BAB I PENDAHULUAN. I.1. Latar belakang. tatanan tektonik yang kompleks. Pada bagian barat Indonesia terdapat subduksi

Transkripsi

1 BAB I PENDAHULUAN I.1. Latar belakang Indonesia terletak pada pertemuan antara tiga lempeng besar yakni lempeng Eurasia, Hindia-Australia, dan Pasifik yang menjadikan Indonesia memiliki tatanan tektonik yang kompleks. Pada bagian barat Indonesia terdapat subduksi (penunjaman) lempeng Hindia-Australia di bawah lempeng Eurasia. Lokasi penunjaman lempeng ini berada pada sepanjang jalur di sebelah barat Pulau Sumatera dan di sebelah selatan Pulau Jawa. Akibat penunjaman lempeng ini cukup mempengaruhi pola geodinamika di area Pulau Jawa (Bock, dkk., 2003), di mana lempeng Samudera Hindia bergerak ke arah utara-timur laut dengan kecepatan antara 6.0 s.d. 7.5 cm/tahun (Hamilton, 1979). Di bagian timur Indonesia, terjadi penunjaman lempeng Australia pada kawasan busur Banda dengan lempeng Samudera Pasifik. Kondisi tersebut cukup mempengaruhi pola geodinamika di wilayah Papua, Maluku dan daerah di sekitarnya. Gambar penunjaman lempeng di Indonesia dapat dilihat pada Gambar I.1. Pada bagian barat Indonesia, terdapat perbedaan pola interaksi yang terjadi pada lempeng Pulau Jawa dan Sumatra. Pola antarmuka pada lempeng Jawa berasal dari interaksi lempeng di sekitarnya yang menunjam lempeng Jawa dengan potensi seismik yang rendah (Newcomb dan McCann, 1987). Potensi seismik yang rendah ini mengakibatkan tidak banyak potensi gempa bumi sebagai bentuk pelepasan energi akibat penunjaman lempeng di wilayah Pulau Jawa. Pola 1

2 2 antarmuka lempeng Sumatera berasal dari penunjaman lempeng-lempeng di sekitarnya dan mempunyai potensi seismik yang tinggi sehingga menghasilkan gempa bumi besar, seperti yang pernah terjadi di Andaman, Sumatera Barat (Subarya dkk, 2006). Gambar I. 1. Gambar Penunjaman Lempeng (Sumberhttp:// Studi geodinamika di Indonesia khususnya di Pulau Jawa telah banyak dilakukan karena keberadaan Pulau Jawa yang sangat strategis. Sebagaimana diketahui, hampir separuh penduduk Indonesia berada di Pulau Jawa (BPS, 2010). Selain itu beberapa infrastruktur penting, seperti pertanian, pendidikan, transportasi, manufaktur, energi juga berpusat di Pulau Jawa. Selain itu kawasan Pulau Jawa cukup dinamis dalam beberapa peristiwa geodinamika, sebagaimana pula hasil studi geodinamika yang disampaikan oleh Kundu dan Gahalaut (2011) yang memaparkan pada area busur Sunda terdesak oleh pergerakan lempeng Hinda-Australia yang mengakibatkan pergerakan lempeng Pulau Jawa ke arah

3 3 utara-timur laut dengan kecepatan 6,7 cm/tahun.pada penelitian yang lain, lempeng Pulau Sumatera dan Pulau Jawa sama-sama memiliki tingkat pergerakan lempeng yang aktif. Kedinamisan pergerakan pada lempeng Pulau Sumatera mengakibatkan terjadinya pelepasan energi dalam bentuk gempa bumi yang cukup besar, seperti di Aceh, Andaman, Nias, Mentawai dan lokasi lainnya di Sumatera. Sejak tahun 1800-an sampai 2006 tercatat lebih dari sepuluh gempa bumi dengan magnitude lebih dari 6,0 SR. Sedangkan di daerah Jawa, menurut sejarah sejak tahun 1800-an baru terjadi beberapa kali gempa dengan magnitude lebih dari 6,0, yakni pada tahun 1833 dan 1861 (McCaffrey, 2009). Terakhir gempa yang terjadi cukup besar terjadi pada tahun 2006 dengan magnitudesebesar 6,3 (USGS, 2006). Jumlah pelepasan energi akibat penunjaman lempeng khususunya di wilayah Pulau Jawa, memberikan potensi gempa bumi yang cukup besar (McCaffrey, 2009). Pola geodinamika lempeng bumi yang dinamis seperti terjadi di Pulau Jawa dan Sumatera tersebutdapat diukur secara geometris dengan menggunakanreceiver GPS yang ditempatkan pada suatu titik pengamatan geodinamika dan diukur secara berkala. Penggunaan teknologi GPS memiliki kelebihan antara lain,gps beroperasi selama 24 jam dan tidak terpengaruh oleh kondisi cuaca, tidak perlu saling terlihat antara titik pengamatan, mudah dalam proses akuisisi data yang berjumlah besar dan memiliki ketelitian tinggi dalam waktu yang cepat, serta dapat digunakan untuk memantau area yang luas tanpa mengurangi presisi pengukuran 3D (Widjajanti, 2010).

4 4 Studi geodinamika dengan menggunakan teknologi GPS terbagi dalam beberapa tahapan, seperti tersaji pada Gambar I.2 (Abidin, dkk 2000). PERENCANAAN PENGUMPULAN DATA PENGOLAHAN DATA ANALISIS GEODINAMIKA PELAPORAN Gambar I.2. Tahapan pengamatan GPS untuk studi geodinamika Tahap perencanaan meliputi perencanaan peralatan, jaring pengamatan, strategi pengamatan dan strategi pengolahan data. Perencanaan peralatan dalam hal ini pemilihan jenis alat yang untuk studi geodinamika, yakni receiver GPS tipe geodetik. Perencanaan jaring pengamatan mutlak diperlukan untuk mendapatkangeometri jaring GPS yang ideal. Perencanaan strategi pengamatan GPS untuk studi geodinamika bertumpu pada metode penentuan posisi secara diferensial dengan menggunakan data fase, durasi pengamatan GPS pada selang waktu yang panjang dan dalam suatu kerangka jaringan GPS (Isaac, 2007). Perencanaan pengolahan salah satunya dengan menentukan jenis perangkat lunak yang digunakan sehingga dapat menghasilkan ketelitian tinggi. Proses pengumpulan data dilakukan selama beberapa hari untuk mendapatkan sejumlah data pengamatan yang akan diolah. Hasil pengamatan GPS

5 5 merupakan data mentah (raw data). Agar data dapat diolah dengan menggunakan perangkat lunak pengolahan data GPS, data mentah dikonversi menjadi data RINEX (Receiver Independent Exchange Format). Pengolahan data GPS untuk kebutuhan ketelitian tinggi seperti survei rekayasa teliti, survei deformasi dan geodinamika menggunakan perangkat lunak ilmiah (Rizos, 1996).Moda pengolahannya dengan menggunakan moda survai, dimana seluruh data fase yang dikumpulkan dalam satu survei (campaign) dari beberapa sesi pengamatan diproses sekaligus secara simultan (Abidin, dkk, 2000). Tahapan pengolahan data GPS terdapat pada Gambar I.3. PERHITUNGAN BASELINE PERATAAN JARINGAN KONTROL KUALITAS TRANSFORMASI KOORDINAT Gambar I.3. Proses pengolahan data GPS (Abidin dkk, 2000) Analisis geodinamika dilakukan untuk mendapatkan pola pergerakan (geodinamika) pada suatu kawasan dengan cara menganalisis hasil pengolahan data GPS secara geometrik. Analisispola pergerakan diklasifikasikan menjadi analisis dengan model statik, kongruen, kinematik dan dinamik.analisisdengan model statik merupakan analisis pola pergerakan yang paling sederhana, yakni dengan menyelisihkan koordinat titik pantau dari survei GPS yang dilakukan secara periodik (Abidin, 2007). Metode analisis pergerakan tersebut dapat digunakan untuk menentukan besar dan arah pergerakan lempeng bumi.

6 6 Studi geodinamika dengan menggunakan data pengamatan GPS yang pernah dilakukan di Pulau Jawa kebanyakan memiliki distribusi titik pengamatan di bagian tengah Pulau Jawa.Berdasarkan dari beberapa hasil penelitian geodinamika yang ada, penulis telah melakukan studi geodinamika untuk melihat pola geodinamika yang terjadi di Pulau Jawa khususnya pada lokasi yang posisinya berdekatan dengan titik pertemuan lempeng Hindia-Australia dan lempeng Eurasia dengan menggunakan data pengamatan GPS epok banyak. Secara spesifik lokasi titik pengamatan diwakili oleh keberadaan titik kontrol pasang surut (pasut) air laut yang berada di Pelabuhan Sunda Kelapa, Pelabuhan Tanjung Mas, Pelabuhan Pameungpeuk di Garut, Pelabuhan Cilacap, serta Pelabuhan Prigi di Trenggalek. Secara umum konfigurasi posisi titik pengamatan berada di sisi utara dan selatan Pulau Jawa yang diharapkan dapat melihat pola geodinamika di wilayah boundary (batas terluar) Pulau Jawa. Penelitian ini merupakan salah satu bagian dari penelitian terstruktur tentang deteksi pergerakan lempeng Pulau Jawa dengan menggunakan data GPS, satelit altimeter dan data pasang surut. Receiver GPS didirikan di atas titik kontrol pada stasiun pasang surut. Adapun kemanfaatan yang dihasilkan dari data posisi stasiun pasut antara lain untuk pembangunan infrastruktur, pemantauan ketinggian air laut, pemodelan arus laut, dan pemantauan dinamika kawasan pantai. I.1.1. Perumusan Masalah Studi geodinamika dipulau Jawayang telah ada, sebagian besar memiliki distribusi titik pengamatan di bagian tengah Pulau Jawa. Pada posisi di bagian

7 7 boundary (batas terluar) Pulau Jawa belum memiliki hasil yang detil. Berdasarkan permasalahantersebut, maka pertanyaan penelitian yang diberikan sebagai berikut: 1. Berapa nilai dan ketelitian koordinat lima stasiunpasut di Pulau Jawa pada tahun 2009, 2010 dan 2012 yang dihitung dengan menggunakan titik ikat global? 2. Bagaimana besar dan pola pergeseran lima stasiunpasut Pulau Jawa tersebut pada rentang waktu antara tahun 2009 s.d. 2012? I.1.2. Desain Penelitian Penelitian dilakukan dengan melakukan pengukuran GPS di atas titik stasiun pasut di lima pelabuhan di Pulau Jawa. Adapun pengukuran dilakukan dalam tiga epok berbeda, yakni tahun 2009, 2010 dan Selanjutnya data dihitung koordinat posisi dan ketelitian koordinat posisi dengan menggunakan titik ikat regional sehingga didapatkan data pergerakan lempeng Pulau Jawa yang diwakili oleh lima stasiun pasut tersebut. Adapun bagan desain penelitiannya terdapat pada Gambar I.4. Pergerakan lempeng di sebelah Utara dan Selatan Pulau Jawa dan pengaruhnya secara komprehensif terhadap Pulau Jawa Pengukuran GPS epok th 2009 Pengukuran GPS epok th 2010 Pengukuran GPS epok th 2012 Analisis pergerakan lempeng Pulau Jawa Gambar I.4. Bagan desain penelitian

8 8 I.1.3. Batasan Masalah Penelitian ini membahas tentang analisis geodinamika di lima titik stasiun pasut yang tersebar di Pulau Jawa. Adapun batasan masalah dalam penelitian ini adalah sebagai berikut: 1. Data yang digunakan adalah data pengukuran GPS dengan menggunakan receiver GPS tipe geodetik, double frequency dilokasi Pelabuhan Sunda Kelapa, Tanjung Mas, Cilacap, Pameungpeuk dan Prigi pada tahun 2009, 2010 dan Lama pengamatan pada tiap lokasi adalah selama 4 hari (4 DOY) pada masing-masing rentang waktu tahun 2009, 2010 dan Dalam pemrosesan data GPS untuk mendapatkan koordinat posisi pada tiap-tiap stasiun pasut, digunakan perangkat lunak GAMIT/GLOBK v.10.4 dengan tujuh stasiun IGS sebagai referensi, yaitu COCO, DARW, KARR, KUNM, NTUS, PIMO dan GUUG serta menggunakan kerangka referensi ITRF2008. Penggunaan tujuh stasiun IGS berdasarkan dari penelitian Yosafat (2009), dimana ketelitian posisi meningkat dalam fraksi 1/10 mm pada saat menggunakan tujuh titik ikat dibandingkan jika menggunakan empat titik ikat. Setelah itu, meningkat hanya pada fraksi 1/100 mm saat jumlah titik ikat menjadi bertambah hingga sembilan. Pada komponen Z, ketelitian posisi semua titik akan meningkat dalam fraksi 1/10 mm saat jumlah titik ikat menjadi empat. Kemudian meningkat pada fraksi 1/100 mm saat jumlah titik ikat menjadi sembilan.

9 9 No I.1.4. Keaslian Penelitian Penelitian ini menganalisis pola geodinamika yang mencakup keseluruhan Pulau Jawa dengan diwakili oleh lima stasiun pasut dengan menggunakan tiga sesi pengamatan GPS pada tahun 2008, 2009 dan 2012 dengan durasi pengukuran 4 hari pengamatan (4 DOY). Lokasi yang diteliti adalah lima stasiun pasut yang tersebar di Pulau Jawa, antara lain di Pelabuhan Sunda Kelapa, Pelabuhan Prigi, Pelabuhan Pameungpeuk, Pelabuhan Tanjung Mas, dan Pelabuhan Cilacap. Perbedaan antara penelitian geodinamika yang pernah dilakukan sebelumnya dengan yang akan dilakukan oleh penulis dapat dilihat pada Tabel I.1. Obyek 1 Lokasi peneliti an Tabel I.1. Perbandingan dengan penelitian sebelumnya Michel, dkk. (2001) South East Asia Subarya, dkk. (2006) Sumatra, Indonesia Penulis Bock,Y., dkk (2003) Kepulauan Indonesia Abidin, dkk. (2009) Sesar Jawa Barat dan Sesar Jawa Tengah- DIY M. Iqbal T (2013) 5 stasiun pasut di Pulau Jawa (Sunda Kelapa, Cilacap, Tanjung Emas, Prigi, 2 Tempat Darat Darat-Laut Darat Darat Darat 3 Hal yang diteliti 4 Titik ikat Pergerakan kerak dan lempeng bumi di Asia Tenggara Titik ikat global Deformasi kerak bumi dikaitkan dengan gempa bumi Andaman Titik ikat lokal dan regional Pergerakan lempeng Kepulauan Indonesia Global dan regional Deformasi kerak bumi di Jawa Regional dan global Analisis geodinamika stasiun pasut dengan tiga epok Global

10 10 No Lanjutan Tabel I.1 Obyek 5 Titik IGS yang digunakan 6 Lama pengamatan Michel, dkk. (2001) 42 stasiun IGS dan AUSLIG 1994, 1996, 1998 Subarya, dkk. (2006) 10 Stasiun CORS di Jawa, dan stasiun IGS berikut : Cocos Islands, Diego Garcia, Singapore, India, Australia dan GUUG dan 28/1-19/ Penulis Bock,Y., dkk Abidin, dkk. (2003) (2009) 73 stasiun 20 stasiun IGS IGS dan (ALIC, BAHR, beberapa BAKO, stasiun CEDU, COCO, regional di DARW, Australia- DGAR, Pasifik GUUG, IISC, KARR, KIT3, KUNM, LHAZ, MATE, PIMO, TID2, TOW2, TSKB, WUHN, YAR2) x 24 jam epok 2006, 2007, 2008 M. Iqbal T (2013) 7 stasiun IGS (COCO, DARW, KARR, KUNM, NTUS, PIMO dan GUUG) 4hari (4 DOY) epok 2009, 2010 dan ITRF Perangkat lunak GAMIT/ GLOBK GAMIT/ GLOBK Bernese 5.0 GAMIT 10.4 dan GLOBK BERNESE v4.0, EPOS v3.0, GAMIT v9.9 dan GIPSY- OASIS II v2.5. I.2. Tujuan dan Manfaat I.2.1. Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk : 1. Menentukan nilai koordinat dan ketelitian koordinat lima stasiunpasut di Pulau Jawa yang diikatkan pada titik ikat global pada tahun 2009, 2010 dan Menentukan besar dan pola pergeseran lima stasiunpasut Pulau Jawa pada rentang waktu antara tahun 2009 s.d

11 11 I.2.2. Manfaat Penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah untuk mengetahui koordinat dan ketelitian dari lima stasiun pasut di Pulau Jawa pada tahun 2009, 2010 dan 2012, serta untuk mengetahui besar kecepatan dan pola pergerakan lima stasiun pasut di Pulau Jawa. Dengan mengetahui pola geodinamika dan kecepatan stasiun pasut tersebut serta dengan melihat catatan kegempaan yang ada, dapat untuk melihat potensi gempa bumi akibat aktivitas penunjaman lempeng.