Pengaruh Gempa Tektonik terhadap aktivitas Gunungapi : Studi

Pengaruh Gempa Tektonik Terhadap Aktivitas Gunungapi : Studi Kasus G. Talang dan Gempabumi Padang 30 September 2009
(Ahmad Basuki, Estu Kriswati, Yoga R. Pramitra)
PENGARUH GEMPA TEKTONIK TERHADAP AKTIVITAS GUNUNGAPI : STUDI
KASUS G. TALANG DAN GEMPABUMI PADANG
30 SEPTEMBER 2009
Ahmad BASUKI., dkk.
Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi
Sari
Terjadinya suatu gempa tektonik sering dikaitkan dengan aktivitas gunungapi yang terjadi di daerah tersebut.
Terjadinya letusan, peningkatan temperatur fumarola, atau peningkatan asap kawah diperkirakan dapat dipicu
oleh gempa tektonik yang terjadi beberapa waktu sebelumnya.
Gunung Talang merupakan gunungapi aktif yang berada di Sumatera Barat. Letusan tanggal 12 April 2005
diduga dipicu oleh terjadinya gempabumi Mentawai tanggal 10 April 2005. Namun gempabumi Padang tanggal
30 September 2009 dengan Mw = 7.6 tidak memicu terjadinya letusan Gunung Talang. Diperkirakan pengaruh
gempabumi di Padang terhadap aktivitas Gunung Talang hanya sebatas pada terjadinya gempa-gempa dangkal
yang menyebabkan adanya retakan-retakan sehingga terjadi pelepasan tekanan ke permukaan.
Kata kunci : Gunung Talang, Gempabumi Padang, Gempabumi Mentawai
Pendahuluan
Terjadinya
gempa
tektonik
dengan
magnituda lebih dari 5 skala Richter pada saat
ini menjadi perhatian semua pihak. Selain
faktor kebencanaan secara langsung, gempa
tektonik tersebut dikhawatirkan akan memicu
peningkatan kegiatan suatu gunungapi. Hal ini
berdasarkan hipotesa bahwa gunungapi dan
gempa tektonik memiliki hubungan yang erat
dengan proses yang terjadi dalam suatu
lempeng tektonik dan keduanya memiliki
interaksi dalam jangka panjang (Bolt, 2006).
Hal ini terbukti dengan munculnya busur
vulkanik sepanjang jalur subduksi. Selain itu,
selang terjadinya gempa dengan Mw >= 6.5 dan
letusan besar adalah sebanding, rata-rata
berselang sekitar 50 – 60 tahun (Hill dkk,
2002).
Gempabumi di
Padang tanggal 30
September 2009 merupakan gempa tektonik
yang dikhawatirkan akan memicu terjadinya
letusan G. Talang. Dengan Mw= 7.6 dan jarak
antara epicenter gempa dengan pusat aktivitas
G. Talang sekitar 96 km dikhawatirkan mampu
memberikan pengaruh terhadap sistem magma
G. Talang.
Gambar 1. Peta lokasi Gunung Talang
Gunung Talang sendiri merupakan salah
satu gunungapi yang aktivitas vulkaniknya
dipengaruhi oleh aktivitas tektonik di
sekitarnya. Erupsi freatik pada 12 April 2005
diperkirakan dipicu oleh gempabumi Mentawai
Mw=6.7 pada 10 April 2005. Posisi gunungapi
yang berada di tengah sesar sumatera yang aktif
(Sieh dkk, 2000) semakin meningkatkan
kemungkinan terpicunya aktivitas vulknik oleh
aktivasi sesar di sekitarnya. Namun gunungapi
merupakan suatu sistem yang dapat terinteraksi
dengan sekitarnya dalam skala yang berbeda
(Eggert dkk, 2009). Manifestasi dari aktivitas
vulkanik yang terpicu oleh aktivitas tektonik
dapat terjadi dalam selang waktu dan jarak yang
berbeda-beda. Suatu letusan dapat dipicu oleh
gempa tektonik yang terjadi beberapa saat
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 4 Nomor 3, Desember 2009 : 11-17
Hal :11
Pengaruh Gempa Tektonik Terhadap Aktivitas Gunungapi : Studi Kasus G. Talang dan Gempabumi Padang 30 September 2009
(Ahmad Basuki, Estu Kriswati, Yoga R. Pramitra)
sebelumnya ataupun yang berselang beberapa
tahun sebelumnya, selain itu dapat pula terpicu
oleh gempa dengan epicenter yang berada
disekitarnya maupun oleh gempa yang berjarak
ratusan kilometer dari pusat kegiatan
gunungapi. Interaksi antara gempa tektonik
dengan gunungapi juga ditentukan oleh
besarnya perubahan tekanan pada magma yang
diakibatkan perubahan tekanan di sekitar
gunungapi (Hill dkk, 2002). Sehingga kesulitan
muncul ketika menetukan gempa tektonik mana
yang telah memicu terjadinya suatu letusan dan
syarat dari gempa tektonik yang dapat memicu
terjadinya letusan G. Talang.
Maksud dari penelitian ini adalah untuk
menentukan pengaruh Gempabumi Padang 30
September 2009, terhadap aktivitas vulkanik G.
Talang pada saat itu. Hasil dari penelitian ini
diharapkan dapat berguna dalam pemantauan
kegiatan G. Talang sebagai bagian dari mitigasi
bencana letusan gunungapi.
Metodologi
Metoda yang digunakan dalam menentukan
pengaruh gempabumi Padang 2009 terhadap
aktivitas vulkanik G. Talang adalah metode
visual, seismik, dan deformasi. Penelitian
dengan metoda visual dilakukan dengan
melakukan pengamatan terhadap perubahan
aktivitas hembusan yang berada di puncak dan
lereng G. Talang. Aktivitas hembusan asap
yang dipantau adalah Kawah Gabuo Atas,
Kawah Utara, Kawah Selatan, dan Kawah
Kapundan Panjang. Pengunaan metoda seismik,
yaitu dengan memasang 3 stasiun seismik
temporer dan 1 stasiun seismik permanen,
bertujuan untuk memantau kegempaan G.
Talang. Metoda deformasi dilakukan dengan
survey GPS (Global Positioning System) dan
EDM (Electro-optic Distance Measurement).
Survey ini merupakan pengukuran secara teliti
koordinat beberapa titik bencmark serta jarak
antara baseline yang kemudian dibandingkan
dengan pengukuran sebelumnya. Perubahan
Hal :12
yang terjadi akan menentukan arah dan besar
deformasi yang terjadi pada G. Talang.
Gambar 2. Peta sebaran titik GPS dan stasiun
seismik
Analisis dan Hasil
Sumber gempa tektonik di sekitar G. Talang
adalah Sesar Sumatra dan jalur subduksi di
pantai barat Sumatra. Gunung Talang sendiri
terletak di Sesar Sumatra segmen Sumani,
dengan akumulasi strain pada tahun 1990an
sekitar 23 + 5 mm/tahun (Sieh dkk, 2000).
Tercatat sejak tahun 2005 terdapat 7 kali gempa
tektonik dengan momen magnitude lebih dari 6
dengan jarak episenter dengan kawah G.
Talang berkisar 54 – 170 km (sumber :USGS).
Gempa Padang dengan Mw = 7.6 terjadi
pada
tanggal
30
September
2009
mekanismenya berupa sesar naik dan terekam
oleh stasiun seismik G. Talang pada pukul
17:16:29 WIB dengan intensitas VI pada skala
MMI. Kedalaman gempa sekitar 81 km dengan
episenter 60 km dari kota Padang dan 95 km
dari kawah G. Talang. (sumber :USGS).
Sumber gempa terjadi di dalam slab yang
menunjam (intra-slab earthquake).
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 4 Nomor 3, Desember 2009 : 12-17
Pengaruh Gempa Tektonik Terhadap Aktivitas Gunungapi : Studi Kasus G. Talang dan Gempabumi Padang 30 September 2009
(Ahmad Basuki, Estu Kriswati, Yoga R. Pramitra)
Gambar 3. Posisi hiposenter gempabumi Padang 2009
Pengamatan visual menunjukkan hembusan
asap muncul pada saat terjadi gempabumi
Padang pada September 2009. Gempa vulkanik
dengan frekuensi 1 – 10 Hz meningkat sangat
tinggi, dari rata-rata 5 gempa /hari menjadi 95
kejadian pada tanggal 30 September, dan 79
kejadian pada 1 Oktober 2009. Jumlah gempa
vulkanik tersebut terus mengalami penurunan
hingga akhirnya kembali normal pada 5
Oktober 2009.
200
menunjukkan sebaran yang berarah baratlaut –
tenggara, dengan kedalaman berkisar 2 – 5 km
di bawah kawah. Mekanisme focal yang terjadi
didominasi sesar naik. Tipe sesar seperti ini
terjadi akibat pelepasan tekanan yang umumnya
berupa ektrusi magma atau gas ke permukaan
(Hidayati dkk, 2008).
VB
150
Gempa Padang
Jumlah Gempa
100
50
0
09-Sep-09
30-Sep-09
21-Oct-09
200
VA
150
100
50
0
09-Sep-09
30-Sep-09
21-Oct-09
200
TJ
150
100
50
0
09-Sep-09
30-Sep-09
21-Oct-09
Tanggal
Gambar 4. Grafik kegempaan G. Talang September
– Oktober 2009
Pemasangan stasiun seismik temporer
dilakukan pada tanggal 10 – 22 Oktober 2009,
dan merekam beberapa gempa vulkanik G.
Talang. Episenter gempa vulkanik tersebut
Gambar 5. Focal Mekanisme gempa vulkanik G.
Talang 10 – 22 Oktober 2009
Kegempaan G. Talang periode Oktober
2009 ini dibandingkan dengan periode Juli
2009 dan September 2009. Pada bulan Juli
2009 diperkirakan tidak ada pengaruh gempa
tektonik terasa terhadap aktivitas G. Talang,
karena gempa tektonik dengan Mw > 6 terakhir
terjadi pada tanggal 22 Nopember 2008 dengan
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 4 Nomor 3, Desember 2009 : 13-17
Hal :13
Pengaruh Gempa Tektonik Terhadap Aktivitas Gunungapi : Studi Kasus G. Talang dan Gempabumi Padang 30 September 2009
(Ahmad Basuki, Estu Kriswati, Yoga R. Pramitra)
jarak sekitar 135 km sebelah baratdaya G.
Talang (sumber : USGS). Episenter gempa
vulkanik G. Talang
bulan Juli 2009
menunjukkan sebaran yang berarah baratlaut–
tenggara, berkedalaman antara 2 – 6 km dan
didominasi sesar normal. Sesar ini umumnya
akibat dari meningkatnya tekanan dalam tubuh
gunungapi ketika magma naik menuju
kedalaman yang lebih dangkal.
Gambar 6. Focal Mekanisme gempa vulkanik G. Talang Juli dan September 2009
Pada bulan September 2009 episenter gempa
vulkanik G. Talang masih berarah baratlauttenggara dengan mekanisme focal didominasi
sesar naik. Perubahan pola sesar ini
diperkirakan pengaruh dari gempabumi
Mentawai tanggal 16 Agustus 2009 dengan
Mw=6.6 (sumber :USGS).
Hasil survey GPS dalam periode sebelum
dan sesudah terjadinya Gempa Padang
menunjukkan terjadinya deformasi pada tubuh
G. Talang. Hasil pengukuran antara bulan Juli –
Oktober 2009 menunjukkan baseline yang
memanjang pada bagian luar dari puncak
Gunung Talang, namun terjadi pemendekan
pada bagian puncak dengan arah baratlaut –
tenggara. Interpretasi dari data ini agak sulit
dilakukan mengingat terjadi variasi distribusi
tekanan. Hal ini bisa terjadi pada gunungapi
dengan kawah berada pada daerah patahan (De
natale dkk, 1996). Namun, jika melihat dari
mekanisme fokal setelah gempa padang terjadi,
diperkirakan hal ini terjadi akibat sesar naik
yang terjadi di sekitar G. Talang
Hal :14
Gambar 7. Hasil survey GPS G. Talang Juli –
Oktober 2009
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 4 Nomor 3, Desember 2009 : 14-17
Pengaruh Gempa Tektonik Terhadap Aktivitas Gunungapi : Studi Kasus G. Talang dan Gempabumi Padang 30 September 2009
(Ahmad Basuki, Estu Kriswati, Yoga R. Pramitra)
Diskusi
Manifestasi gunungapi yang terpicu oleh
gempa tektonik dalam banyak kasus hanya
menunjukkan peningkatan kegiatan dan tanpa
letusan (Eggert dkk, 2009). Gempabumi
Mentawai tanggal 10 April 2005 memicu
terjadinya peningkatan gempa vulkanik dan
letusan tanggal 12 April 2005 (Irawan dkk,
2005). Namun Gempabumi Padang pada 30
September 2009 tidak diikuti oleh letusan.
Adanya hembusan pada saat terjadi gempa
hanya menunjukkan terjadinya pelepasan gas ke
permukaan akibat terjadinya retakan-retakan di
permukaan dangkal. Hal ini didukung dengan
terjadinya gempa dengan mekanisme sesar naik
di sekitar kawah dan data deformasi juga
menunjukkan pola sesar naik. Pola sesar naik
juga terjadi setelah gempa Mentawai 16
Agustus 2009.
Gempa-gempa yang terjadi dengan epicenter
berarah baratlaut – tenggara diperkirakan
merupakan aktivasi dari sesar, karena sesuai
dengan arah sesar Sumatra, bukan merupakan
pengaruh dari aktivasi magma G. Talang.
Letusan G. Talang tahun 2005 sendiri
merupakan letusan freatik. Letusan ini terjadi
akibat pelepasan tekanan uap yang sangat
tinggi. Sehingga pada dasarnya pengaruh
gempa tektonik terhadap aktivitas vulkanik G.
Talang adalah terjadinya aktivasi sesar di
kedalaman yang dangkal dan menyebabkan
pelepasan tekanan ke permukaan.
Pengaruh gempa tektonik terhadap aktivitas
gunungapi diterangkan dalam berbagai model,
diantaranya adalah model perubahan tekanan
statik dan model induksi tekanan dinamik.
Semua model interaksi tersebut berpotensi
memicu terjadinya letusan dengan syarat sistem
magma telah mencapai titik kritis menjelang
letusan. Sistem vulkanik yang telah berada pada
kondisi kritis sangat mudah terganggu oleh
gempa tektonik jauh (Hill dkk, 2002). Hal ini
diperkirakan menjadi penyebab mengapa
gempabumi Mentawai 10 April 2005 memicu
terjadinya letusan sedangkan gempa Padang 30
September 2009 tidak memicu terjadinya
letusan.
Gambar 8. Epicenter gempabumi Padang 2009 dan
gempabumi Mentawai 2005
Pada saat terjadi gempabumi Mentawai
tahun 2005, sistem hidrothermal G. Talang
telah berada pada titik kritis sehingga mudah
terpicu oleh adanya gempa tektonik tersebut,
sedangkan pada saat terjadi gempabumi Padang
2009, diperkirakan G. Talang tidak berada pada
kondisi kritis tersebut. Pengukuran EDM tahun
2001 – 2009 menunjukkan terjadinya inflasi
pada periode pengukuran Februari – September
2005 sedangkan pengukuran tahun 2009
menunjukkan kecenderungan deflasi. Adanya
inflasi atau pengurangan jarak antara baseline
disebabkan terjadinya peningkatan tekanan
dalam tubuh gunungapi, sedangkan deflasi
menunjukkan sebaliknya.
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 4 Nomor 3, Desember 2009 : 15-17
Hal :15
Pengaruh Gempa Tektonik Terhadap Aktivitas Gunungapi : Studi Kasus G. Talang dan Gempabumi Padang 30 September 2009
(Ahmad Basuki, Estu Kriswati, Yoga R. Pramitra)
inflasi
deflasi
inflasi
deflasi
Gambar 9. Grafik pengukuran EDM tahun 2001 – 2009
Pengaruh
diperkirakan
gempabumi
gempabumi Mentawai 2005
pula lebih besar dibanding
Padang
2009.
Rekaman
seismogram G. Talang menunjukkan aftershock
gempabumi Mentawai 2005 lebih intens
dibanding aftershock gempabumi Padang 2009.
Gempa Padang
Gambar 10. Rekaman seismogram pada saat dan setelah gempa Padang
Hal :16
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 4 Nomor 3, Desember 2009 : 16-17
Pengaruh Gempa Tektonik Terhadap Aktivitas Gunungapi : Studi Kasus G. Talang dan Gempabumi Padang 30 September 2009
(Ahmad Basuki, Estu Kriswati, Yoga R. Pramitra)
Gempa Mentawai
Gambar 11. Rekaman seismogram pada saat dan setelah gempa Mentawai
Kesimpulan
• Gempabumi Padang 2009 tidak memicu
terjadinya letusan namun hanya sebatas
pelepasan akumulasi tekanan fluida yang
ada di kedalaman dangkal G. Talang.
• Peningkatan gempa vulkanik dan tektonik
setelah
gempabumi
Padang
2009
diperkirakan merupakan aktivasi sesar
bukan merupakan indikasi peningkatan
kegiatan magmatik G. Talang.
• Pengaruh gempa tektonik terhadap aktivitas
vulkanik G. Talang adalah terjadinya
aktivasi sesar di kedalaman yang dangkal
dan menyebabkan pelepasan tekanan ke
permukaan.
Daftar Pustaka
Bolt, Bruce A., 2006, Earthquakes. W.H.
Freeman and Company, New York.
De Natale, G., Pingue, F., 1996, Ground
deformation modelling in volcanic areas:
monitoring and mitigation of volcano
hazard (1996), Springer-Verlag, Berlin.
Eggert, S., Walter, T.R., 2009, Volcanic
activity before and after large tectonic
earthquakes: Observations and statistical
significance, Tectonophysics , i:10.1016/
j.tecto.2008. 10.003.
Hill, D.P., Pollitz, F., Newhall, C., 2002,
Earthquake–volcano interactions. Physics
Today 55 (11), 41–47.
Hidayati,S., Ishihara, K., Iguchi, M.,
Ratdomopurbo,
A.,
2008,
Focal
Mechanism
of
volcano-tectonic
earthquakes
at
Merapi
Volcano,
Indonesia. Indonesian Journal of Physics
Vol. 19. No.3.
Irawan, W., dkk., 2005. Laporan Tanggap
Darurat Kegiatan G. Talang 2005,
Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi
Bencana Geologi. Bandung.
Sieh, K., Natawidjaja, D., 2000, Neotectonics
of Sumatra Fault, Indonesia, Journal of
Geophysical Research, Vol. 105, 28,29528,326.
USGS, Earthquake hazard program, 2009,
http://neic.usgs.gov/neis/epic/
epic_global.html.
USGS,
Earthquake
hazard
program,
2009,http://neic.usgs.gov
/neis/eq_depot/2009/eq_090930_mebz/ne
ic_mebz_fmt.html.
Bulletin Vulkanologi dan Bencana Geologi, Volume 4 Nomor 3, Desember 2009 : 17-17
Hal :17