LAPORAN HASIL PENELITIAN DOSEN MUDA

LAPORAN HASIL PENELITIAN
DOSEN MUDA
PEMODELAN GEMPA SUSULAN ACEH
OLEH
KETUA
: Muchlis, S.Si, M.Sc
ANGGOTA : Nafisah Al-Huda, ST, MT
DIBIAYAI OLEH UNIVERSITAS SYIAH KUALA, KEMENTRIAN
PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN, SESUAI DENGAN SURAT PERJANJIAN
PENUGASAN DALAM RANGKA PELAKSANAAN PENELITIAN DOSEN
MUDA TAHUN ANGGARAN 2012 NOMOR: 2343/UN11/LK-PNPB/2012
TANGGAL 15 MEI 2012
PRODI PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SYIAH KUALA
NOVEMBER, 2012
1
HALAMAN PENGESAHAN LAPORAN AKHIR
1. Judul Penelitian
: PEMODELAN GEMPA SUSULAN ACEH
2. Bidang Ilmu Penelitian
: KEBENCANAAN
3. Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap dan Gelar
: MUCHLIS, S.Si, M.Sc
b. Jenis Kelamin
: Laki-laki
c. NIP
: 197912182009121001
d. Pangkat/Golongan
: Penata Muda / III/B
e. Jabatan Fungsional
: Asisten Ahli
f. Jurusan/Fakultas
: Fakultas Teknik/Teknik Pertambangan
4. Jumlah Tim Peneliti
: 2 (Dua) orang
5. Lokasi Penelitian
: Lab. Terpadu Universitas Syiah Kuala
6. Waktu Penelitian
: Enam Bulan
7. Biaya
: Rp. 14.885.000,-
Mengetahui,
Darussalam, 23 November 2012
Dekan Fakultas Teknik Unsyiah
Ketua Peneliti,
(Dr.Ir.Marwan)
(Muchlis, S.Si, M.Sc)
NIP. 19661224 199203 1 003
NIP. 197912182009121001
Menyetujui
Ketua Lembaga Penelitian,
(Dr. Musri M.Sc)
NIP. 196008021988101001
RINGKASAN
Gempabumi dan Tsunami pada tanggal 26 Desember 2004 yang melanda
Nanggroe Aceh Darussalam telah menjadi tragedi masyarakat dunia. Jumlah korban di
Aceh akibat bencana ini lebih dari 128 ribu jiwa dan kerugian ratusan trilyun rupiah.
Disamping itu gempa dahsyat dan mega tsunami ini telah memberikan andil yang besar
bagi perkembangan ilmu kebumian khususnya kegempaan.
Gempabumi merusak umumnya diikuti oleh aktivitas gempa susulan. Pada
gempa Aceh 26 Desember 2004, gempa susulan dapat dikelompok kan menjadi 4 zona
yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4. Dari data gempabumi susulan yang terjadi
ditentukan beberapa persamaan yang diperoleh dengan metode kuadrat terkecil. Data
yang dipakai adalah data gempa susulan yang mempunyai magnitude lebih besar dari 1
SR yang terjadi pada tanggal 26 Desember 2004 sampai dengan 13 Juni 2005.
Setidaknya ada empat model peluruhan gempa susulan yaitu (a) model Omori
(b) model Mogi 1 (c) model Mogi 2 dan (d) model Utsu. Keempat model ini dibandingkan
dengan data pengamatan, kemudian dihitung standar deviasinya terhadap model
pengamatan, ternyata kurva Mogi 1 paling sesuai untuk zona 1 dan 4. sedangkan model
Utsu sesuai untuk zona 2 dan 3.
Selanjutnya dihitung waktu peluruhan gempa susulan pada masing masing zona.
Pada zona 1 peluruhan gempa susulan akan berakhir selama 2,92 tahun setelah gempa
utama. Untuk zona 2 akan berakhir selama 2,77 tahun dari waktu gempa utama. Untuk
zona 3 akan berakhir setelah 4,08 tahun dari gempa utama, dan untuk zona 4 akan
berakhir setelah 2,08 tahun dari waktu gempa utama.
3
SUMMARY
The greatest earthquake and tsunami which affected Nanggroe Aceh
Darussalam on December 26th 2004 had become tragedy for all mankind. More
than 128 thousands people died, destroyed the economic live, and suffered a
financial loss about billion rupiahs. Nevertheless this catastrophe had given some
beneficial for the earth’s science, especially to earthquake’s science.
The destructive earthquake is followed by aftershocks. There are four
clusters of aftershocks which had occurred following the Aceh 26th December
main shocks. Using aftershocks data from December 26th 2004 until June 13th
2005 and magnitude, a new equation using least square has been calculated.
There are four models of these patterns, (a) Omori, (b) Mogi 1st, (c) Mogi
2nd and (d) Utsu. All these models are compared with observation data, calculated
which of those models give minimum deviation. Hence, for the first and fourth
zone, Mogi 1st gives the lowest deviation. Lowest deviation for the second and
third zone, given by Utsu.
Every each of zones is measured for decaying time. Thus, decaying time for first
zone will last until 2, 92 years since the main shock occurred. The Second zone
gives 2, 77 years, the third zone gives 4, 08 years and the fourth zone gives 2, 08
years, respectively.
PRAKATA
Assalamualaikum Wr Wb.
Alhamdulillahi rabbil ‘alamin, segala puji bagi Allah SWT, Rabb sekalian
alam, yang selalu memberikan pertolongan bagi siapapun yang dikehendaki-Nya,
yang dengan karunia, rahmat dan hidayah-Nya-lah laporan penelitian ini dapat
diselesaikan dengan lancar oleh penulis. Penelitian dilaksanakan selama enam
bulan dari bulan Mei hingga November 2012.
Ucapan terimakasih kami sampaikan kepada lembaga Penelitian
Universitas Syiah Kuala dengan nomor kontrak 2343/UN11/LK-PNPB/2012
TANGGAL 15 MEI 2012 yang telah membiayai penelitian ini.
Penyelesaian laporan ini tidak terlepas dari dukungan dan bantuan banyak
pihak, yang telah memberikan kontribusi ilmiah, moril dan materiil baik secara
langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dengan tulus hati, penulis ucapkan
banyak terima kasih kepada :
1. Ketua lembaga Penelitian Universitas Syiah Kuala, Bpk. Dr. Musri,
M.Sc
2. Staf lembaga penelitian Unsyiah
3. dan keluarga dari peneliti.
5
DAFTAR ISI
HALAMAN PENGESAHAN
i
RINGKASAN
ii
SUMMARY
iii
PRAKATA
iv
DAFTAR ISI
v
DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vii
Bab I.
PENDAHULUAN
1
Bab II.
PERUMUSAN MASALAH
2
Bab III.
TINJAUAN PUSTAKA
3
Bab IV.
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
8
BAB V.
METODE PENELITIAN
9
BAB VI.
HASIL DAN PEMBAHASAN
11
BAB VII.
SIMPULAN DAN SARAN
26
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
27
DAFTAR TABEL
TABEL 1 ALAT DAN BAHAN
9
TABEL 2 HASIL NILAI B UNTUK ZONA 1-4
14
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Zona tumbukan Lempeng Indo Australia dengan Eurasia
(National Geografi Indonesia, Desember 2005).
4
Gambar 2. Lempeng Indo Australia dan Eurasia ( Muzli, 2005 ).
4
Gambar 3. Kecepatan penunjaman subduksi lempeng di Sumatera (www.USGS,
2004)
5
Gambar 4. Diagram Alir Penelitian
10
Gambar 5. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 1
15
Gambar 6. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 2
15
Gambar 7. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 3
16
Gambar 8. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 4
16
Gambar 9. Plot data pengamatan vs model Omori pada zona 1
17
Gambar 10. Plot data pengamatan vs model Mogi1 pada zona 1
17
Gambar 11. Plot data pengamatan vs model Mogi2 pada zona 1
18
Gambar 12. Plot data pengamatan vs model Utsu pada zona 1
18
Gambar 13. Plot data pengamatan vs model Omori pada zona 2
19
Gambar 14. Plot data pengamatan vs model Mogi1 pada zona 2
19
Gambar 15. Plot data pengamatan vs model Mogi2 pada zona 2
20
Gambar 16. Plot data pengamatan vs model Utsu pada zona 2
20
Gambar 17. Plot data pengamatan vs model Omori pada zona 3
21
Gambar 18. Plot data pengamatan vs model Mogi1 pada zona 3
21
Gambar 19. Plot data pengamatan vs model Mogi2 pada zona 3
22
Gambar 20. Plot data pengamatan vs model Utsu pada zona 3
22
Gambar 21. Plot data pengamatan vs model Omori pada zona 4
23
Gambar 22. Plot data pengamatan vs model Mogi1 pada zona 4
23
Gambar 23. Plot data pengamatan vs model Mogi2 pada zona 4
24
Gambar 24. Plot data pengamatan vs model Utsu pada zona 4
24
Gambar 25. Gempa susulan dengan kedalaman 30 km (data: USGS).
25
7
DAFTAR LAMPIRAN
A.
Instrumen penelitian
B.
Personalia Tenaga peneliti
C.
Buku Catatan Harian penelitian
D.
Prosiding Seminar
E.
Laporan Penggunaan Keuangan
BAB I
PENDAHULUAN
Suatu masalah yang hampir selalu muncul jika terjadi gempabumi tektonik
ialah gempabumi susulan (aftershocks). Pada umumnya pertanyaan mengenai
gempabumi tersebut ialah kapan terjadinya, berapa kekuatannya dan kapan
berakhirnya?.
Kawasan Indonesia mempunyai karakteristik yang unik yakni terletak
pada daerah pertemuan tiga lempeng (triple junction plate convergence ), yaitu
lempeng Eurasia, lempeng Samudera Pasifik dan Lempeng Indo-Australia yang
masing-masing saling bergerak. Dengan demikian Indonesia merupakan daerah
yang secara tektonik labil dan termasuk salah satu pinggiran benua yang paling
aktif di muka bumi. Akibat nya Indonesia memiliki tingkat kegempaan yang
tinggi di dunia.
Secara Geografis Propinsi Aceh terletak pada 2º-6ºLU dan 95º-98º BT.
Luas wilayah propinsi Aceh mencapai lebih kurang 57.365,57 Km2, berbatasan
sebelah utara dengan laut Andaman, sebelah timur dengan selat Malaka, sebelah
selatan dengan Propinsi Sumatera Utara, sebelah barat dengan Samudera Hindia.
Secara geologis propinsi Aceh terletak pada daerah seismik aktif, yaitu
adanya sesar Semangko, sesar Mentawai dan adanya pertemuan lempeng tektonik
Indo Australia dengan Eurasia di selatan. Fakta ini menyebabkan Aceh memiliki
kerawanan terhadap gempabumi yang cukup tinggi.
Gempabumi Aceh yang akan dibahas pada tulisan ini terjadi pada tanggal 26
Desember 2004 pukul 00:58:53.49 (UTC) dengan koordinat episenter 3.307 LS,
95.951 BT.
Gempabumi ini menimbulkan kerusakan yang hebat pada infra struktur di
kota banda Aceh dan Meulaboh. Gempa ini merupakan gempa keempat yang
terbesar sejak tahun 1900 dan menimbulkan tsunami. Akibat dari tsunami ini lebih
parah daripada gempa bumi dalam tingkat kehancuran di kota Banda Aceh dan
Meulaboh. Lebih dari 128 ribu penduduk meninggal dunia.
Akibat dari gempa dan tsunami ini juga meninggalkan rumah-rumah yang pilar
dan dindingnya tidak kokoh lagi sehingga sudah tidak layak dihuni dan rentan
terhadap bencana gempa susulan selanjutnya.
9
BAB II
PERUMUSAN MASALAH
Menurut Mogi (1967) pola umum terjadinya gempabumi dibedakan dalam
3 (tiga) jenis, yaitu:
a. Tipe I, yaitu gempabumi utama (main shock) yang tanpa didahului gempa
pendahuluan (fore shock), tetapi diikuti dengan banyak gempabumi susulan
(aftershock). Gempabumi tipe ini biasanya terjadi di daerah yang mempunyai
medium homogen dengan stress yang bekerja hampir merata (uniform).
Sebagian besar gempabumi tektonik yang terjadi di bumi tergolong jenis ini.
b. Tipe II, gempabumi yang terjadi pada tipe ini didahului adanya gempa-gempa
pendahuluan (fore shock) dan kemudian diikuti gempa susulan yang cukup
banyak
jumlahnya.
Tipe
ini
terjadi
pada
daerah
dengan
struktur
batuan/medium yang tidak seragam dan distribusi stress yang bekerja tidak
seragam.
c. Tipe III, yaitu gempabumi dimana tidak terdapat gempa utamanya (main
shock), biasanya dikenal sebagai “swarm”. Gempa jenis ini mempunyai ciri
khas frekuensi terjadinya gempa naik dan distibusi magnitude gempanya
relatif seragam/sama atau dengan kata lain tidak terdapat gempa utama.
Gempabumi tipe ini terjadi dalam daerah yang terbatas,biasanya terdapat
didaerah gunung api baik yang masih aktif maupun yang sudah tidak aktif
lagi. Gempabumi “swarm” terjadi pada daerah yang tidak seragam struktur
mediumnya dan stress yang bekerja terkonsentrasi pada area yang terbatas.
Jumlah gempabumi susulan dapat mencapai ratusan kali setiap hari.
Jumlah ini akan menurun terhadap waktu secara cepat atau perlahan tergantung
pada struktur batuan dan distribusi tegangan mekanis disekitar
sumber
gempabumi utama. Menurut Omori (1894) aktifitas gempabumi susulan menurun
terhadap waktu dan di gambarkan dengan formula Omuri sebagai berikut:
n(t) = K / (t+c)
n(t) = jumlah gempabumi susulan per satuan waktu.
t = waktu dalam hari setelah gempabumi utama.
K,c = konstanta.
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
Daerah terjadinya gempabumi susulan ialah disekitar lokasi sumber gempa
utama. Lokasi penyebaran sumber gempabumi susulan berkaitan dengan luas
bidang sesar gempabumi yang bersangkutan.(Abe, 1975 ; Kanamori, 1977).
Rentetan gempabumi susulan tersebut dapat dianggap sebagai suatu mekanisme
untuk mencapai keadaan kesetimbangan baru disekitar gempabumi utama, setelah
terjadinya pelepasan energi yang sangat besar dalam waktu yang singkat
(Purwana, dkk, 1995).
3.1 Tektonik Sumatra
Sumber gempa Tektonik di Aceh dan Nias merupakan segmen (gempa
bumi) paling utara pada Zona subduksi Sumatera, yang membentang sampai ke
Selat Sunda dan berlanjut hingga Selatan Pulau Jawa. Khusus di pantai barat
Sumatera terdapat 6 Zona Subduksi yang sangat berpotensi sebagai gempa besar
yang biasanya diikuti tsunami, yaitu segmen Simeulue, Nias, kepulauan Batu,
Siberut, Sipora, Pagai, dan Bengkulu.
Subduksi ini mendesak lempeng Eurasia di bawah Samudera Hindia ke arah Barat
laut di Sumatera dan Frontal ke utara terhadap Pulau Jawa, dengan kecepatan
pergerakan yang bervariasi. Puluhan hingga ratusan tahun dua lempeng itu saling
menekan. Namun lempeng Indo-Australia dari selatan bergerak lebih aktif.
Pergerakannya yang hanya beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter per
tahun ini memang tidak terasa oleh manusia. Karena dorongan lempeng IndoAustralia terhadap bagian Utara Sumatera kecepatannya hanya 7,3 cm per tahun.
Sedangkan yang di bagian Selatan nya 6 cm pertahun. Pergerakan lempeng di
daerah barat Sumatera yang miring posisinya ini lebih cepat dibandingkan dengan
penyusupan lempeng di Selatan jawa.
Akibat dorongan lempeng Indo-Australia tersebut, Pulau Sumatera terbelah
menjadi dua bagian yang memanjang. Patahan yang terbentuk itu sangat populer
disebut sebagai patahan Semangko yang merupakan generator gempa merusak
didaratan Sumatera. Belahan Sumatera yang kecil di bagian barat daya bergerak
ke barat laut, berlawanan dengan belahan yang besar di timur laut.
11
Selama puluhan sampai ratusan tahun, tekanan lempeng Samudera Hindia ini akan
terus meningkat sampai melampaui kekuatan elastisitas batuan sehingga batuan di
bawah nya akan runtuh dan bergeser secara tiba-tiba. Bila ini terjadi, maka timbul
gempa bumi. Sehingga aktivitas lempeng baru diketahui ketika terjadi gempa.
Karena sesungguhnya gempa merupakan petunjuk adanya bagian dari batuan di
tempat pertemuan lempeng yang tidak mampu lagi menahan tekanan, pada saat itu
batuan tersebut patah.
Gambar 1. Zona tumbukan Lempeng Indo Australia dengan Eurasia
(National Geografi Indonesia, Desember 2005).
Gambar 2. Lempeng Indo Australia dan Eurasia ( Muzli, 2005 ).
Gambar 3. kecepatan penunjaman subduksi lempeng di Sumatera
(www.USGS, 2004)
3.2
Perhitungan prediksi peluruhan gempa susulan
Mogi (1963) mengembangkan rumus hubungan antara frekuensi harian
gempa bumi susulan dengan waktu yang berlangsung kurang dan lebih dari 100
hari. Kedua rumusan ini menunjukkan penurunan frekuensi secara eksponensial.
Untuk t > 100 hari ( Mogi-2) :
n(t) = n 0 e-pt
……………………………. (3.1)
Untuk t < 100 hari (Mogi-1)
n(t) = n 0 e-h
……………………………. (3.2)
dengan :
n 0 = rata-rata kejadian gempabumi susulan dalam satu hari.
h,p = konstanta
t
= waktu dalam hari setelah gempabumi utama.
Biasanya harga p mendekati harga 1, yang menunjukkan bahwa aktivitas
gempabumi susulan menurun secara hiperbolis.
13
Utsu (1961) mengemukakan formula tentang hubungan frekuensi
gempabumi susulan n(t) dan waktu setelah gempabumi utama y yang sedikit
berbeda yakni :
n(t) = K/( t+c)p
persamaan ini merupakan modifikasi dari persamaan Omori dan biasa disebut
modified Omori formula. Harga c berkisar antara 0,01 hingga 1,5.
 Omori :
n(t) =
K
t+c
……………………. (3.3)
1
c 1
= + t
n(t ) K K
Y

……………………. (3.4)
A BX
Mogi 1 :
n(t) = a . t-b
……………………. (3.5)
log n(t) = log a – b log t
……………………. (3.6)
Y

A
B X
Mogi 2 :
n(t) = a . e-b.t
……………………. (3.7)
ln n(t) = ln a – b.t
……………………. (3.8)
Y
A BX

Utsu :
n(t) = a. [t + 0.01]-b
……………………. (3.9)
log n(t) = log a – b log [t+0.01]
……………………. (3.10)
Y
A
B
X
Dengan memakai Regresi Linier :
Formula : Y = A + B X
[
] [∑ X ][∑ Y ]
n[∑ X ] − [∑ X ]
B=
n ∑ XY −
A=
∑ Y − B[∑ X ]
3.3
2
……………………. (3.11)
2
……………………. (3.12)
n
Perhitungan nilai karakteristik seismic
Dari data yang sama juga dapat dihitung nilai b dengan persamaan :
Log n (M) = a-bM
……………………. (3.13)
Dengan :
•
n(M) menunjukkan jumlah gempa bumi dengan magnitude antara M dan
M+dm
•
Harga a secara khusus bergantung pada periode pengamatan karena itu dapat
dianggap sebagai suatu indek dari aktivitas seismic rata-rata untuk daerah
seismik tersebut. Konstanta a bergantung pula pada ukuran (luas) daerah yang
diamati dan pada tingkat aktivitasnya
•
Harga b tidak tergantung secara teoritis pada periode pengamatan, dan dapat
dianggap sebagai suatu parameter karakteristik untuk masing-masing daerah
seismik.
15
BAB IV
TUJUAN DAN MANFAAT PENELITIAN
Penelitian prediksi peluruhan gempa bumi susulan bertujuan untuk :
1. Mempelajari pola gempa susulan di masing-masing zona kegempaan di Aceh
2. Menghitung nilai karakter seismik pada zona-zona kegempaan di Aceh
3. Memperkirakan magnitude gempa susulan.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang lebih komprehensif
terhadap kegempaan dan dengan memahami karakteristik batuan maka dapat diketahui
potensi bahaya seismisitasnya.
Hasil penelitian ini juga diharapkan dapat berkontribusi positif terhadap sains dan
teknik yang terkait dengan studi kegempaan untuk mitigasi gempa, serta dapat membuka
cakrawala baru bagi penelitian pemantauan gempa di masa mendatang.
BAB V
METODE PENELITIAN
5.1 Lokasi Penelitian
Data Gempa bumi susulan per 10 hari dari tanggal 26 Desember 2004 s/d 13 juni
2005 yang di download dari situs USGS. Magnitude 1-9. latitude 15.000N-1.000N dan
Longitude 100.000E-90.000E
Data frekuensi Gempabumi susulan diperoleh dari data USGS 26 Desember 2004
sampai 13 Juni 2005. Banyak nya event dijumlahkan dalam per sepuluh hari. Gempa
susulan yang ditimbulkan gempa utama membuat gempa susulan terkelompok menjadi
empat zona, yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4, kemudian masing masing zona di
buat model peluruhannya.
5.2. Alat dan Bahan
Adapun peralatan yang digunakan dalam melakukan penelitian ini dapat dilihat pada
Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1 Alat dan Bahan Penelitian
No.
Nama Alat dan Bahan
Jumlah
1.
Software
1 buah
2.
Modem
1 unit
3.
Komputer
1
unit
Tabel 1. Alat dan Bahan Penelitian
5.3
Perhitungan Peluruhan Gempa Susulan
Data frekuensi Gempabumi susulan diperoleh dari data USGS 26 Desember 2004
sampai 13 Juni 2005. Banyak nya event dijumlahkan dalam per sepuluh hari. Gempa
susulan yang ditimbulkan gempa utama membuat gempa susulan terkelompok menjadi
empat zona, yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4, kemudian masing masing zona di
17
buat model peluruhannya. Pola peluruhan masing-masing zona dihitung dengan
persamaan
5.3 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian dibagi dalam tiga tahap yaitu : Tahap Studi Pendahuluan,
pembuatan peta sederhana, dan pengolahan data
Mulai
Pembuatan peta sederhana
Pengumpulan data gempa susulan selama
6 bulan
Pengolahan data prediksi untuk gempa
susulan
`
Perbandingan data model vs data real
Selesai
Gambar 4. Diagram Alir Penelitian
BAB VI
HASIL DAN PEMBAHASAN
6.1
Hasil Penelitian
6.1.1 Pola peluruhan pada zona 1
Omori
persamaannya adalah :
n(t)=1162,4437/(t + 0,046181), std=5,4
dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 3,1 tahun.
Mogi 1
Persamaannya adalah :
n(t)=1448,2669*(t ^- 1,044), std=3,9313
dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t =2,92 tahun.
Mogi 2
Persamaannya adalah :
n(t)=66,392*e ^(-0,01532*t), std=18,479
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 0,75 tahun.
Utsu
Persamaannya adalah :
n(t)=1450,3315*(t+0,01)^-1,0442, std=3,9331
dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 2,91 tahun.
19
6.1.2
Pola peluruhan pada zona 2
Omori
Persamaannya adalah :
n(t)=1629,971/(t + 14,779), std=61,957
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 4,42 tahun.
Mogi 1
Persamaannya adalah :
n(t)=2942,1151*(t ^- 1,154), std=27,615
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 2,7 tahun.
Mogi 2
Persamaannya adalah :
n(t)=87,1403*e ^(-0,015693*t), std=59,176
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 0,77 tahun.
Utsu
Persamaannya adalah :
n(t)=2946,4237*(t+0,01)^-1,1543, std=27,578
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 2,77 tahun.
6.1.3
Pola peluruhan pada zona 3
Omori
Persamaannya adalah :
n(t)=1320,0427/(t + 15,2922), std=15,448
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t =3,57 tahun.
Mogi 1
Persamaannya adalah :
n(t)=752,0189*(t ^- 0,90611), std=6,8962
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 4,09 tahun.
Mogi 2
Persamaannya adalah :
n(t)=50,3762*e ^(-0,012989*t),std=17,286
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 0,82 tahun.
Utsu
Persamaannya adalah :
n(t)=752,9163*(t+0,01)^-0,90634, std=6,8875
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 4,08 tahun.
6.1.4
Pola peluruhan pada zona 4
Omori
Persamaannya adalah :
n(t)=1075,3411/(t + -5,1335),std=156,23, std (t=50) = 2,2233
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 2,96 tahun.
Mogi 1
Persamaannya adalah :
21
n(t)=4300,3163*(t ^- 1,2613), std=154,55, std (t=50) = 2,1671
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 2,08 tahun.
Mogi 2
Persamaannya adalah :
n(t)=114,1333*e ^(-0,019568*t), std=152,07, std (t=50) = 6,4308
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 0,66 tahun.
Utsu
Persamaannya adalah :
n(t)=4308,258*(t+0,01)^-1,2617, std=154,55, std (t=50) = 2,1691
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10 hari)
dengan n(t) = 1, t = 2,08 tahun.
3.1. Hasil Perhitungan nilai b
Hasil perhitungan nilai b untuk masing-masing zona dapat dilihat pada Tabel 2
berikut:
Tabel 2. Hasil nilai b untuk zona 1- 4
Zona
Nilai b
1
0,94
2
1,17
3
0,97
4
1,20
Berikut adalah kurva hasil regresi magnitude dengan frekuensi pada masing-masing zona
dengan nilai b sesuai tabel 2.
Gambar 5. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 1 dengan nilai b = 0,94.
Atas: frekuensi gempa vs magnitude.
Bawah: log frekuensi gempa vs magnitude.
Gambar 6. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 2 dengan nilai b = 1,17.
Atas: frekuensi gempa vs magnitude.
Bawah: log frekuensi gempa vs magnitude.
23
Gambar 7. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 3 dengan nilai b = 0,97
Atas: frekuensi gempa vs magnitude.
Bawah: log frekuensi gempa vs magnitude.
Gambar 8. Kurva regresi magnitude dengan frekuensi pada zona 4 dengan nilai b = 1,2.
Atas: frekuensi gempa vs magnitude.
Bawah: log frekuensi gempa vs magnitude.
6.2
Analisa
Zona 1
Dari kurva perbandingan keempat model dengan data real dapat dilihat bahwa
kurva model Mogi 1 dan kurva Utsu lah yang paling sesuai dengan data pengamatan.
Dimana dari t=10 dan t=20 masing masing saling berimpit. Dari perhitungan nilai deviasi
model terhadap data pengamatan didapat model Mogi 1 lebih kecil dari Utsu dan model
lain nya. Dari perhitungan nilai b diperoleh 0,94.
Gambar 9. Plot data pengamatan vs model Omori.
Gambar 10. Plot data pengamatan vs model Mogi 1.
25
Gambar 11. Plot data pengamatan vs model Mogi 2.
Gambar 12. Plot data pengamatan vs model Utsu.
Zona 2
Dari kurva perbandingan keempat model dengan data real dapat dilihat bahwa
kurva model Mogi 1 dan kurva Utsu lah yang paling sesuai dengan data pengamatan.
Dimana dari t=20 masing masing saling berimpit. Dari perhitungan nilai deviasi model
terhadap data pengamatan didapat model Mogi Utsu lebih kecil dari Mogi 1 dan model
lain nya. Dari perhitungan nilai b diperoleh 1,1
Gambar 13. Plot data pengamatan vs model Omori.
Gambar 14. Plot data pengamatan vs model Mogi1.
27
Gambar 15. Plot data pengamatan vs model Mogi 2.
Gambar 16. Plot data pengamatan vs model Utsu.
Zona 3
Dari kurva perbandingan keempat model dengan data real dapat dilihat bahwa
kurva model Mogi 1 dan kurva Utsu lah yang paling sesuai dengan data pengamatan.
Dimana dari t=20 masing masing saling berimpit. Dan dari t=10, nilai yang diberikan
model Mogi 1 dan Utsu sudah mulai mendekati data pengamatan. Dari perhitungan nilai
deviasi model terhadap data pengamatan didapat model Mogi Utsu lebih kecil dari Mogi
1 dan model lain nya. Dari perhitungan nilai b diperoleh 0,97
Gambar 17. Plot data pengamatan vs model Omori.
Gambar 18. Plot data pengamatan vs model Mogi 1.
29
Gambar 19. Plot data pengamatan vs model Mogi 2.
Gambar 20. Plot data pengamatan vs model Utsu.
Zona 4
Dari kurva perbandingan keempat model dengan data real dapat dilihat bahwa ke
empat model mulai terlihat pola peluruhannya pada t = 50, dapat dilihat ketiga model
kecuali Mogi 2 yang tidak berimpit nilainya pada saat t=50. Dari perhitungan nilai
deviasi model terhadap data pengamatan didapat model Mogi 1 lebih kecil dari Utsu dan
model lain nya. Dari perhitungan nilai b diperoleh 0,97
Gambar 21. Plot data pengamatan vs model Omori.
Gambar 22. Plot data pengamatan vs model Mogi 1.
31
Gambar 23. Plot data pengamatan vs model Mogi 2.
Gambar 24. Plot data pengamatan vs Utsu.
Frekuensi gempa susulan terbanyak pada kedalaman 30 km.
Gambar 25. Gempa susulan dengan kedalaman 30 km (data: USGS).
33
BAB VII
SIMPULAN DAN SARAN
7.1 Simpulan
1. Persamaan yang paling sesuai untuk gempa susulan Aceh pada zona 1 dan 4
adalah Mogi 1, untuk zona 2 dan 3 adalah Utsu.
2. Peluruhan Gempa susulan Aceh untuk Zona 1 akan berakhir selama 2,92
tahun dari waktu gempa utama. Untuk Zona 2 akan berakhir selama 2,77
tahun dari waktu gempa utama. Untuk Zona 3 akan berakhir selama 4,08
tahun. Untuk Zona 4 akan berakhir selama 2,08 tahun dari waktu gempa
utama.
3. Pada zona ke empat, pola peluruhan Gempa susulan Aceh baru terlihat pada
saat t=50.
4. Perhitungan untuk zona 1 nilai b=0,94 yang berarti daerah ini termasuk zona
seismik aktif meskipun gempa gempa besar relatif sedikit. Pada zona 2 nilai
b=1,1 yang berarti strukturnya nya lebih tua dengan materi keras dan plastis,
karena itu frekuensi gempa besar jarang terjadi. Zona 3 nilai b=0,97 dan zona
4 nilai b=1,2.
5. Frekuensi kedalaman gempa terbanyak ada pada kedalaman 30 km. diduga
pada kedalaman ini merupakan lapisan moho. Di sumatera diperkirakan
lapisan moho pada kedalaman 30-40km (M.Humam, 1994 dan Agoes lukman,
1999).
7.2
•
Saran
Hasil perhitungan dari penelitian ini dapat dijadikan prediksi awal peluruhan
gempa susulan pada gempa utama yang terjadi dimasa depan.
•
Zona-zona perhitungan gempa bisa diperkecil luas wilayahnya sehingga bisa
memberikan nilai b (karakter seismik) yang lebih detail
•
Dari nilai b pada area yang lebih detail bisa dijadikan peta zona kegempaan
yang lebih detail
DAFTAR PUSTAKA
1.
Abe.K., Reliable estimation of seismic moment of large earthquake, journal
of phyciscs of the Earth, vol. 23 (1975), pp. 381-390.
2.
Agoes luqman, 1999, Studi Seismotektonik dan Perkiraan Struktur Bawah
Permukaan Daerah Sidikalang (Sumatera Utara), Tugas akhir.
3.
Indra Gunawan, 2005, Pemodelan Tsunami Aceh 2004 berdasarkan empat
model sumber gempa,Tugas akhir.
4.
Kanamori, H., The energy release in great earthquake, jour. Geop. Res., vol.
82, no. 20 (1977) pp. 2981-2987.
5.
Mogi K, Earthquake and fractures, Tectonophhysics, vol. 5, no. 1 (1967),
pp. 35-55.
6.
Mogi. K., on time distribution of after-shocks accompanying the recent
major earthquakes in and near japan, Bull. Earthquake Res. Inst., vol. 40
(1963). Pp. 107-124.
7.
Muzli, 2005, Lempeng Indo Australia
8.
Muhammad Humam, 1994, Studi Monografi Daerah Sumatera Utara
Berdasarkan Data Gelombang P. Tugas akhir
9.
National Geografi Indonesia, Desember 2005.
10. Omori. F, On the aftershocks of earthquakes, jour. Coll. Sci. Univ. of
Tokyo, vol. 7 (1894) pp. 111-200
11. Purwana L., Tajan dan Merdiyanto, U., Karakteristik gempabumi susulan di
beberapa tempat di Indonesia , Kongres Ahli Ilmu Kebumian Nasional ’95,
Yogyakarta (1995)
12. Tajan, dan Rasyidi,S.,1998, Pola Penurunan Aktivitas Gempa Susulan di
Beberapa Tempat di Iindonesia, Prosiding Himpunan Ahli Geofisika
Indonesia.
13. USGS:http://usgs.neic.
14. Utsu, T, A statistical study on the occurrence of aftershocks, Geophys. Mag.
Vol. 30 (1961).
LAMPIRAN
INSTRUMEN PENELITIAN
Adapun instrumen yang digunakan dalam melakukan penelitian ini adalah:
No.
Nama Alat dan Bahan
Jumlah
1.
Software
1 buah
2.
Modem
1 unit
3.
Komputer
1
unit
Lampiran
Personalia Penelitian
Personalia yang terlibat dalam penelitian adalah mereka yang sesuai dengan bidangnya
dan benar-benar dapat menyediakan waktu (diperhitungkan dengan beban tugas lain)
untuk kegiatan penelitian ini, yang pada umumnya terdiri dari:
1. Ketua Peneliti
a. Nama Lengkap
: Muchlis, S.Si, M.Sc.
b. Jenis Kelamin
: Laki-laki
c. NIP
: 19791218 200912 1 001
d. Disiplin ilmu
: Geosains
e. Pangkat/Golongan
: Penata Muda/IIIb
f. Jabatan fungsional/struktural : Assisten Ahli
g. Fakultas/Jurusan
: Teknik/Teknik Pertambangan
h. Waktu penelitian
: 6 jam/minggu
2. Anggota Peneliti
a. Nama Lengkap
: Nafisah Al-Huda, ST, MT
b. Jenis Kelamin
: Perempuan
c. NIP
: 19790110 200812 200 1
d. Disiplin ilmu
: GeoTeknik
e. Pangkat/Golongan
: Penata Muda /IIIb
f. Jabatan fungsional/struktural : Tenaga Pengajar
g. Fakultas/Jurusan
: Teknik/Teknik Sipil
h. Waktu penelitian
: 6 jam/minggu
CURRICULUM VITAE
1. Nama Lengkap
2. Jenis Kelamin
3. Tempat/Tgl. Lahir
4. Alamat
5. NIP
6. Pangkat/golongan
7. Jabatan fungsional
8. Jabatan struktural
9. Jurusan
10. Fakultas
: Muchlis, M.Sc
: Laki-laki
: Langsa, Aceh / 18 Desember 1979
: Banda Aceh
: 197912182009121001
: Penata Muda /IIIb
: Asisten Ahli
:: Teknik Pertambangan
: Teknik
11. Riwayat Pendidikan
No.
1.
2.
Pendidikan
S1 ITB
S2 2. Universiti Teknologi
Petronas
Ijazah/Tahun
Sarjana/2006
Magister/2009
Spesialisasi
Geofisika
Perminyakan
12. Pengalaman penelitian (5 tahun terakhir)
No.
1.
Tahun
2011
Judul
Investigasi Aktif Fault di Kawasan
Ekosistem
Leuser
menggunakan
Metode VLF
Sumber biaya
Penelitian Dosen
Muda
13. Publikasi (5 tahun terakhir)
No.
Tahun
Judul
Sumber biaya
Banda Aceh, 23 November 2012
Peneliti,
(Muchlis, S.Si, M.Sc)
NIP. 197912182009121001
CURRICULUM VITAE
1. Nama Lengkap
2. Jenis Kelamin
3. Tempat/Tgl. Lahir
4. Alamat
5. NIP
6. Pangkat/golongan
7. Jabatan fungsional :
8. Jabatan struktural
9. Jurusan
10. Fakultas
11. Riwayat Pendidikan
No.
1.
2.
: Nafisah Al-Huda
: perempuan
: Banda Aceh/ 10 Januari 1979
: Jl. Ibnu Sina No. 18 Kopelma Darussalam
Banda Aceh
: 19790110 200812 2001
: Penata Muda /IIIb
Tenaga Pengajar
:: Teknik Sipil
: Teknik Unsyiah
Pendidikan
S1 Teknik Sipil
S2 Teknik Sipil
Ijazah/Tahun
Sarjana/2002
Magister/2008
Spesialisasi
Struktur
Geoteknik
12. Pengalaman penelitian (5 tahun terakhir)
No.
1.
Tahun
2010
Judul
Pengaruh Cairan Lindi (LEACHATE)
Pada Tempat Pembuangan Akhir
(TPA) Gampong Jawa Terhadap SifatSifat Fisis dan Mekanis Tanah
Anggaran
Hibah APBA
Unsyiah
13. Publikasi (5 tahun terakhir)
No.
Tahun
Judul
Sumber biaya
Banda Aceh, 23 November 2012
Anggota Peneliti,
(Nafisah Al-Huda, ST. MT)
NIP. 19790110 200812 2001
KETERANGAN PENELITIAN
Judul Penelitian
: Pemodelan Gempasusulan Aceh
Peneliti Utama
: MUCHLIS, S.Si, M.Sc
Institusi Peneliti
: Universitas Syiah kuala
Bidang Ilmu
: Kebencanaan
Tahun Pelaksana
: 2012
Biaya
: Rp 14.885.000
Tujuan
:1.Mempelajari pola gempa susulan di masing-masing zona
kegempaan di Aceh
2.Menghitung nilai karakter seismik pada zona-zona
kegempaan di Aceh
Sasaran Akhir Tahun : Penulisan jurnal
Nomor BCHP :
089/UN11.2/LT/SP3/2012/H11.2/BCHP/2012
CATATAN KEMAJUAN PENELITIAN
No
Tanggal
(dan jam)
Catatan Kemajuan
Kegiatan
(berisi data yg diperoleh keterangan data, sketsa,
gambar, analisis singkat dsb)
1
25 Mei 2012
(10.30-15.30)
Mengunduh Data
Data tidak dapat diunduh karena website penyedia data
tidak bisa diakses
2
29 Mei 2012
(08.30)
Mengunduh Data
Data sudah dapat diunduh namun terlalu besar sehingga
harus dishorting
Data sudah dapat dishorting
Data yang sudah dishorting masih dalam bentuk .txt.
dan berisi bermacam informasi.
Data yang hanya dipakai yaitu waktu gempa,
kedalaman, koordinat, dan magnitude.
Data diformatkan dalam bentuk tabel (Excel) sehingga
mudah untuk diplot dalam peta yang dibuat
3 Juni 2012
3
(16.00-20.00)
4
5
6
7
8
5 Juli 2012-11
Pemilihan software untuk
Juli
2012
membuat peta sederhana
(13.00-17.00)
Memplot 770 titik gempa
3 Agusuts 2012 susulan Aceh yang dilakukan
secara manual, karena belum
mengetahui cara otomatis
(08.30-14.00)
menggunakan
software
tersebut
Mempelajari pembuatan peta sederhana dibutuhkan
waktu 2 minggu
Berupa peta sederhana denga plot gempa susulan dan
menghabiskan waktu 10 hari dengan durasi 6 jam/hari
dengan adanya kesalahan tapi bisa diperbaiki.
Plot data gempa atau gambar peta terdahulu tidak bisa
4
September
Plot data gempa dengan peta dibedakan dengan warna pada cluster-clusternya.
2012
(08.30sederhana yang lain
Dengan menggunakan peta sederhana yang baru bisa
12.00)
dilakukan
Beberapa model peluruhan gempa telah dibuat
1 Oktober 2012 Perhitungan peluruhan gempa Gempa yang selama 1 tahun yang berjumlah 770 gempa
(08.30-12.00)
susulan dan karakter nilai b
dikelompokkan per 10 hari sehingga model peluruhan
yang dihasilkan per 10 hari
1
November Penulisan
dan
2012-14
penyempernuaan
laporan
November 2012 akhir
Nomor BCHP : 089/UN11.2/LT/SP3/2012/H11.2/BCHP/2012
PROSIDING SEMINAR HASIL PENELITIAN
I.
1.
Skim Penelitian
:
Dosen Muda
2.
Judul Penelitian
:
Pemodelan Gempa Susulan Aceh
3.
Ketua Peneliti/Penyaji :
Muchlis, S.Si.M.Sc
4.
Hari/Tanggal
:
Kamis/8 November 2012
5.
Tempat
:
Gedung Lemlit Univ. Syiah Kuala
II.
Pertanyaan
1.
Mahasiswa
Bagaimana Cara menentukan zona 1,2,3 dan 4 dalam penelitian ini?
2.
Dr.Nasrul , ST.MT
a. Apa perbedaan gempa utama dengan gempa susulan?
b. Selain regresi linear, apakah ada penggunaan algoritma yang lain?
c. Bagaimana Cara Penentuan Nilai M?
d. Bagaimana proses fitting data?
III. Jawaban/ Tanggapan
1. Untuk menentukan zona 1,2, 3 dan 4 dengan menentukan trend/arah pola
kegempaan susulan tersebut.
2.
a. perbedaan nya terletak pada besaran nilai magnitude nya.
b. Ada, tetapi kami peneliti belum memahami cara yang lainnya.
c. Penentuan nilai Magnitude gempa dengan mengukur nilai energy gempa
memakai rumus richter
d. Dengan menghitung standard deviasi dari data real dengan data
perhitungan.
Darussalam, 23 November 2012
Moderator,
Peneliti,
Dr.Nasrul , ST.MT
Muchlis, S.Si, M.Sc
RINCIAN DANA PENELITIAN
TAHUN 2012
Uang yang diterima Tahap Pertama Rp. 14.885.000
Penggunaan (saat ini)
Rp. 14.885.000
Sisa
Rp.
0
Uraian Komponen Biaya
1.
Pelaksana (Gaji/Upah)
Nama Tim
Tugas/Jabat Volum
No
Peneliti
an
e
Interpretasi
1
Muchlis
100%
data/Ketua
Penulis
Nafisah Al2
laporan/Ang 100%
Huda
gota
Peta
sederhana
3
Nurul Aflah
dan
100%
pengolah an
data
Total
Harga
Satuan
Jumlah
Biaya
1.000.000
1.000.000
500.000
500.000
1.580.000
1.580.000
3.080.000
2.
Peralatan
No
Jenis Peralatan
Volume Harga Satuan Jumlah Biaya
1
Laptop HP 4421s
1
5.155.000
5.155.000
2 Peta geologi digital (software)
5
500.000
2.500.000
3
Total
7.655.000
3.
Bahan Habis Pakai
No
Jenis Peralatan
Volume
Harga Satuan
1
Internet Voucher
5 bulan
100.000
2
Kertas HVS 80 gram
4 Rem
50.000
3
Cartridge laser
1
900.000
4
CD RW
1 kotak
300.000
5 Fotocopy bahan bacaan 500 lembar
200
6
Cetak laporan
12 eks
60.000
Total
4.
No
5.
No
Penginapan
Nama Tempat
Laman
Penginapan
ya
Perjalanan
Nama yang melakukan
perjalanan
Gol
Biaya
Tujuan
Jumlah Biaya
500.000
200.000
900.000
300.000
100.000
720.000
2.720.000
Jumlah
Jumlah Biaya
6.
Pemeliharaan
No Jenis Pemeliharaan
Volume
7.
No
Biaya
Pertemuan/Lokakarya
Lamany
Tema Kegiatan
Tempat
a
Jumlah
Biaya
8.
Laporan/Publikasi
No Jenis Penggunaan
Volume
Harga Satuan
1
Publikasi Jurnal
1
750.000
2
Cetak poster A0
4eks
170.000
Total
Total Penggunaan dana Rp. 14.885.000
Jumlah
Jumlah Biaya
750.000
680.000
1.430.000
Draft Artikel Ilmiah
Pemodelan gempasusulan Aceh
(The Aceh Aftershocks Modelling)(1)
Oleh
MUCHLIS(2)
NAFISAH AL-HUDA(2)
Catatan :
1. DIBIAYAI OLEH UNIVERSITAS SYIAH KUALA, KEMENTRIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAAN, SESUAI DENGAN SURAT
PERJANJIAN PENUGASAN DALAM RANGKA PELAKSANAAN PENELITIAN DOSEN MUDA TAHUN ANGGARAN 2012
NOMOR: 2343/UN11/LK-PNPB/2012 TANGGAL 15 MEI 2012
2. PENULIS BEKERJA DI UNSYIAH
Abstrak
Gempabumi dan Tsunami pada tanggal 26 Desember 2004 yang melanda
Nanggroe Aceh Darussalam telah menjadi tragedi masyarakat dunia. Jumlah korban di
Aceh akibat bencana ini lebih dari 128 ribu jiwa dan kerugian ratusan trilyun rupiah.
Disamping itu gempa dahsyat dan mega tsunami ini telah memberikan andil yang besar
bagi perkembangan ilmu kebumian khususnya kegempaan.Gempabumi merusak
umumnya diikuti oleh aktivitas gempa susulan.
Pada gempa Aceh 26 Desember 2004, gempa susulan dapat dikelompok kan
menjadi 4 zona yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona 4. Dari data gempabumi susulan
yang terjadi ditentukan beberapa persamaan yang diperoleh dengan metode kuadrat
terkecil. Data yang dipakai adalah data gempa susulan yang mempunyai magnitude lebih
besar dari 1 SR yang terjadi pada tanggal 26 Desember 2004 sampai dengan 13 Juni
2005.
Setidaknya ada empat model peluruhan gempa susulan yaitu (a) model Omori (b)
model Mogi 1 (c) model Mogi 2 dan (d) model Utsu. Keempat model ini dibandingkan
dengan data pengamatan, kemudian dicari mana yang paling sesuai dengan data
pengamatan dengan nilai deviasi yang paling kecil. Selanjutnya dihitung waktu peluruhan
gempa susulan pada masing masing zona.
Kata kunci: Gempabumi Susulan, Omori, Mogi dan Utsu.
Abstract
The greatest earthquake and tsunami which affected Nanggroe Aceh
Darussalam on December 26th 2004 had become tragedy for all mankind. More
than 128 thousands people died, destroyed the economic live, and suffered a
financial loss about billion rupiahs. Nevertheless this catastrophe had given some
beneficial for the earth’s science, especially to earthquake’s science.
The destructive earthquake is followed by aftershocks. There are four
clusters of aftershocks which had occurred following the Aceh 26th December
main shocks. Using aftershocks data from December 26th 2004 until June 13th
2005 and magnitude, a new equation using least square has been calculated.
There are four models of these patterns, (a) Omori, (b) Mogi 1st, (c) Mogi
2nd and (d) Utsu. All these models are compared with observation data, calculated
which of those models give minimum deviation. Every each of zones is measured
for decaying time.
Keywords: Aftershocks, Omori, Mogi dan Utsu.
Bab 1. Pendahuluan
Suatu masalah yang hampir selalu muncul jika terjadi gempabumi tektonik
ialah gempabumi susulan (aftershocks). Pada umumnya pertanyaan mengenai
gempabumi tersebut ialah kapan terjadinya, berapa kekuatannya dan kapan
berakhirnya?
Kawasan Indonesia mempunyai karakteristik yang unik yakni terletak
pada daerah pertemuan tiga lempeng (triple junction plate convergence ), yaitu
lempeng Eurasia, lempeng Samudera Pasifik dan Lempeng Indo-Australia yang
masing-masing saling bergerak. Dengan demikian Indonesia merupakan daerah
yang secara tektonik labil dan termasuk salah satu pinggiran benua yang paling
aktif di muka bumi. Akibat nya Indonesia memiliki tingkat kegempaan yang
tinggi di dunia.
Secara Geografis Propinsi NAD terletak pada 2º-6ºLU dan 95º-98º BT.
Luas wilayah NAD mencapai lebih kurang 57.365,57 Km2, berbatasan sebelah
utara dengan laut Andaman, sebelah timur dengan selat Malaka, sebelah selatan
dengan Propinsi Sumatera Utara, sebelah barat dengan Samudera Hindia.
Secara geologis propinsi NAD terletak pada daerah seismik aktif, yaitu
adanya sesar Semangko,sesar Mentawai dan adanya pertemuan lempeng tektonik
Indo Australia dengan Eurasia di selatan. Fakta ini menyebabkan NAD memiliki
kerawanan terhadap gempabumi yang cukup tinggi.
Gempabumi NAD yang akan dibahas pada tulisan ini terjadi pada tanggal 26
Desember 2004 pukul 00:58:53.49 (UTC) dengan koordinat episenter 3.307 LS,
95.951 BT.
Gempabumi ini menimbulkan kerusakan yang hebat pada infra struktur di
kota banda Aceh dan Meulaboh. Gempa ini merupakan gempa keempat yang
terbesar sejak tahun 1900 dan menimbulkan tsunami. Akibat dari tsunami ini lebih
parah daripada gempa bumi dalam tingkat kehancuran di kota Banda Aceh dan
Meulaboh. Lebih dari 128 ribu penduduk meninggal dunia.
Akibat dari gempa dan tsunami ini juga meninggalkan rumah-rumah yang pilar
dan dindingnya tidak kokoh lagi sehingga sudah tidak layak dihuni dan rentan
terhadap bencana gempa susulan selanjutnya.
Bab 2. Perumusan Masalah
Menurut Mogi (1967) pola umum terjadinya gempabumi dibedakan dalam
3 (tiga) jenis, yaitu:
d. Tipe I, yaitu gempabumi utama (main shock) yang tanpa didahului gempa
pendahuluan (fore shock), tetapi diikuti dengan banyak gempabumi susulan
(aftershock). Gempabumi tipe ini biasanya terjadi di daerah yang mempunyai
medium homogen dengan stress yang bekerja hampir merata (uniform).
Sebagian besar gempabumi tektonik yang terjadi di bumi tergolong jenis ini.
e. Tipe II, gempabumi yang terjadi pada tipe ini didahului adanya gempa-gempa
pendahuluan (fore shock) dan kemudian diikuti gempa susulan yang cukup
banyak
jumlahnya.
Tipe
ini
terjadi
pada
daerah
dengan
struktur
batuan/medium yang tidak seragam dan distribusi stress yang bekerja tidak
seragam.
f. Tipe III, yaitu gempabumi dimana tidak terdapat gempa utamanya (main
shock), biasanya dikenal sebagai “swarm”. Gempa jenis ini mempunyai ciri
khas frekuensi terjadinya gempa naik dan distibusi magnitude gempanya
relatif seragam/sama atau dengan kata lain tidak terdapat gempa utama.
Gempabumi tipe ini terjadi dalam daerah yang terbatas,biasanya terdapat
didaerah gunung api baik yang masih aktif maupun yang sudah tidak aktif
lagi. Gempabumi “swarm” terjadi pada daerah yang tidak seragam struktur
mediumnya dan stress yang bekerja terkonsentrasi pada area yang terbatas.
Jumlah gempabumi susulan dapat mencapai ratusan kali setiap hari.
Jumlah ini akan menurun terhadap waktu secara cepat atau perlahan tergantung
pada struktur batuan dan distribusi tegangan mekanis disekitar
sumber
gempabumi utama. Menurut Omori (1894) aktifitas gempabumi susulan menurun
terhadap waktu dan di gambarkan dengan formula Omuri sebagai berikut:
n(t) = K / (t+c)
n(t) = jumlah gempabumi susulan per satuan waktu.
t = waktu dalam hari setelah gempabumi utama.
K,c = konstanta.
Bab 3. Tinjauan Pustaka
Daerah terjadinya gempabumi susulan ialah disekitar lokasi sumber gempa
utama. Lokasi penyebaran sumber gempabumi susulan berkaitan dengan luas
bidang sesar gempabumi yang bersangkutan.(Abe, 1975 ; Kanamori, 1977).
Rentetan gempabumi susulan tersebut dapat dianggap sebagai suatu mekanisme
untuk mencapai keadaan kesetimbangan baru disekitar gempabumi utama, setelah
terjadinya pelepasan energi yang sangat besar dalam waktu yang singkat (
Purwana, dkk, 1995).
3.1 Tektonik Sumatra
Sumber gempa Tektonik di Aceh dan Nias merupakan segmen (gempa
bumi) paling utara pada Zona subduksi Sumatera, yang membentang sampai ke
Selat Sunda dan berlanjut hingga Selatan Pulau Jawa. Khusus di pantai barat
Sumatera terdapat 6 Zona Subduksi yang sangat berpotensi sebagai gempa besar
yang biasanya diikuti tsunami, yaitu segmen Simeulue, Nias, kepulauan Batu,
Siberut, Sipora, Pagai, dan Bengkulu.
Subduksi ini mendesak lempeng Eurasia di bawah Samudera Hindia ke arah Barat
laut di Sumatera dan Frontal ke utara terhadap Pulau Jawa, dengan kecepatan
pergerakan yang bervariasi. Puluhan hingga ratusan tahun dua lempeng itu saling
menekan. Namun lempeng Indo-Australia dari selatan bergerak lebih aktif.
Pergerakannya yang hanya beberapa milimeter hingga beberapa sentimeter per
tahun ini memang tidak terasa oleh manusia. Karena dorongan lempeng IndoAustralia terhadap bagian Utara Sumatera kecepatannya hanya 7,3 cm per tahun.
Sedangkan yang di bagian Selatan nya 6 cm pertahun. Pergerakan lempeng di
daerah barat Sumatera yang miring posisinya ini lebih cepat dibandingkan dengan
penyusupan lempeng di Selatan jawa.
Akibat dorongan lempeng Indo-Australia tersebut, Pulau Sumatera terbelah
menjadi dua bagian yang memanjang. Patahan yang terbentuk itu sangat populer
disebut sebagai patahan Semangko yang merupakan generator gempa merusak
didaratan Sumatera. Belahan Sumatera yang kecil di bagian barat daya bergerak
ke barat laut, berlawanan dengan belahan yang besar di timur laut.
Selama puluhan sampai ratusan tahun, tekanan lempeng Samudera Hindia ini
akan terus meningkat sampai melampaui kekuatan elastisitas batuan sehingga
batuan di bawah nya akan runtuh dan bergeser secara tiba-tiba. Bila ini terjadi,
maka timbul gempa bumi. Sehingga aktivitas lempeng baru diketahui ketika
terjadi gempa. Karena sesungguhnya gempa merupakan petunjuk adanya bagian
dari batuan di tempat pertemuan lempeng yang tidak mampu lagi menahan
tekanan, pada saat itu batuan tersebut patah.
Gambar 1. Zona tumbukan Lempeng Indo Australia dengan Eurasia (National
Geografi Indonesia, Desember 2005).
Gambar 2. Lempeng Indo Australia dan Eurasia ( Muzli, 2005 ).
3.2 Perhitungan prediksi peluruhan gempa susulan
Mogi (1963) mengembangkan rumus hubungan antara frekuensi harian
gempa bumi susulan dengan waktu yang berlangsung kurang dan lebih dari 100
hari. Kedua rumusan ini menunjukkan penurunan frekuensi secara eksponensial.
Untuk t > 100 hari ( Mogi-2) :
n(t) = n 0 e-pt
Untuk t < 100 hari (Mogi-1)
n(t) = n 0 e-h
n 0 = rata-rata kejadian gempabumi susulan dalam satu hari.
h,p = konstanta
t = waktu dalam hari setelah gempabumi utama.
Biasanya harga p mendekati harga 1, yang menunjukkan bahwa aktivitas
gempabumi susulan menurun secara hiperbolis.
Utsu (1961) mengemukakan formula tentang hubungan frekuensi
gempabumi susulan n(t) dan waktu setelah gempabumi utama y yang sedikit
berbeda yakni :
n(t) = K/( t+c)p
persamaan ini merupakan modifikasi dari persamaan Omori dan biasa disebut
modified Omori formula. Harga c berkisar antara 0,01 hingga 1,5.
Omori :
K
t+c
n(t) =
1
c 1
= + t
n(t ) K K
Y
A
BX
Mogi 1 :
n(t) = a . t-b
log n(t) = log a – b log t
Y
A
B X
Mogi 2 :
n(t) = a . e-b.t
ln n(t) = ln a – b.t
Y
A
BX
Utsu :
n(t) = a. [t + 0.01]-b
log n(t) = log a – b log [t+0.01]
Y
A
B
X
Dengan memakai Regresi Linier :
Formula : Y = A + B X
[
] [∑ X ][∑ Y ]
n[∑ X ] − [∑ X ]
B=
n ∑ XY −
A=
∑ Y − B[∑ X ]
2
2
n
3.3 Perhitungan nilai karakteristik seismic
Dari data yang sama juga dapat dihitung nilai b dengan persamaan
Log n (M) = a-bM
•
Dimana n(M) menunjukkan jumlah gempa bumi dengan magnitude antara M
dan M+dm
•
Harga a: secara khusus bergantung pada periode pengamatan karena itu dapat
dianggap sebagai suatu indek dari aktivitas seismic rata2 untuk daerah seismik
tersebut. Konstanta a bergantung pula pada ukuran(luas)daerah yang diamati
dan pada tingkat aktivitasnya
Harga b: tidak tergantung secara teoritis pada periode pengamatan, dan dapat
dianggap sebagai suatu parameter karakteristik untuk masing-masing daerah
seismik.
Bab 4. Tujuan Penelitian
Penelitian prediksi peluruhan gempa bumi susulan bertujuan untuk :
4. Mempelajari pola gempa susulan di masing-masing zona kegempaan di Aceh
5. Menghitung nilai karakter seismik pada zona-zona kegempaan di Aceh
6. Memperkirakan magnitude gempa susulan.
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan informasi yang lebih
komprehensif terhadap kegempaan dan dengan memahami karakteristik batuan
maka dapat diketahui potensi bahaya seismisitasnya.
Hasil penelitian ini juga diharapkan dapat berkontribusi positif terhadap
sains dan teknik yang terkait dengan studi kegempaan untuk mitigasi gempa, serta
dapat membuka cakrawala baru bagi penelitian pemantauan gempa di masa
mendatang.
Bab 5. Metode Penelitian
5.1 Lokasi Penelitian
Data Gempa bumi susulan per 10 hari dari tanggal 26 Desember 2004 s/d
13 juni 2005 yang di download dari situs USGS. Magnitude 1-9. latitude
15.000N-1.000N dan Longitude 100.000E-90.000E
Data frekuensi Gempabumi susulan diperoleh dari data USGS 26
Desember 2004 sampai 13 Juni 2005. Banyak nya event dijumlahkan dalam per
sepuluh hari. Gempa susulan yang ditimbulkan gempa utama membuat gempa
susulan terkelompok menjadi empat zona, yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona
4. kemdian masing masing zona di buat model peluruhannya
5.2. Alat dan Bahan
Adapun peralatan yang digunakan dalam melakukan penelitian ini dapat
dilihat pada Tabel 1 di bawah ini.
Tabel 1 Alat dan Bahan Penelitian
No.
Nama Alat dan Bahan
Jumlah
5.
Software
1 buah
6.
Modem
1 unit
7.
Komputer
1 unit
5.3 Prosedur Penelitian
Prosedur penelitian dibagi dalam tiga tahap yaitu : Tahap Studi Pendahuluan,
pembuatan peta sederhana, dan pengolahan data
Mulai
Pembuatan peta sederhana
Pengumpulan data gempa susulan selama 6
bulan
Pengolahan data prediksi untuk gempa
susulan
Perbandingan data model vs data real
Selesai
Gambar 4. Diagram Alir Penelitian
Bab 6. Hasil dan pembahasan
6.1 Perhitungan Peluruhan Gempa Susulan
Data frekuensi Gempabumi susulan diperoleh dari data USGS 26
Desember 2004 sampai 13 Juni 2005. Banyak nya event dijumlahkan dalam per
sepuluh hari. Gempa susulan yang ditimbulkan gempa utama membuat gempa
susulan terkelompok menjadi empat zona, yaitu zona 1, zona 2, zona 3 dan zona
4. kemudian masing masing zona di buat model peluruhannya.
Gambar zona 1, 2, 3 dan 4 (merah, hijau, biru dan biru muda)
6.1.1 Pola peluruhan pada zona 1
Omori
persamaannya adalah :
n(t)=1162,4437/(t + 0,046181), std=5,4
dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 3,1 tahun.
Mogi 1
Persamaannya adalah :
n(t)=1448,2669*(t ^- 1,044), std=3,9313
dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t =2,92 tahun.
Mogi 2
Persamaannya adalah :
n(t)=66,392*e ^(-0,01532*t), std=18,479
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 0,75 tahun.
Utsu
Persamaannya adalah :
n(t)=1450,3315*(t+0,01)^-1,0442, std=3,9331
dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 2,91 tahun.
6.1.2 Pola peluruhan pada zona 2
Omori
Persamaannya adalah :
n(t)=1629,971/(t + 14,779), std=61,957
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 4,42 tahun.
Mogi 1
Persamaannya adalah :
n(t)=2942,1151*(t ^- 1,154), std=27,615
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 2,7 tahun.
Mogi 2
Persamaannya adalah :
n(t)=87,1403*e ^(-0,015693*t), std=59,176
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 0,77 tahun.
Utsu
Persamaannya adalah :
n(t)=2946,4237*(t+0,01)^-1,1543, std=27,578
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 2,77 tahun.
6.1.3 Pola peluruhan pada zona 3
Omori
Persamaannya adalah :
n(t)=1320,0427/(t + 15,2922), std=15,448
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t =3,57 tahun.
Mogi 1
Persamaannya adalah :
n(t)=752,0189*(t ^- 0,90611), std=6,8962
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 4,09 tahun.
Mogi 2
Persamaannya adalah :
n(t)=50,3762*e ^(-0,012989*t),std=17,286
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 0,82 tahun.
Utsu
Persamaannya adalah :
n(t)=752,9163*(t+0,01)^-0,90634, std=6,8875
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 4,08 tahun.
6.1.4 Pola peluruhan pada zona 4
Omori
Persamaannya adalah :
n(t)=1075,3411/(t + -5,1335),std=156,23, std (t=50) = 2,2233
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 2,96 tahun.
Mogi 1
Persamaannya adalah :
n(t)=4300,3163*(t ^- 1,2613), std=154,55, std (t=50) = 2,1671
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 2,08 tahun.
Mogi 2
Persamaannya adalah :
n(t)=114,1333*e ^(-0,019568*t), std=152,07, std (t=50) = 6,4308
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 0,66 tahun.
Utsu
Persamaannya adalah :
n(t)=4308,258*(t+0,01)^-1,2617, std=154,55, std (t=50) = 2,1691
Dari persamaan diatas dihitung nilai t (waktu berakhirnya gempa susulan per 10
hari) dengan n(t) = 1, t = 2,08 tahun.
7.1 Kesimpulan
6. Peluruhan Gempa susulan Aceh untuk Zona 1 akan berakhir selama 2,92
tahun dari waktu gempa utama. Untuk Zona 2, 3 dan 4 sedang dalam proses.
•
Pada zona ke empat, pola peluruhan Gempa susulan Aceh baru terlihat pada
saat t=50.
•
Perhitungan untuk zona 1 nilai b=0,94 yang berarti daerah ini termasuk zona
seismik aktif meskipun gempa gempa besar relatif sedikit.
•
Frekuensi kedalaman gempa terbanyak ada pada kedalaman 30 km. diduga
pada kedalaman ini merupakan lapisan moho. Di sumatera diperkirakan
lapisan moho pada kedalaman 30-40km (M.Humam, 1994 dan Agoes lukman,
1999).
7.2 Rekomendasi
•
Hasil perhitungan dari penelitian ini dapat dijadikan prediksi awal peluruhan
gempa susulan pada gempa utama yang terjadi dimasa depan.
•
Zona-zona perhitungan gempa bisa diperkecil luas wilayahnya sehingga bisa
memberikan nilai b (karakter seismik) yang lebih detail
•
Dari nilai b pada area yang lebih detail bisa dijadikan peta zona kegempaan
yang lebih detail
8. Ucapan Terimakasih
Penyelesaian penulisan ini tidak terlepas dari dukungan dan bantuan
banyak pihak, yang telah memberikan kontribusi ilmiah, moril dan materiil baik
secara langsung maupun tidak langsung. Untuk itu dengan tulus hati, penulis
ucapkan banyak terima kasih kepada :
1. Nurul dan Luna (Isteri dan anak dari Penulis utama)
2. Ayah dan Ibu dari penulis utama
3. Keluarga besar dari anggota penelitian ini
4. Ketua dan para karyawan lembaga penelitian Unsyiah
5. Semua pihak yang telah membantu
9. Daftar Pustaka
•
•
•
Abe.K., Reliable estimation of seismic moment of large earthquake, journal
of phyciscs of the Earth, vol. 23 (1975), pp. 381-390.
Agoes luqman, 1999, Studi Seismotektonik dan Perkiraan Struktur Bawah
Permukaan Daerah Sidikalang (Sumatera Utara, Tugas akhir.
Kanamori, H., The energy release in great earthquake, jour. Geop. Res., vol.
82, no. 20 (1977) pp. 2981-2987.
•
•
•
•
•
•
•
Mogi K, Earthquake and fractures, Tectonophhysics, vol. 5, no. 1 (1967),
pp. 35-55.
Mogi. K., on time distribution of after-shocks accompanying the recent
major earthquakes in and near japan, Bull. Earthquake Res. Inst., vol. 40
(1963). Pp. 107-124.
Muzli, 2005, Lempeng Indo Australia
Muhammad Humam, 1994, Studi Monografi Daerah Sumatera Utara
Berdasarkan Data Gelombang P. Tugas akhir
Omori. F, On the aftershocks of earthquakes, jour. Coll. Sci. Univ. of
Tokyo, vol. 7 (1894) pp. 111-200
USGS:http://usgs.neic.
Utsu, T, A statistical study on the occurrence of aftershocks, Geophys. Mag.
Vol. 30 (1961).
10. Lampiran
Gambar 1. Penyebaran gempa susulan 26 Desember 2004 sampai 4 Januari 2005
(10 hari ke 1).