BAB 1 PENDAHULUAN

BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gempa bumi dengan magnitude besar yang berpusat di lepas pantai barat propinsi
Nangroe Aceh Darussalam kemudian disusul dengan bencana tsunami dahsyat, telah
menyadarkan banyak orang bahwa ternyata Indonesia; khususnya wilayah Sumatera;
memiliki potensi bencana alam gempa bumi. Alasan dibalik mengapa Indonesia
memiliki potensi tersebut ialah letak Indonesia yang merupakan pusat pertemuan dari
lempeng-lempeng antara lain Eurasia, Filipina, Caroline, Indo-Australia, Pasifik, dan
beberapa lempeng minor [Hamilton, 1979]. Terkait dengan lempeng Eurasia,
lempeng Indo-Australia memiliki pergerakan rata-rata ke arah utara, sedangkan
pergerakan lempeng Filipina cenderung ke arah barat laut [Hamilton, 1979 &
Puspito, 1995]. Terkait dengan lempeng Filipina, lempeng Caroline memiliki
pergerakan ke arah tenggara di bagian palung Aru dan ke arah barat laut di bagian
palung Yap [Seno, et.al, 1992].
Gambar 1.1 Batas Pertemuan Lempeng di Indonesia [Hall, 2002].
1
Dengan kondisi tersebut, merupakan hal yang wajar jika Indonesia sering mengalami
bencana gempa bumi yang diakibatkan aktifitas tektonik lempeng-lempeng yang
mengelilinginya. Aktifitas tektonik sendiri merupakan teori baru yang dikemukakan
oleh Alfred Lothar Wegener pada tahun 1912. Teori yang dikenal dengan
Continental Drift (pergeseran benua) ini mengemukakan bahwa sekitar 200 tahun
yang lalu, daratan yang sangat luas yang dinamakan Pangaea, mulai terpisah.
Alexander Du Toit, seorang professor di bidang geologi dari Universitas
Witwatersrand yang juga salah satu pendukung Wegener yang setia, mengemukakan
bahwa Pangaea pertama kalinya pecah menjadi dua buah daratan yang sangat luas,
yaitu Laurasia di belahan bumi bagian utara, dan Gondwanaland di belahan bumi
bagian selatan [USGS, 2011].
Illustration from USGS
Gambar 1.2 Perkembangan Benua di Bumi Berdasarkan Teori Continental Drift.
Teori tektonik lempeng ini memiliki prinsip dasar yaitu bahwa bumi ditutupi oleh
lapisan yang dingin dan tipis yang disebut litosfer. Lapisan ini mengambang di atas
lapisan yang lebih padat dan memiliki suhu lebih hangat yang dapat mengalir, yang
disebut mantel. Lapisan litosfer ini terpecah-pecah menjadi beberapa bagian yang
disebut lempeng. Bebatuan yang berbentuk semi-liquid yang berada di bawah mantel
2
ini bergerak karena pengaruh dari panas yang berasal dari inti bumi dan
mengakibatkan lempeng yang ada di atas mantel bergerak satu sama lain. Hal itulah
yang menyebabkan fenomena alam seperti gempa bumi, gunung meletus,
terbentuknya jajaran pegunungan, terbentuknya palung laut, dan sebagainya [Noyes,
2011].
Pantai barat Sumatera adalah salah satu daerah rawan gempa di Indonesia
dikarenakan letaknya yang berdekatan dengan salah satu perbatasan lempeng aktif,
yaitu antar lempeng Indo-Australia dengan lempeng Eurasia. Karena hal tersebut,
Pulau Sumatera memiliki catatan gempa yang sangat panjang. Dalam kurun waktu 5
tahun saja, yaitu dari tahun 2004 hingga tahun 2008, sudah terjadi lebih dari 10 buah
gempa bumi dengan magnitude rata-rata tinggi (5-9 MW) [USGS, 2008]. Dengan
potensi tersebut, maka sejak tahun 2002, Geoteknologi LIPI bekerjasama dengan
Tectonic Observatory Caltech sudah mengembangkan stasiun GPS kontinu yang
dinamakan Sumatran GPS Array (SuGAr). Stasiun SuGAr ini tersebar memanjang di
pantai barat Pulau Sumatera sehingga diharapkan setiap perubahan yang terjadi
akibat pergerakan batas lempeng Indo-Australia dan Eurasia dapat teramati.
Gambar 1.3 Persebaran Titik-titik Stasiun SuGAr [Rahman, 2011].
3
Dari data-data yang didapat dari pengukuran Stasiun GPS SuGAr ini kita dapat
menghitung perubahan naik-turun dan juga pergerakan horizontal dari muka bumi
dengan sangat akurat. Dari pengukuran ini kemudian kita juga dapat melakukan studi
deformasi yang terjadi, antara lain mengenai siklus gempa bumi, atau kita juga dapat
memodelkan dimensi dan kekuatan dari sumber gempa.
Dalam menganalisis data time series hasil pengamatan geodetik, kadang kala dapat
dilakukan dengan mudah jika data tersebut tidak memiliki tren dan memiliki rasio
noise-to-signal yang kecil. Tapi pada kenyataannya, hasil data pengamatan yang
didapat seringkali memiliki rasio noise-to-signal yang tinggi, atau terdiri atas
gabungan dari bermacam-macam jenis sinyal yang berbeda. Untuk itulah teknik
analisis spektral dapat menyajikan hasil yang terbaik [Pytharouli, et.al, 2004].
1.2 Ruang Lingkup
Ruang lingkup dari penulisan Tugas Akhir ini adalah data-data pengamatan yang
diperoleh dari pengamatan GPS secara kontinu pada stasiun SuGAr. Adapun stasiun
SuGAr yang digunakan data pengamatannya dalam pengerjaan Tugas Akhir ini
berjumlah 8 stasiun, yaitu ACEH, BAKO, JMBI, LNNG, MKMK, MSAI, PSKI, dan
PRKB. Data pengamatan kemudian diolah menggunakan software Bernese sehingga
diperoleh koordinat geodetik dari tiap-tiap stasiun yang kemudian di transformasi ke
dalam koordinat toposentrik. Adapun rentang waktu pengamatan data GPS yang
digunakan dimulai dari pengamatan tahun 2004 hingga tahun 2007.
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud dari penulisan Tugas Akhir ini antara lain yaitu untuk menghitung koordinat
dari data pengamatan GPS kontinu stasiun SuGAr, menganalisis data time seriesnya, dan mereduksi pengaruh sinyal deformasi dari data time series.
Adapun tujuan dari pengerjaan Tugas Akhir ini adalah mendapatkan komponenkomponen apa saja yang berpengaruh di dalam time series data pengamatan GPS
SuGAr.
4
1.4 Manfaat
Manfaat dari penulisan Tugas Akhir ini adalah mengetahui pola pergeseran yang
terjadi pada tiap-tiap stasiun pengamatan, mengetahui pola-pola lain yang mungkin
berpengaruh dalam data time series, dan mengetahui sinyal deformasi yang
mempengaruhi data time series. Diharapkan dengan pengukuran dan pengolahan data
yang lebih lanjut, informasi yang diperoleh pun lebih akurat sehingga dapat
digunakan untuk kepentingan mitigasi bencana gempa bumi di masa yang akan
datang dan pencegahan atas kerugian yang lebih besar di kemudian hari.
1.5 Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan dalam penulisan Tugas Akhir ini meliputi :
1.
Studi literatur mengenai semua materi yang diperlukan untuk mengerjakan
Tugas Akhir ini. Literatur yang digunakan meliputi Tugas Akhir, situs
internet, dan lain-lain yang berhubungan dengan materi dari Tugas akhir ini;
2.
Pengadaan data dengan mendownload semua data GPS continuos dari semua
stasiun SuGAr yang diperlukan, meliputi data GPS SuGAr tahun 2004, 2005,
2006, dan 2007;
3.
Melakukan pengolahan data dengan menggunakan software Bernese 5.0
hingga diperoleh koordinat geodetik yang kemudian diolah lebih lanjut untuk
mendapatkan koordinat toposentrik;
4.
Melakukan plotting data time series koordinat toposentrik, kemudian
mendeteksi outlier yang terdapat dalam data time series, setelah itu baru
dilakukan analisis data time series.
Secara umum, metodologi penulisan Tugas Akhir ini digambarkan seperti diagram di
bawah ini :
5
Studi Literatur
Struktur dan
Dinamika Bumi
Analisis Deret
Waktu
GPS
Periodogram
Lomb
Pengumpulan
Data SuGAr
Pengolahan Data
GPS dengan
Bernese 5.0
Plotting Data
Pergeseran Titik
per Komponen
(EW, NS, UD)
Outlier Detection
Outlier Reduction
Data Bebas
Outlier
Analisis Time
Series
Kesimpulan dan
Saran
Diagram 1.1 Diagram metodologi penulisan Tugas Akhir.
6
1.6 Sistematika Penulisan
Penulisan Tugas Akhir ini akan mengikuti sistematika sebagai berikut:
BAB I
PENDAHULUAN
Pada bab ini, dibahas dasar pemikiran dan alasan dari penulisan Tugas
Akhir ini yang disusun dalam: Latar Belakang, Ruang Lingkup,
Tujuan, Manfaat, Metodologi Penelitian, dan Sistematika Penulisan.
BAB II DASAR TEORI
Bab ini menjelaskan konsep-konsep dasar dan teori mengenai
dinamika bumi, analisis spektral, dan peran teknologi GPS dalam
memantau pegerakan lempeng bumi.
BAB III PENGOLAHAN DAN PENYAJIAN DATA
Pada bab ini, dibahas mengenai proses-proses pengolahan dari data
yang diperoleh melalui survei GPS, meliputi pengolahan data GPS
dengan menggunakan software Bernese 5.0 dan pengolahan data
dengan MATLAB untuk keperluan analisis time series.
BAB IV ANALISIS
Pada bab ini akan diuraikan analisis dari hasil pengolahan data.
BAB V
PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan yang dapat ditarik dari hasil pengolahan
data dan analisis, dan juga saran yang dapat digunakan sebagai
masukan untuk penelitian selanjutnya.
7