RELOKASI SUMBER GEMPABUMI DI WILAYAH PROVINSI ACEH PERIODE MARET Oleh ZULHAM SUGITO 1, TATOK YATIMANTORO 2

Transkripsi

1 RELOKASI SUMBER GEMPABUMI DI WILAYAH PROVINSI ACEH PERIODE MARET 2018 Oleh ZULHAM SUGITO 1, TATOK YATIMANTORO 2 1 Stasiun Geofisika Mata Ie Banda Aceh 2 Bidang Mitigasi Gempabumi dan Tsunami Pendahuluan Provinsi Aceh memiliki sumber distribusi gempabumi yang sangat aktif dibandingkan beberapa wilayah Indonesia, karena dipengaruhi oleh aktifitas Subduksi dan Sesar aktif disepanjang pulau Sumatera. Kejadian gempabumi di Provinsi Aceh sangat bervariasi pada daerah zona Subduksi dan Segmen Sesar dalam periode tertentu. Hal tersebut menjadi pembangkit gempabumi yang sering terjadi. Berdasarkan jumlah frekuensi kejadian gempabumi dapat diasumsikan tren keaktifan di zona seismotektonik wilayah Aceh semakin meningkat dikarenakan gempabumi dengan kekuatan magnitudo diatas 6 SR sering terjadi kurun waktu 20 tahun terakhir, sehingga intensitas pelepasan energi di sekitar patahan sumatera semakin tinggi. Data katalog sangat dibutuhkan sebagai referensi untuk merelokasi hiposenter gempabumi. Data waktu tiba gelombang yang digunakan dalam menentukan hiposenter adalah data katalog gempabumi BMKG-SeisComP3 periode 01 Maret 2018 sampai dengan 31 Maret 2018 dan batas kajian meliputi LU dan BT, dengan jumlah 52 event gempabumi dan Phase gelompang P dan S yang terekam berjumlah 1362 Phase P dan 265 Phase S. Kajian penentuan relokasi gempabumi ini menggunakan metode Double-Difference (hypodd) berdasarkan analisis kuantifikasi data waktu tiba gelombang serta uji validasi hasil histogram residual waktu tempuh menggunakan model kecepatan 1-D Vp bawah permukaan IASP91. Algotritma Perbedaan Ganda (Double-Difference) Metode penentuan lokasi hiposenter dapat mengalami kekeliruan yang dipengaruhi oleh ketidaksesuaian dari struktur kecepatan lapisan yang digunakan. Prinsip dasar perhitungan relokasi pada metode Double-Difference adalah membandingkan dua hiposenter yang berdekatan terhadap stasiun pencatat gempabumi, asumsi bahwa jarak kedua hiposenter tersebut harus lebih dekat dibandingkan dengan jarak antara hiposenter tersebut ke stasiun pencatat gempabumi. Hal ini dilakukan agar raypath dan waveform dari kedua hiposenter yang berpasangan dianggap mendekati sama. Perbedaan waktu tempuh dari kedua hiposenter dapat digunakan untuk mengetahui jarak kedua hiposenter ke stasiun pencatat, sehingga kesalahan model kecepatan bawah permukaan lebih kecil.

2 Gambar 1. menunjukkan Ilustrasi dari algoritma metode Double- Difference, gempabumi (i dan j) yang terekam pada stasiun pencatat yang sama (K,L dan M) dengan jarak hiposenter yang lebih pendek dibandingkan jarak gempabumi terhadap stasiun. Maka persamaan Double-Difference untuk tiap stasiun dapat dituliskan dengan matriks: G = Matrik berdimensi M x 4N M, jumlah observasi Double-Difference; N, jumlah gempabumi) d = matrik data m = Parameter perubahan hiposenter ( ) [ ] T W = Pembobotan matriks diagonal Gambar.1 Ilustrasi algoritma metode Double-Difference (Modifikasi : Waldhauser dan Ellsworth, 2000) Residual Waktu Tempuh Model 1-D Vp IASP91 Pengujian validasi hasil sebelum dan setelah relokasi hiposenter dengan menggunakan hypodd untuk model kecepatan 1-D Vp IASP91 dapat dilihat dari nilai histogram. Berdasarkan hasil setelah direlokasi terjadi kenaikan frekuensi fase yang signifikan, sehingga keakuratan atau pendekatan terhadap model observasi sudah baik. Pengujian validasi hasil sebelum dan setelah relokasi hiposenter dengan menggunakan hypodd untuk model kecepatan 1-D Vp IASP91. Histogram residual waktu tempuh (Tobs Tcal) sebelum dilakukan relokasi menggunakan hypodd nilai frekuensi fase sebanyak 1573 Phase dengan nilai residual waktu tempuh terdistribusi antara s/d 1800 fase. Setelah dilakukan relokasi menggunakan hypodd terseleksi dari perhitungan pembobotan dan inversi maka nilai frekuensi terkumpul sebanyak 274 Phase hasil selisih residual mendekati 0 (nol) dapat dilihat (Gambar 2a dan b).

3 (a) Gambar 2 (a) Histogram Sebelum Relokasi dan (b) Histogram Setelah Relokasi Perubahan Kedalaman Hiposenter Grafik perubahan posisi kedalaman (Gambar 3.) dengan jumlah keseluruhan perubahan hiposenter gempabumi sebanyak 52 event. Sehingga terlihat setelah di relokasi mengalami perubahan khususnya pada kedalaman dangkal dominan perubahan 0 s/d 10 km dengan gempabumi sebanyak 26 event, perubahan kedalaman 10 s/d 15 km sebanyak 3 event, perubahan kedalaman 0 s/d -10 km sebanyak 20 event, perubahan kedalaman -10 s/d -15 km sebanyak 3 event. Hal ini diasumsikan bahwa perubahan posisi kedalaman hiposenter dapat mempengaruhi posisi episenter gempabumi berdasarkan model kecepatan bawah permukaan yang digunakan, karena ketidak homogen nilai densitas batuan yang dilalui oleh penjalaran gelombang waktu tiba gempabumi. Hasil setelah relokasi hiposenter tersebut dapat dikatakan bahwa penentuan hiposenter dengan metode Double-Difference sangat berpengaruh dalam perubahan posisi kedalaman hiposenter gempabumi. (b) Gambar 3. Grafik Perubahan Kedalaman (Depth)

4 Diagram Rose Gambar 4a adalah analisis diagram rose menunjukkan jumlah gempabumi dan frekuensi arah dominan serta interval sudut perubahan arah relokasi hiposenter. Pada diagram ini skala 0 hingga 330 menunjukkan interval sudut perubahan hiposenter gempabumi setelah dilakukan relokasi. Skala 0 menunjukan arah Utara, sedangkan lingkaran dengan skala 0 hingga 4 menunjukkan perubahan jumlah event gempabumi. Diagram tersebut terlihat perubahan hiposenter gempabumi setelah direlokasi tidak ada arah yang dominan event bergeser dengan kecenderungan mengikuti keaktifan zona seismotektonik wilayah tersebut, namun ada event yang bergeser lebih 3 km ke arah Utara wilayah Aceh. Hal ini kemungkinan akibat kesalahan analisa awal yang tercatat dalam penentuan parameter distasiun pencatat gempabumi, serta diasumsikan dari pengaruh terhadap geometri jaringan dengan nilai model kecepatan yang digunakan saat merelokasi hiposenter gempabumi. Diagram Kompas Gambar 4b menunjukkan analisis diagram kompas hasil relokasi hiposenter gempabumi dari jumlah kejadian gempabumi periode Maret Pada diagram ini skala 0 hingga 330 menunjukkan arah pergeseran episenter gempabumi setelah dilakukan relokasi. Skala 0 menunjukan arah Utara, berdasarkan diagram tersebut tanda panah menunjukkan arah pergeseran episenter, sedangkan lingkaran dengan dengan skala 0 hingga 25 menunjukkan jarak pergeseran dalam km. Diagram kompas tersebut bahwa ada 1 kejadian gempabumi mengalami pergeseran episenter sejauh 23,40 km (kejadian gempabumi 04/03/2018) mengarah ke Timur wilayah Aceh. Sementara arah pergeseran episenter gempabumi yang lain tidak terlalu signifikan. Pergeseran episenter ini sebagai representasi dari perubahan hiposenter dan kedalaman setelah di relokasi di wilayah Aceh. (a) Gambar 4 (a) Arah Perubahan Hiposenter dan (b) Arah Pergeseran Episenter (b)

5 Relokasi Hiposenter Gempabumi Dengan Menggunakan HypoDD Data digunakan untuk merelokasi dengan jumlah 52 event gempabumi diperoleh dari katalog gempabumi seiscomp3. Berdasarkan distribusi kekuatan magnitudo selama periode maret terjadi gempabumi dirasakan sebanyak pada bulan maret ter Pengolahan relokasi hiposenter dengan model kecepatan 1-D Vp IASP91 menggunakan hypodd. Pengolahan keseluruhan data didapatkan penentuan hiposenter gempabumi seperti ditunjukkan pada tanda bulat warna biru sebelum direlokasi dan bulat warna kuning setelah relokasi, sebagai perbandingan distribusi perubahan kedalaman, perubahan interval sudut hiposenter dan arah pergeseran episenter gempabumi sebelum dan setelah direlokasi (Gambar 5). Hasil penentuan hiposenter gempabumi setelah relokasi dapat terlihat pada periode Maret 2018, kecenderungan keaktifan gempabumi di zona seismotektonik wilayah aceh yaitu zona Sesar Segmen Aceh, zona Sesar Sipopok/Samalanga, zona ForeArc Simeuleu, zona Sesar Patahan Sumatera dan zona Subduksi, sehingga perubahan hiposenter gempabumi terlihat lebih jelas. Gambar 5. Peta Hiposenter Sebelum dan setelah Relokasi

6 Kesimpulan 1. Gempabumi periode bulan Maret 2018 sebanyak 52 event yang direlokasi, terlihat distribusi sebaran meliputi zona Sesar Segmen Aceh, zona Sesar Sipopok/Samalanga, zona ForeArc Simeuleu, zona Sesar Patahan Sumatera dan zona Subduksi. Perubahan hiposenter gempabumi setelah direlokasi tidak ada arah dominan yang bergeser, pola sebaran gempabumi memiliki kecenderungan mengikuti keaktifan zona seismotektonik wilayah tersebut. 2. Kejadian gempabumi (04/03/2018) mengalami pergeseran episenter sejauh 23,40 km mengarah ke Timur wilayah Aceh. Sementara arah pergeseran episenter gempabumi yang lain tidak terlalu signifikan. Pergeseran episenter ini sebagai representasi dari perubahan hiposenter dan kedalaman setelah di relokasi di wilayah Aceh. 3. Hasil relokasi sumber gempabumi periode maret 2018 mengalami perubahan kedalaman (Depth), khususnya perubahan kedalaman sangat dangkal, hal ini berdasarkan jumlah kejadian gempabumi. Hasil dari analisis kualitatif tersebut dapat disimpulkan bahwa perubahan hiposenter dapat mempengaruhi pergeseran episenter gempabumi. Lampiran Tabel 1. Parameter Gempabumi Sebelum Relokasi PARAMETER GEMPABUMI SEBELUM RELOKASI (M > 5) NO DATE TIME (UTC) LONG LAT DEPTH MAG , , , , , , , , Tabel 2. Parameter Gempabumi Setelah Relokasi PARAMETER GEMPABUMI SETELAH RELOKASI (M > 5) NO DATE TIME (UTC) LONG LAT DEPTH MAG , , , , , , , , : Event pergeseran episenter = Km