ANALISIS SPEKTRAL GUNUNG SLAMET Abstrak Pendahuluan
advertisement
ANALISIS SPEKTRAL GUNUNG SLAMET Eko Minarto* * Laboratorium Geofisika Jurusan Fisika – FMIPA Institut Teknologi Sepuluh Nopember Email : [email protected] Kampus ITS Sukolilo Surabaya 60111 Abstrak Salah satu metode geofisika yang digunakan dalam pemantauan kegiatan gunungapi adalah metode seismik, yaitu dengan cara memantau kegiatan seismik atau kegempaan gunungapi secara menerus; baik sebelum letusan, pada saat letusan, maupun setelah letusan. Estimasi spektral dilakukan pada data rekaman seismogram, selain itu juga ditentukan kedalaman hiposenter untuk mengetahui penyebaran sumber gempabumi gunungapi. Sehingga diperoleh gambaran secara umum mengenai tingkat kegiatan dari gunungapi tersebut. KATA KUNCI : Estimasi spektral, Seismogram, Hiposenter. Pendahuluan Indonesia merupakan daerah yang bersifat tektonis aktif. Hal ini bisa dilihat dari jumlah gunungapi aktif yang ada di Indonesia, sekitar 15% gunungapi aktif yang ada di dunia berada di wilayah Indonesia (129 buah gunungapi aktif ada di wilayah Indonesia). Sehingga perlu dilakukan pemantauan secara menerus terhadap kegiatan gunungapi tersebut untuk mengantisipasi bencana gunungapi jika terjadi letusan. Salah satu metode geofisika yang digunakan dalam pemantauan kegiatan gunungapi adalah metode seismik, Metode ini dilakukan dengan cara memantau kegiatan seismik atau kegempaan gunungapi secara menerus; baik sebelum letusan, pada saat letusan, maupun setelah letusan. Dalam penelitian ini, estimasi spektral dilakukan pada data rekaman seismogram dari Gunung Slamet pada bulan Mei 1996, yang menggunakan seismometer tipe L4-C Mark Product dengan frekuensi natural 1 Hz. Sehingga diperoleh gambaran secara umum mengenai tingkat kegiatan dari Gunung Slamet tersebut. Selain itu juga ditentukan kedalaman hiposenter untuk mengetahui tingkat penyebaran sunber gempabumi gunungapi yang diakibatkan oleh Gunung Slamet. Kegempaan Gunung Slamet Gunung Slamet terletak disekitar perbatasan antara Kabupaten Pemalang, Brebes, Banyumas, Purbalingga dan Tegal, Jawa Tengah. Berada pada ketinggian 3340 m diatas permukaan laut, merupakan gunungapi tertinggi di propinsi Jawa Tengah. Posisi geografi Gunung Slamet terletak antara 7º 14' 30" Lintang Selatan dan 109º 12' 30" Bujur Timur. Gunung Slamet menunjukkan kegiatan yang esplosif dan efusif. Rempah gunungapi yang esplosif terdiri atas bom vulkanik-lapili-pasir-abu, kemungkinan awan panas letusan, sedangkan yang efusif berupa leleran lava. Oleh karena itu Gunung Slamet termasuk gunungapi aktif yang berbahaya, sehingga perlu dipantau secara menerus. Berdasarkan klasifikasi kegempaan yang dibuat oleh Minakami (1974), kegiatan seismik atau kegempaan Gunung Slamet termasuk dalam gempa gunungapi tipe B. Hal ini dicirikan dengan frekuensi spektrum berkisar 4–7 Hz, durasi gempa pendek, ts–tp sulit terbaca. Pengelompokkan gempa gunungapi berdasarkan kedalaman sumber gempa dan kenampakan bentuk sinyal gempa (Minakami, 1974) : 1. Gempa gunungapi Tipe A Sumber gempa terletak dibawah gunungapi pada kedalaman 1-20 km. Tipe gemnpa ini biasanya terdapat pada gunungapi yang berada dalam keadaan aktif. Penyebab dari gempa gunungapi tipe ini adalah naiknya magma ke permukaan dengan disertai oleh rekahan-rekahan dengan cirriciri waktu tiba gelombang P dan S terlihat jelas. 2. Gempa gunungapi Tipe B Sumber gempa gunungapi tipe ini terdapat pada kedalaman kurang dari 1 km dari kawah yang sedang aktif. Oleh karena itu gempa yang tercatatmempunyai gerakan awal yang cukup jelas, tapi waktu tiba gelombang S tidak dapat dilihat secara jelas. 3. Gempa letusan Merupakan gempa yang disebabkan oleh terjadinya letusan yang bersifat eksplosif. Berdasarkan hasil pengamatan seismik sampai saat ini dapat dikatakan bahwa gerakan pertama dari gempa letusan adalah push up atau gerakan ke atas. Dengan kata lain, gempa letusan ditimbulkan oleh mekanisme sebuah sumber tunggal yang positif. 4. Tremor gunungapi Merupakan getaran yang menerus disekitar gunungapi. Gempa yang ditimbulkan oleh letusan-letusan tersebut selalu berulang-ulang dan dalam rekaman seismogram terlihat seperti getaran yang menerus karena saling bertumpukkan. Untuk mengamati aktivitas Gunung Slamet, dibangun stasiun-stasiun pencatat gempa disekitar Gunung Slamet etrsebut : o Stasiun GUC Berada pada ketinggian 1338 m di atas permukaan laut, berjarak mendatar 370 m dari Gunung Slamet. Posisi geografi stasiun GUC 7º 12' 13" Lintang Selatan dan 109º 10' 13" Bujur Timur. o Stasiun DKL Posisi geografi stasiun DKL 7º 10' 52" Lintang Selatan dan 109º 11' 41" Bujur Timur. Berada pada ketinggian 1170 m di atas permukaan laut, berjarak mendatar 860 m dari Gunung Slamet. o Stasiun CKT Berjarak mendatar 670 m dari Gunung Slamet. Berada pada ketinggian 1310 m di atas permukaan laut, Posisi geografi stasiun CKT 7º 13' 08" Lintang Selatan dan 109º 16' 14" Bujur Timur. Estimasi Spektral Proses ini merupakan proses untuk mengestimasi parameter yang tidak diketahui pada suatu fungsi acak yang diperoleh dari suatu pengukuran dengan cara statistik. Tujuannya adalah untuk menyaring informasi yang berguna dan membuang informasi yang tidak diinginkan dari data pengamatan. Data rekaman seismogram merupakan data time domain, karena data rekaman tersebut menggunakan waktu tiba gelombang P dan S yang dipengaruhi oleh efek penjalaran gelombang. Untuk mempermudah proses analisis, data dalam bentuk time domain tersebut diubah ke dalam frequency domain. i t dt F ( ) e it d inversnya : f (t ) = dengan ω adalah variabel frekuensi sudut, dimana ω = 2πf. Penentuan Hiposenter Kedalaman gempa atau hiposenter merupakan parameter gempa yang sangat penting, karena selain berkaitan erat dengan proses pelepasan energi pada saat gempa juga sejauh mana efek atau akibat gempa tersebut. Untuk menentukan lokasi hiposenter, pada penelitian ini digunakan metode sederhana yaitu metode Lokus. Dengan asumsi bahwa gelombang seismik merambat dalam lapisan homogen isotropik, sehingga kecepatan gelombang selama penjalaran adalah tetap. Karena Vp > Vs, maka tp < ts : D = Vp. tp dan D = Vs. ts Karena tp < ts, maka diperoleh : D(Vp Vs ) ts – tp = Vp Vs Vp Vs D= (ts tp ) Vp Vs h2 = D2 – d 2 dimana : Vp : kecepatan rambat gelombang P Vs : kecepatan rambat gelombang S tp : waktu tempuh gelombang P ts : waktu tempuh gelombang S d : jarak stasiun dari puncak gunung D : jarak sumber h : hiposenter Kedalaman hiposenter sta. GUC 12 kedalaman (km) f (t ) e Pada pengolahan data untuk menentukan spektral, data yang digunakan adalah seluruh rekaman (termasuk coda yang ikut terekam). Hal ini menyebabkan hasil spektral yang diperoleh kemungkinan lebih mewakili coda dari pada body wave-nya itu sendiri. Untuk itu perlu dilakukan pemilahan data (coda dan body wave) yang lebih akurat untuk mendapatkan hasil spektral yang lebih bagus. Dalam penentuan kedalaman hiposenter, pengolahan yang dilakukan adalah penentuan kedalaman relatif hiposenter, bukan harga mutlaknya. Akan tetapi hanya untuk mengetahui distribusi penyebaran dari kedalaman hiposenter tersebut. 10 8 6 4 2 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 tanggal Kedalaman hiposenter sta. DKL kedalaman (km) F( ω ) = Analisa 10 8 6 4 2 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 tanggal Kedalaman hiposenter sta. CKT 12 kedalaman (km) Transformasi Fourier dari suatu fungsi f(t) dinyataka sebagai : 10 8 6 4 2 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 tanggal Simpulan Analisa dan Simpulan 1. Dari hasil pengolahan data estimasi spektral diperoleh bahwa spektral gempa untuk Gunung Slamet untuk masing-masing stasiun pencatat gempa relatif tidak berubah. Hal ini menunjukkan bahwa pada frekuensi tersebut memang terjadi getaran gempa yang disebabkan oleh sumber Gunung Slamet tersebut yang relatif tetap. 2. Secara umum gempa Gunung Slamet mempunyai frekuensi antara 4,0 Hz sampai dengan 5,8 Hz. Stasiun GUC mempunyai harga spektral yang relatif lebih besar dibandingkan dengan dua stasiun yang lainnya, karena letak stasiun GUC yang relatif lebih dekat dengan Gunung Slamet dibandingkan dengan kedua stasiun lainnya tersebut. 3. Dari hasil perhitungan kedalaman hiposenter diperoleh bahwa adanya semacam pendangkalan sumber gempa, meskipun tidak secara langsung. Daftar Pustaka [1] D. Kusumaningrum, Estimasi Spektral Dengan Cara Korelogram dan PeriodogramRata-rata Untuk Sinyal Kuasi Harmonik Asal Gunungapi, Tugas Akhir Jurusan Geofisika dan Meteorologi ITB, 1994. [2] G. M. Jenkins and D. G. Watts, Spectral Analysis and Its Applications, Holden-Day, Oakland California, 1968. [3] H. Triastuty, Analisis Fisis Tingkat Kegiatan Gunung Bromo Berdasarkan Spektral Tremor dan Hiposenter Gempa Gunungapi, Tugas Akhir Jurusan Geofisika dan Meteorologi ITB, 1996. [4] M. Bath, Spectral Analysis in Geophysics, Elsevier Scientific Publishing Company, Amsterdam, 1974. [5] N. D. Isya, W. Deden, dan A. Wildan, Paduan Aktivitas Gunung Semeru, Direktorat Vulkanologi Subdit Pengamatan Gunungapi Seksi Jawa Bagian Timur, 1995.
