerak
Pergerakan lempeng yang saling mendekat
benua tersusun atas batuan yang bersifat
dapat menyebabkan terjadinya tumbukan
asam. Kerak bumi menutupi seluruh
yang
permukaan bumi. Namun akibat adanya
menunjam ke bawah tepi lempeng yang
aliran panas yang mengalir di astenosfer
lain.
yang menyebabkan kerak bumi pecah
membentuk
menjadi bagian-bagian yang lebih kecil.
merupakan jalur gempa bumi yang kuat.
Bagian-bagian
Sementara
itulah
yang
disebut
salah
satu
Daerah
lempengnya
penunjaman
palung
itu
di
yang
akan
tersebut
dalam
belakang
dan
jalur
lempeng kerak bumi (lempeng tektonik).
penunjaman
Aliran panas tersebut untuk selanjutnya
vulkanisme dan terbentuknya cekungan
menjadi
terjadinya
pengendapan. Contoh pergerakan lempeng
pergerakan lempeng. Lempeng tektonik
ini di Indonesia adalah pertemuan lempeng
merupakan dasar dari terbangunnya sistem
indo-australia
kejadian gempa bumi, peristiwa gunung
Pertemuan
berapi, kemunculan gunung api bawah
menghasilkan jalurpenunjaman di selatan
laut, dan peristiwa geologi lainnya.
Pulau Jawa, jalur Gunungapi di Sumatra,
sumber
kekuatan
akan
terjadi
aktivitas
dan
lempeng
Eurasia.
kedua
lempeng
tersebut
Jawa, dan Nusa tenggara, serta berbagai
disebut batas divergen atau batas lempeng
cekungan di Sumatra dan jawa. Batas antar
konstruktif.
lempeng yang saling mendekat hingga
mengakibatkan tumbukan dan salah satu
lempengnya menunjam ke bawah lempeng
yang
lain
(subduct)
disebut
batas
Gambar .3 Divergen (Rusilawati, 2012).
c. Transform
konvergen atau batas lempeng destruktif
Gambar .2 Convergen (Rusilawati, 2012).
fault
(pergerakan
lempeng yang saling melewati)
Pergerakan lempeng yang saling melewati
terjadi karena gerak lempeng sejajar
b. Divergen
(pergerakan
lempeng
dengan arah yang berlawanan sepanjang
perbatasan antar lempeng.Pada pergerakan
saling menjauh)
ini kedua perbatasan lempeng hanya
Pergerakan lempeng yang saling menjauh
bergesekan.Oleh karena itu, tidak terjadi
akan
penambahan
menyebabkan
penipisan
dan
atau
pengurangan
luas
peregangan kerak bumi hingga terjadi
permukaan.Namun, gesekan antar lempeng
aktifitas keluarnya material baru yang
ini, kadang-kadang dengan kekuatan dan
membentuk jalur vulkanisme. Meskipun
tegangan
saling menjauh, kedua lempeng ini tidak
menimbulkan gempa yang besar.
yang besar sehingga dapat
terpisah karena di belakang masing-masing
lempeng terbentuk kerak lempeng yang
baru.
Proses
berkelanjutan.
ini
berlangsung
Contoh
hasil
pergerakan
lempeng
ini
terbentuknya
gunungapi
di
secara
dari
adalah
punggung
tengah samudra di samudra pasifik dan
benua afrika.Batas antar lempeng yang
saling menjauh hingga mengakibatkan
terjadinya perluasan punggung samudra
Gambar .4 Transform (Rusilawati, 2012).
Pergerakan lempeng tektonik tersebut
terjadi dalam kerak. Jika tekanan dalam
ternyata menimbulkan berbagai fenomena
batuan terlalu besar, batuan akan retak
di permukaan bumi, misalnya terjadinya
membentuk patahan. Suatu pergeseran
gempabumi.Gempabumi
dalam bidang retakan/patahan beberapa
yang
terjadi
akibat pergeseran lempeng tektonik yang
sentimeter
disebut gempa tektonik. Gempa tektonik
gelombang gelombang berenergi dahsyat
terjadi di daerah subduksi, yaitubatas
akan muncul ke permukaan, memecah dan
pertemuan lempeng yang bertumbukan.
mengangkat tanah. Pergeseran ini yang
kemudian
Gelombang seismik merupaka gelombang
saja
dapat
diistilahkan
menyebabkan
gempa
bumi
(Febriana, 2013 ).
yang merambat melalui bumi. Perambatan
gelombang ini bergantung pada sifat
Gelombang seismik ada yang merambat
elastisitas batuan. Gelombang
seismik
melalui interior bumi disebut sebagai
dapat ditimbulkan dengan dua metode
body wave, dan ada juga yang merambat
yaitu metode aktif dan metode
pasif.
melalui permukaan bumi yang disebut
Metode aktif adalah metode penimbulan
surface wave. Sumber gelombang seismik
gelombang seismik secara aktif atau
ada
disengaja menggunakan gangguan yang
Sumberalami terjadi karena adanya gempa
dibuat oleh manusia, biasanya digunakan
tektonik,gempa vulkanik dan
untuk eksplorasi. Metode pasif adalah
sedangkan buatan menggunakan gangguan
gangguan yang muncul terjadi
yang disengaja (Juanita, 2011).
secara
alamiah, contohnya gempa. Gelombang
dua
yaitu
alami
dan
buatan.
runtuhan,
1. Gelombang Badan ( Body Wave)
seismik termasuk dalam gelombang elastik
karena medium yang dilalui yaitu bumi
Gelombang badan adalah gelombang yang
bersifat elastik. Oleh karena itu sifat
menjalar dalam media elastik
penjalaran gelombang seismik bergantung
perambatannya keseluruh bagian di dalam
pada elastisitas batuan yang dilewatinya (
bumi. Berdasarkan gerak partikel pada
Juanita, 2011).
media dan arah penjalarannya gelombang
dan arah
dapat dibedakan menjadigelombang P dan
Berdasarkan teori elastisitas, gempa bumi
merupakan
akibat
dari
gelombang S (Juanita, 2011).
pelepasan
energisecara tiba-tiba. Ketika lempeng

Gelombang P (gelombang primer)
tektonik saling membentur dan didorong
yaitu gelombang longitudinal yang
ke arah selubung, maka tekanan besar
pergerakan
dengan
partikelnya
arah
sejajar
rambatnya,yang
memilikikecepatanrambat
besar
dibandingkan
paling
lambat
dibandingkan
dengan
gelombang
gelombang P dan hanya bisa
seismik yang lainGelombang ini
merambat melalui medium padat.
dapat melalui medium padat, cair,
Pergerakan partikel gelombang S
dan gas. Persamaan darikecepatan
tegak
gelombang
rambatnya.
P
adalah
sebagai
berikut (Retno, 2011):
lurus
terhadap
arah
Persamaan
dari
kecepatan rambat gelombang S
adalah sebagai berikut (Juanita,
𝜆+2𝜇
𝑉𝑝 √
𝜌
.............(.1)
2011):
𝜇
Keterangan:
λ = Konstanta Lame
𝑉𝑆 √𝜌
µ = Rigiditas
Keterangan: µ = Rigiditas
.........................(.2)
ρ = densitas
ρ = densitas
Adapun kecepatan gelombang P (VP)
adalah ±5 – 7 km/s di kerak bumi, > 8
Gelombang
km/s di dalam mantel dan inti bumi, ±1,5
merambat pada fluida, sehingga pada
km/s di dalam air, dan ± 0,3 km/s di udara
inti bumibagian luar tidak dapat terdeteksi
(Hidayati, 2010).
sedangkan pada inti bumi bagian dalam
sekunder tidak
dapat
mampu dilewati. Kecepatan gelombang S
(VS) adalah ± 3 – 4 km/s di kerak bumi, >
4,5 km/s di dalam mantel bumi, dan 2,5 –
3,0
km/s
di
dalam
inti
bumi
Gambar 5 Gelombang P (Elnashai and
Sarno, 2008)

Gelombang
S
(gelombang
sekunder) disebut juga gelombang
(Hidayati,2010).
shear, gelombang transversal atau
gelombang
rotasi
gelombang
transversal
muncul
merupakan
yang
setelah gelombang P
muncul. Gelombang S memiliki
cepat rambat gelombang yang lebih
Gambar 6 Gelombang S (Elnashai and
Sarno, 2008)
2. Gelombang Permukaan ( Surface
Wave )
Gelombang permukaan adalah gelombang
yang merambat di permukaan bumi, tidak
melakukan penetrasi ke dalam medium
bumi. Gelombang permukaanmerupakan
salah satu gelombang seismik selain
gelombang
badan.
Ada
dua
jenisgelombang
permukaan,
yaitu
gelombang Love dan gelombang Rayleigh.

Gelombang Reyleigh merupaka
gelombang permukaan yang Orbit
gerakannya elips tegak lurus
dengan
permukaan
danarah
penjalarannya. Gelombang jenis ini
adalah gelombang
permukaan
yang
terjadi
akibat
adanya
interferensi antara gelombang
tekan dengan gelombang geser
secara konstruktif. Gelombang
Rayleigh memiliki gerakan partikel
yang merupakan kombinasi dari
gerakan partikel Gelombang P dan
S. Persamaan dari kecepatan
gelombangReyleigh adalah sebagai
berikut (Retno, 2011):
𝑉𝑅 = 0.92√𝑉𝑆 ......................(II.3)
permukaannya
(Gadallahand
Fisher, 2009).
Gambar 8 Gelombang love (Elnashai and
Sarno, 2008)
Gempa bumi adalah peristiwa bergetarnya
bumi akibat pelepasan energi di dalam
bumi secara tiba-tiba yang ditandai dengan
patahnya lapisan batuan pada kerak bumi.
Akumulasi energi penyebab terjadinya
gempa bumi dihasilkan dari pergerakan
lempeng – lempeng tektonik. Energi yang
dihasilkan
dipancarkan
kesegala
arah
berupa gelombang seismik efeknya dapat
dirasakan sampai kepermukaan bumi,
Berdasarkan
sebab
akibat,
maka
gempabumi dapat dibagi atas (Katili dan
Marks, 1963):
Gambar I7 Gelombang Rayleigh
(Elnashai and Sarno, 2008)

Gelombang
Love
merupakan
gelombang
permukaan
yang
menjalar dalam bentuk gelombang
transversal
yang
gelombang
Shorizontal
penjalarannya
paralel
merupakan
yang
dengan