distribution hypocenter vulcanic earthquake at

DISTRIBUTION HYPOCENTER VULCANIC EARTHQUAKE AT
SEMERU MOUNTAIN LUMAJANG EAST JAVA
Kadek Dewi Adistyawati Putri Sudana, Daeng Achmad Suaidi, Sujito, Hetty Triastuty
Jurusan FMIPA Universitas Negeri Malang
Email : [email protected]
ABSTRACT
The activity of mountain Semeru is in Jonggring Seloko cauldron which is located in the southeastern part of Mahameru top. The eruptions of Mountain Semeru are usually of Vulkanian and
Trombolin types. The activity recorded in the monitoring station is volcanic earthquake which took place
due to the activity of lava or fluid. Recognizing the condition on the activity of volcano is useful to give
an early warning to people.
Pointing out of the volcanic earthquake source either shallow (VB) or Deep Volcanic Earthquake
(VA) is done by using the GAD software (Nishin, 2005). The changing of location and depth of the
earthquake could indicate the changing in system inside the body of Mountain Semeru, which could
determine the activity status of Mountain Semeru.
During period of Januari-December 2013 an earthquake is recorded which is based around the
vicinity of Mountain Semeru with depth of 2510 m beneath the top. It included some earthquakes which
spread in the east and south-east. During this period the silting of volcanic earthquake is observed which
indicates the effect of Fluid in the shallower depth. Generally silting up of volcanic earthquake does not
ignite significant change in Mountain Semeru Volcanic activity.
Key Words : Volcanic Quake, Mountain Semeru Activity, Hypocenter, Epicenter
terjadinya aliran awan panas yang mengalir
kelembah-lembah yang lebih rendah dan arah
alirannya sesuai dengan bukaan kawah dan
lembah–lembah di Gunung Semeru. Arah
bukaann kawah Gunung Semeru saat ini
mengarah ke tenggara atau mengarah ke hulu
besuk kembar.
Kegiatan vulkanik letusan Gunung
Semeru tidak hanya terjadi dari kawah pusat
(puncak) tetapi terjadi dari lubang letusan
samping atau celah. Letusan samping
menghasilkan aliran lava dan piroklastik
dilereng tenggara Gunung Semeru. Beberapa
bukti terjadinya letusan samping pada masa
prasejarah antara lain terbentuknya Ranu
Darugan, Ranu Pakis, Gunung Leker, dan
Gunung Papak. Dimasa datang letusan samping
atau celah di Gunung Semeru berpeluang terjadi
PENDAHULUAN
Indonesia termasuk dalam daerah Cincin
Api Pasifik (Ring of Fire) yaitu wilayah
melingkar dimana batas–batas lempeng bertemu
yang mengakibatkan munculnya banyak
gunungapi. Indonesia terletak antara pertemuan
tiga lempeng Tektonik besar Indo-Australia,
lempeng Benua Eurasia, dan lempeng Pasifik.
Aktivitas Gunung Semeru terdapat
dikawah Jonggring Saloko yang terletak di
tenggara puncak Mahameru. Letusan Gunung
Semeru umumnya bertipe Vulkanian dan
Trombolian. Letusan Vulkanian dicirikan
dengan letusan eksplosif yang kadang-kadang
menghancurkan kubah dan lidah lava yang
sebelumnya. Selanjutnya terjadi letusan tipe
Trombolin yang biasanya terjadi diikuti oleh
1
karena zona lemah terutama disektor lereng
timur tenggara.
Akibat aktivitas Gunung Semeru gempa
yang yang terekam pada stasiun pemantau
adalah Gempa bumi vulkanik terjadi akibat
adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi
sebelum gunung api meletus. Apabila
keaktifannya semakin tinggi maka akan
menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan
menimbulkan
terjadinya
gempa
bumi.
Berdasarkan kedalaman hiposentrum terdiri dari
gempa bumi dalam, menengah dan dangkal.
Salah satu metode untuk mengetahui
aktivitas gunungapi menggunakan metode
seismik. Dasar pemikiranya letusan gunungapi
dengan metode seismik, bahwa menjelang
letusan pasti ada gejala yang mendahuluinya.
Salah satu gejala yang dapat dirasakan
terjadinya gempa bumi akibat naiknya kegiatan
magma atau gempa vulkanik.
Monitoring seismik atau pengamatan
terhadap aktivitas seismic gunungapi dapat
membantu dalam menentukan status gunungapi,
meramalkan letusan, memperkirakan besar
letusan dan memahami proses fisika.
Pemantauannya didasarkan pada pada rekaman
getaran yang gempa Vulkanik.
Penentuan koordinat hiposenter pada
gempa vulkanik sangat penting untuk diketahui.
Apabila diketahui posisi hiposenter berada pada
posisi yang berbeda dari kejadian gempa
vulkanik sebelumnya, apalagi mengalami
kenaikan posisi maka dari kejadian ini di
prediksi akan memicu munculnya sebuah kubah
lava yang baru. Tetapi bila posisi hiposenter
berada pada suatu posisi yang dominan tetap,
maka hal ini mengindikasikan bahwa gunung
tersebut akan mengalami peningkatan aktivitas.
Untuk memantau aktivitas kegempaan
vulkanik Gunung Semeru terdapat beberapa
stasiun seismik yang dipasang disekitar Gunung
Semeru. Stasiun geophone yang terletak di 5
daerah yaitu Puncak Gunung Semeru, Gunung
Kepolo, Gunung Laker, Tretes, dan Besuk Bang.
Data kegempaan dari setiap stasiun dikirim
melalui frekuensi radio ke Pos Pengamatan
Gunung Api (PPGA) Semeru di Gunung Sawur
Candipuro Lumajang Jawa Timur yang berjarak
11 kilometer dari Gunung Semeru.
Keistimewaan metode seismik satusatunya metode geofisika yang dapat melakukan
mapping sekaligus monitoring pada survei
gunungapi. Dengan meletakkan lebih dari 1
instrumen
perekaman,
dapat
dilakukan
monitoring aktivitas seismik di tempat itu,
sekaligus mapping (mencangkup area yang lebih
luas).
Daerah di sekitar Gunung Semeru
merupakan daerah pertanian yang subur.
Dilereng timur dan tenggara yang merupakan
daerah rawan bencana, terletak tanah pertanian
dan permukiman dengan kepadatan penduduk
lebih dari 850 jiwa/km².
Semakin dekat suatu wilayah dengan
letak hiposentrum, maka semakin besar derajat
kerusakan yang ditimbulkan oleh gempa, begitu
juga sebaliknya. Cakupan daerah terkena gempa
ditentukan oleh kekuatan gempa pada
hiposentrumnya.
METODE EKSPERIMEN
Salah satu metode penentuan lokasi
hiposenter adalah metode tiga lingkaran, yang
disebut juga dengan metode grafis. Sebelum
melakukan metode tersebut, terlebih dahulu
ditentukan waktu tiba gelombang P dan S yang
diterima di stasiun pengamat. Picking arrival
time gelombang P dilakukan pada komponen
vertical seismogram (karena gelombang p
merambat secara longitudinal, tegak lurus
dengan komponen vertikal), sementara untuk
gelombang S dilakukan pada komponen
horizontal (Gelombang S merambat secara
transversal, tegak lurus dengan komponen
horizontal).
Dari selisih waktu tiba gelombang S
dengan gelombang P, maka akan diperoleh
lokasi hiposenter dengan metode grafis (dengan
asumsi kecepatan gelombang P dan gelombang
S). Metode ini disebut Metode Wadati (1933)
yang diambil dari havskov dan ottemoller
(2010), yaitu :
……………………. (1)
2
Dan untuk menggunakan origin time
atau waktu datang gempa menggunakan
persamaan :
Keterangan :
H
= kedalaman focus gempa (hiposenter)
D
= Radius lingkaran (Metode Wadati)
= Jarak episentrum terhadap stasiun
pengamat
Prinsip metode Geiger, yaitu dengan
menghitung residual antara waktu pengamatan
(observed) dan waktu perhitungan (calculated).
Keterangan :
…………………... (2)
Keterangan :
D
Vp
Vs
tp
ts
K
t
= Radius lingkaran (Metode Wadati)
= Kecepatan gelombang P
= Kecepatan gelombang S
= Waktu tiba gelombang P
= Waktu tiba gelombang S
= Konstanta omori
= origin time waktu datang gempa
Kemudian dapat ditentukan titik
episenter dari radius setiap lingkaran yang
ditentukan oleh gambar dan persamaan berikut :
…………….……(3)
= Selisih antara hasil observasi dan hasil
kalkulasi pada stasiun ke – i
= waktu tempuh gelombang seismic pada
stasiun ke-I () dari hiposenter
= waktu tempuh yang dikalkulasi
berdasarkan model kecepatan bahwa permukaan
………………………………. (5)
Berikut adalah perhitungan Metode
Geiger (Geiger,1910 dalam Havskov dan
ottemoller,2010) :
………….. (6)
Keterangan :
Dᵢ
= Radius lingkaran ( Metode Wadati)
Xᵢ , Yᵢ
= Lokasi stasiun ke-i
X , Y = Lokasi Episenter
Ilustrasi dari metode grafis ( metode 3
lingkaran) menurut persama (1), (2), dan (3)
ditunjukkan pada Gambar.
Atau bias dibuat dalam bentuk matriks sebagai
berikut :
……………….. (7)
Atau :
…………………………... (8)
Keterangan :
Turunan parsial waktu tempuh kalkulasi
terhadap lokasi hiposenter inisial:
= Perusahaan lokasi
hiposenter dan waktu
tiba
ri
= residua tau selisih antar
hasil observasi dan hasil
kalkulasi pada stasiun
ke-i
= jumlah stasiun
Gambar 1. lokasi episenter yang diperoleh dari
metode tiga lingkaran.
Keterangan lokasi episenter yang diperoleh dari
metode tiga lingkaran, dimana Sᵢ adalah titik
pusat lingkaran (lokasi stasiun), dan dᵢ adalah
jari – jari lingkaran yang diperoleh dari metode
Wadati (Wadati , 1933)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk menentukan hiposenter atau kedalaman
focus gempa, digunakan persamaan (4).
………………………….. (4)
Dalam
mengkarakteristik
Gempa
vulkanik dangkal dan dalam, dilakukan proses
seleksi data digital yang terekam dari
3
seismometer
yang
terletak
dikawasan
Gunungapi Semeru. Hasil dari seleksi data yang
telah dilakukan dengan menggunakan software
LS7-WVE, diperoleh 19 event yang dapat
dianalisis selama bulan Januari–Desember.
Event tersebut dipilih karena memiliki sinyal
yang bagus.
Dalam penentuan kedalaman hiposenter,
pengolahan yang dilakukan adalah penentuan
kedalaman,
unuk
mengetahui
distribusi
penyebaran
hiposenter.
Hasil
koordinat
hiposenter dengan acuan stasiun puncak sebagai
pusat awal lokasi.
(b)
(c)
(a)
(d)
4
hiposenter dan episenter bulan Maret, (d)
hiposenter dan episenter bulan April, (e)
hiposenter dan episenter bulan Nopember,
dan (f) hiposenter dan episenter bulan
Desember.
Vulkanik Gunung Semeru dari bulan
Januari–Desember 2013 merupakan gempa
vulkanik dangkal dan gempa vulkanik dalam.
Dari episenter dan hiposenter pada gambar
diatas (a) 1-31 Januari 2013, (b) 1-28 Februari
2013, (c) 1-31 Maret 2013, (d) 1-30 April 201,
(e) 1-30 November 2013, dan (f) 1-31 Desember
2013 sebaran gempa pada periode Januari 2013
terdapat pada kedalaman 2.510-10.592 m
dibawah puncak. Sebaran gempa pada periode
Februari 2013 terdapat pada kedalaman 1.172 m
dibawah puncak. sebaran gempa pada Maret
2013 terdapat pada kedalaman 215-10.869 m
dibawah puncak. sebaran gempa pada April
2013 terdapat pada kedalaman 4-16.125 m
dibawah puncak. Sebaran gempa pada
November 2013 terdapat pada kedalaman 10911.532 m dibawah puncak. sebaran gempa pada
periode
Desember 2013 terdapat pada
kedalaman 2510 m dibawah puncak.
(e)
KESIMPULAN
Dari hasil data dan analisis yang
dilakukan pada data rekaman seismik aktivitas
Gunung Semeru, maka penulis dapat
menyimpulkan sebagai berikut :
1. Vulkanik Gunung Semeru dari bulan Januari –
Desember 2013 merupakan gempa vulkanik
dangkal dan gempa vulkanik dalam. .
Distribusi hiposentrum dan episentrum
memiliki pola menyebar disekitar Gunung
Semeru berada pada daerah 8°-8025 LS dan
112070 - 113°15 BT.
2. Perkembangan aktivitas vulkanik Gunung
Semeru
pada
Januari-Desember
2013
mengalami peningkatan ditandai dengan
gempa Vulkanik Dangkal (VB) dan gempa
Vulkanik Dalam (VA) pada awal tahun yaitu
bulan Januari, Februari, Maret, November, dan
Desember. Dipereroleh gempa bersumber di
sekitar Gunung Semeru dengan Kedalam 2 m
dari puncak, serta beberapa gempa yang
tersebar di bagian timur dan tenggara. Selama
(f)
Gambar 2. Hasil olahan GAD dan Origin8 (a)
hiposenter dan episenter bulan januari, (b)
hiposenter dan episenter bulan Pebruari, (c)
5
periode ini teramati adanya pendangkalan
Gempa Vulkanik yang mengindikasikan
adanya pengaruh fluida atau magma
kedalaman yang lebih dangkal. Secara umum
pendangkalan Gempa Vulkanik tidak memicu
perubahan signifikan dari aktivitas Vulkanik
Gunung Semeru, serta berstatus normal.
Hasanuddin Z. Abidin, HeriAndreas , Dinar
Maulana , M. Hendrasto, M. Gamal&
Oni K. Suganda. 2004. Penentuan
Tinggi Orthometrik Gunung Semeru
Berdasarkan Data Survei GPS dan
Model Geoid EGM 1996. PROC. ITB
Sains & Tek.Vol. 36 A, No. 2, 2004,
145-157
145.Departemen
Teknik
Geodesi, Institut Teknologi Bandung
(ITB).
DAFTAR RUJUKAN
A. W. Coburn, R. J. S. Spence, A. Pomonis.
1994. Mitigasi Bencana (EdisiKedua).
Cambridge Architectural Research
Limited.
Hidayati, Y. Suparman, dan A. Loeqman. 2001.
Mekanisme Fokus dan Parameter
Sumber Gempa Vulkano-Tektonik di
Gunung Guntur, Jawa Barat. Pusat
Vulkanologi dan Mitigasi Bencana
Geologi, Badan Geologi Bandung.
Agus Krisbiantoro. 2011. Analisis Ejeksi Dan
Dispersi Awan Debu Vulkanik Gunung
Semeru Jawa Timur. Jurnal Neutrino
Vol.4, No.1.
Jarayanih. 2011. Geologi Dan Studi Potensi
Likuifaksi Daerah Srihardono Dan
Sekitarnya
Kecamatan
Pundong
Kabupaten Bantul Propinsi Daerah
Istimewa Yogyakarta. Skripsi : Jurusan
Teknik Geologi, Fakultas Teknologi
Mineral, Universitas Pembangunan
Nasional “Veteran” Yogyakarta.
Ashar Muda Lubis dan Arif Ismul Hadi. 2005.
Analisis Kecepatan Gelombang Seismik
Bawah Permukaan di Daerah yang
Terkena Dampak Gempa Bumi 4 Juni
2000 (Studi Kasus: Kampus Universitas
Bengkulu). Jurnal GradienVol. 1 No. 2
Juli 2005: 69-73.
Boko
Joachim
Wassermann.
2011.
Volcano
Seismology.
Geophysikalisches
Observatorium der Ludwig-Maximilians
Universitat Munchen, Ludwigshohe 8,
D-82256 Fursten feldbruck, Germany.
Nurdiyanto, Eddy Hartanto, Drajat
Ngadmanto, Bambang Sunardi, Pupung
Susilanto. 2011. Penentuan Tingkat
Kekerasan
Batuan
Menggunakan
Metode Seismik Refraksi. Jurnal
Meteorologi dan Geofisika Vol. 12 No.
3 Desember 2011: 211-220.
Kartika Andryana, Sukir Maryanto, Adi Susilo,
Hetty Triastuti. 2011. Mekanisme Fokus
Gempa Vulkanik Tipe A Gunung
Semeru Jawa Timur Indonesia. Natural
B Vol. 1 No. 2 Oktober 2011.
Deden Wahyudin. 2010. Aliran lava produk
letusan celah Tahun 1941 serta
kemungkinan
terjadinya
letusan
samping baru di Gunung Semeru Jawa
Timur. Jurnal Lingkungan dan Bencana
Geologi, Vol. 1 No.3 Desember 2010:
199 – 211.
Krisbiantoro, Agus. 2011. Analisis Ejeksi dan
Dispersi Awan Debu Vulkanik Gunung
Semeru Jawa Timur. Jurnal Neutrino
Vol. 4 No. 1 Oktober 2011.
Mohammad Hasib, Sukir Maryanto, Ahmad
Nadhir. 2002. Analisis Komponen
Volatil Dan Laju Alir Lava Pada Erupsi
Gunung Semeru, Jawa Timur. Skripsi:
Jurusan
Fisika, Fakultas MIPA,
Universitas Brawijaya Malang.
E. Kriswati, Y. E. Pamitro, A. Basuki. 2010.
Mekanisme Gempa Vulkanik Gunung
Talang
Pasca
Gempa
Tektonik
Mentawai Tahun 2007-2009 Sumatera
Barat. Jurnal Geologi Indonesia Vol. 5
No. 3 September 2010: 209-218
6
Novianty, Anita. 2011. Penyesuaian Dusun
Jangka Panjang Ditinjau dari Resiliansi
Komunitas Pasca Gempa. Jurnal
Psikologi Vol. 38 No. 1 Juni 2011: 3039.
Stasiun Observasi UGM. Makara Vol.
12 No. 2 November 2008: 134-145.
Sri Wahyuningsih, Gatot Yuliyanto, M. Irham
Nurwidyanto. 2006. Interpretasi Data
Seismik Refraksi Menggunakan Metode
Reciprocal Hawkins danSoftware SRIM
(StudiKasus Daerah Sioux Park, Rapid
City, South Dakota, USA). Berkala
FisikaVol. 9 No. 4 Oktober 2006: 177184.
Nurul Priyantari dan Agus Suprianto. 2009.
Penentuan
Kedalaman
Bedrock
Menggunakan Metode Seismik Refraksi
di Desa Kemuning Lor Kecamatan
Arjasa Kabupaten Jember. Jurnal Ilmu
Dasar Vol. 10 No. 1 2009: 6-12.
Sukatja, C. Bambang. 2012. Sistem Prakiraan
Aliran Debris dengan Frekuensi 2 Meter
Band (Studi Kasus di Gunung Semeru).
Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya
Air 2012.
Refrizon dan Suwarsono. 2006. Hubungan
Aktivitas Gempa Tektonik Daerah
Subduction Indo-Australia Eurasia
Segmen Enggano Tahun 2000 Dengan
Aktivitas Gempa Vulkanik Gunungapi
Kaba Dan Dempo Jurusan Fisika,
Fakultas
Matematika
dan
Ilmu
Pengetahuan
Alam,
Universitas
Bengkulu, Indonesia. Jurnal Gradien
Vol. 2 No. 2 Juli 2006 : 167-171.
Riyanto, Budi. 2010. Inversi
Metodologi. FMIPA UI.
Supriyanto Rohadi, Sri Widiyantoro, Andri Dian
Nugraha, Masturyono. 2012. Relokasi
Hiposenter Gempa di Jawa Tengah
Menggunakan
Inversi
Tomografi
Double-Difference Simultandan Data
dari Katalof Meramex. JTM Vol. XVIII
No. 2/2012.
Seismik
Susilawati. 2004. Seismik Refraksi (Dasar Teori
& Akuisisi Data). USU Digital Library.
Roemaf, Siti Rahmatul Aslamiah. 2013. Analisis
Sesar Aktif Menggunakan Metode Focal
Mechanism (Studi Kasus Data Gempa
Sepanjang Cincin Api Zona Selatan
Wilayah Jawa Barat pada Tahun 19992009). Jurnal Neutrino Vol. 5 No. 2
April 2013.
Wahyudin, Deden. 2010. Aliran Lava Produk
Letusan Celah Tahun 1941 serta
Kemungkinan
Terjadinya
Letusan
Samping Baru di Gunung Semeru Jawa
Timur. Jurnal Lingkungan dan Bencana
Geologi Vol. 1 No. 3 Desember 2010:
199-211.
Romsi Yatin dan Abdul Basid.2012. Penentuan
Sebaran Hiposenter Gunungapi Merapi
Berdasarkan Data Gempa Vulkanik
Tahun 2006.Jurnal Neutrino Vol. 4 No.
2 April 2012.
Romsiyatin1, Abdul Basid. 2012. Penentuan
Sebaran Hiposenter Gunungapi. Jurnal
Neutrino Vol.4, No. 2 April 2012.
Prosiding ITB Sains & Tek.Vol. 36 A,
No. 2, 2004, 145-157 145.
Santosa, Bagus Jaya. 2008. Struktur Kecepatan
Gelombang S di Bawah Indonesia
melalui Analisis Seismogram GempaGempa Bumi di Sekitar Indonesia pada
7