Wiko Setyonegoro Research and Development Center BMKG Jl. Angkasa1 No.2, Kemayoran Jakarta

Transkripsi

1 ISSN (Studi Kasus : Wilayah Selatan P. Jawa) SOURCE ANALYSIS OF EARTHQUAKE ON DEFORMATION PROCESSING OF EARTH CRUST CAUSING TSUNAMI POTENTIAL (Case Study : Southern Region of Java Island) Research and Development Center BMKG Jl. Angkasa1 No.2, Kemayoran Jakarta wikosetyonegoro@yahoo.com. ABSTRACT Letak pulau Jawa yang berada pada jalur pertemuan 3 lempeng utama, memiliki konsekwensi mengalami berbagai proses perubahan deformasi yang seringkali memicu terjadinya bencana gempabumi. Sebagian besar proses ini terjadi pada zona subduksi. Zona tersebut berada pada lantai samudera (ocean bottom) dengan berbagai mekanisme sumber gempabumi yang dapat dikalsifikasikan menurut kategori korban jiwa yang ditimbulkan secara signifikan. Untuk menganalisis pengelompokkan dari mekanisme sumber gempabumi dilakukan irisan vertikal dari data topograpi dan bathymetri pada area penelitian. Dalam hal ini dilakukan analisis deformasi yang terjadi pada tiap-tiap kejadian gempabumi untuk kategori merusak yang terjadi selama 10 tahun terakhir di sekitar wilayah selatan Pulau Jawa. Hasil pengolahan data untuk studi kasus di Tasikmalaya, untuk deformasi 0.07 m menimbulkan run-up tsunami 0.1 m dipantai terdekat. Sedangkan untuk studi kasus di Pangandaran untuk deformasi 2.75 m menimbulkan runup tsunami maksimum 5 m dipantai terdekat. Kata Kunci : gempabumi, deformasi, lempeng, kerak bumi ABSTRACT Java island is convergence track of three major plates. This island have suffered the consequences of changes in deformation processes that often lead to disastrous earthquake. Most of these processes occur in subduction zones. Zone is located on the ocean floor (ocean bottom) with different mechanisms of earthquake sources that can be classified by casualties category, catastrophic significantly. To analyze the grouping of earthquake source mechanism made of vertical slices and bathymetri topograpi data on the study area. In this case the analysis of deformation that occurs at each event for the category of damaging earthquakes that occurred during the last 10 years around the south island of Java. The results of the data processing for the case study in Java near Tasikmalaya, 0.07 m of deformation causing maximum tsunami run-up 0.1 m nearest shore. As for the case study in Java near Pangandaran, 2.75 m of deformation causing maximum tsunami runup 5 m nearest shore. Keywords: Sources earthquake and crustal deformation Naskah: diterima 12OKT2011, direvisi 26NOV2011, dimuat 20DES2011 BULETIN METEOROLOGI KLIMATOLOGI DAN GEOFISIKA Vol. 7 No. 4 DESEMBER

2 1. PENDAHULUAN Pulau-pulau di Indonesia terletak di persimpangan dari jalur lempeng Eurasia, Australia, Pasifik dan Filipina Laut piring, sehingga pada topografi kasar, gempa bumi sering, dan vulkanik [Hamilton, 1979]. Di barat, slab menunjam di bawah lempeng Eurasia di sepanjang disepanjang busur sunda bergerak ke arah timur relatif. 1 Tektonik dibagian barat Indonesia terdiri dari landas kontinen Asia Tenggara yang meliputi pulau-pulau Sumatera, Jawa, Bali, Kalimantan, dan barat daya bagian dari Sulawesi (Hamilton, 1979). Busur Sunda merupakan bagian dari lempeng Eurasia yang bertabrakan antara India dengan Asia Tengah dan menyebabkan gerakan signifikan di Asia Tenggara dan busur sunda relatif terhadap Eurasia (Molnar dan Tapponnier, 1975; Avouac dan Tapponier, 1993; Chamot-Rooke dan Le Pichon, 1999; Michel et al, 2010). Tektonik aktif dari barat Indonesia didominasi oleh konvergensi lempeng Australia dengan Sumatera dan Java (Hamilton, 1979). Seiring Sumatera arah konvergensi sangat miring untuk pada bagian parit, dan dipartisi ke dalam hampir tegak lurus ke arah busur sunda pada parit, dan arah lateral pada sesarsesar di Sumatra kesalahan (SF) (Gambar 2) [Fitch, 1972; McCaffrey, 1991a; McCaffrey et al., 2000]. Kedua sesar tersebut adalah sumber pemicu gempabumi yang sangat kuat dan dan menimbulkan aktivitas seismik tinggi. Dua kejadian gempabumi besar (M > 8) dari proses subduksi gempabumi yang terjadi pada 1833 dan 1861 (Newcomb dan McCann, 1987), dan beberapa gempabumi besar (M > 7) dengan mekanisme strike-slip (Untung et al., 1985) Data Kejadian Gempabumi dan Tsunami Pada penelitian ini akan dipaparkan mengenai gempabumi yang berpusat di samudera dengan magnitudo > 7 SR dan dalam kaitannya dengan potensi tsunami yang ditimbulkannya. Beberapa kejadian gempa besar berpusat di laut tapi tidak berpotensi tsunami. Dalam hal ini mekanisme sumber gempabumi jelas memiliki perbedaan menurut beberapa pemodelan tsunami yang akan dibahas dibawah ini Gempabumi dan Tsunami Tasikmalaya Gempa bumi tektonik mengguncang tasikmalaya dan sekitarnya yang berkekuatan 7,3 Skala Richter 2 September 2009 pukul 14:52. Gempa 7,3 skala richter (SR) yang berpusat di 142 kilometer barat daya Tasikmalaya itu setara dengan peristiwa gempa di Pangandaran yang mengakibatkan tsunami pada 17 Juli 2006 lalu, ditunjukkan pada gambar 5. Namun kali gempa tersebut tidak menimbulkan tsunami..namun korban jiwa cukup banyak dan hingga detik ini mencapai 46 orang. Wilayah gempabumi ini memiliki aktivitas seismik yang cukup tinggi dari sejarah kegempaannya dimasa lalu. (gambar 1) Gambar 1. Koordinat lokasi terjadinya gempabumi Tasikmalaya 2 September. 242

3 ISSN Gambar 2. Sejarah Kegempaan di wilayah Tasikmalaya Gempabumi dan Tsunami Pangandaran Gambar 3. Sejarah kegempaan wilayah Pangandaran. Jumlah korban tewas akibat tsunami Pangandaran menembus angka yang mengkhawatirkan. Menurut data pemerintah Indonesia, jumlah yang meninggal dunia akibat tsunami pada hari Senin 17 Juli 2006 telah melonjak hingga paling sedikit 668 orang. Para pejabat mengatakan hari ini hasil penghitungan jenazah meningkat setelah hampir 100 jenazah ditemukan di daerah Ciamis, Jawa Barat. Gempa bumi kuat di lepas pantai pulau Jawa hari Senin menimbulkan gelombang maut yang melanda rumah, restoran, dan hotel di daerah Pangandaran. Paling sedikit 287 orang masih hilang dan ratusan orang cedera. Berikut koordinat gempabumi dan sejarah kegempaan wilayah Pangandaran (gambar 3 dan gambar 4). Gambar 4. Pergerakan lempeng bumi dengan GPS pada Busur Sunda Batasan masalah pada penelitian ini dilakukan untuk busur sunda pada P. Jawa bagian selatan, dimana analisis ini didasari oleh data historis gempabumi di selatan pulau Jawa (gambar 5). Dari data historis ini akan diinterpretasikan anomali konsentrasi dari distribusi magnitudo gempabuminya kemudian dilakukan analisis sumber gempabumi yang berpotensi menimbulkan tsunami pada wilayah tersebut. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan BULETIN METEOROLOGI KLIMATOLOGI DAN GEOFISIKA Vol. 7 No. 4 DESEMBER

4 mekanisme sumber gempabumi di bagian selatan pulau Jawa yang berpotensi menimbulkan tsunami (gambar 6). 1. Dilakukan analisis kedalaman batimetri di sepanjang bagian selatan pulau Jawa dengan menggunakan software Seis-PC. Dilakukan pemilihan 3 bagian segmen di pulau Jawa, kemudian pada tiap bagian tersebut dilakukan irisan vertical untuk melihat pola distribusi magnitudo dan mekanisme fokus gempabuminya. Metode ini digunakan untuk nganalisis tingkat kecuraman batimetri di sepanjang plate boundary bagian selatan pulau Jawa. Gambar 5. Koordinat lokasi terjadinya gempabumi Pangandaran 17 Juli 2006 beserta Peta Bahaya Seismik Gambar 6. Seismisitas bagian selatan pulau Jawa. 2. DATA DAN METODA PENELITAN Data penelitian diperoleh dari NOAA dengan jenis data batimetri ETOPO5. Dan beberapa metode penelitian yang dilakukan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : 2. Banyak analisis yang dapat diperoleh dari perolehan variasi nila-b. Relasi Gutenberg-Richter ini memegang peranan penting dalam sebagian besar model prakiraan gempabumi yang terkait dengan resiko bencana. Dari relasi Gutenberg-Richter yaitu log N = a - bm, slope dari hukum pangkat ini merupakan nilai-b yaitu sebuah paremeter tektonik yang menggambarkan ukuran distribusi dari gempabumi. Nilai-b yang tinggi mengindikasikan suatu proporsional yang relatif besar dari gempa-gempa kecil dan nilai-b yang rendah sebaliknya. Katalog gempabumi NEIC dari tahun dan katalog gempabumi BMG digunakan untuk analisis variasi nilai-a, nilai-b dan periode ulang gempabumi di Zona Subduksi Sumatra ini, kelengkapan katalog gempabumi merupakan faktor penting yang dapat mereduksi timbulnya deviasi linearitas. 3. Menjalankan program tsunami L untuk memodelkan tsunami sebagai langkah validitas dari analisis batimetri selatan Jawa. Hasil analisis diperoleh dari contoh model kasus gempabumi Pangandaran dan gempabumi Tasikmalaya. 244

5 ISSN HASIL DAN PEMBAHASAN Pada gambar 7 dibawah ini merupakan hasil keluaran dari software Seis PC untuk contoh beberapa gempabumi dibagian selatan pulau Jawa. Gambar 7. Beberapa kejadian gempabumi merusak di bagian selatan pulau Jawa. Pada peta diperlihatkan beberapa gempabumi merusak tahun 1990 sampai dengan tahun Beberapa contoh gempabumi merusak yang ditampilkan untuk M> 6 SR. Sebagian besar gempabumi pada peta merupakan gempabumi dangkal yang dilambangkan dengan lingkaran, sementara kotak untuk melambangkan gempabumi dengan kedalaman > 466 km. Dilakukan crosssection pada gambar 8 untuk menganalisis stuktur slab penunjaman di P. Jawa bagian barat. Dari sini dapat terlihat pola mekanisme sumber distribusi gempabuminya. Tingkat kecuraman slab dari arah vertikal pada daerah plate boundary dapat memberikan informasi tingkat aktivitas pergerakan lempeng Australia ke bawah P.Jawa. Dengan asumsi jenis rata-rata gempabumi adalah di dalam slab (interplate) maka hasil analisis pada gambar 9 ini menunjukkan bahwa lempeng Jawa bagian barat terlihat sangat curam, hal ini mengindikasikan gaya tumbukkan pada bagian ini relative cepat dan memiliki aktivitas seismic yang cukup tinggi jika dibandingkan Jawa bagian tengah dan Jawa bagian Timur. BULETIN METEOROLOGI KLIMATOLOGI DAN GEOFISIKA Vol. 7 No. 4 DESEMBER

6 Gambar 8. Cross Section di Jawa bagian barat. Gambar 11. Penampang vertikal hasil cross section dari distribusi gempabumi di Jawa bagian tengah. Gambar 9. Penampang vertical hasil cross section dari distribusi gempabumi di Jawa bagian barat. Gambar 12. Cross Section di Jawa bagian selatan. Gambar 10. Cross Section di Jawa bagian tengah. Gambar 13. Penampang vertikal hasil cross section dari distribusi gempabumi di Jawa bagian selatan. 246

7 ISSN Nilai-b yang tinggi mengindikasikan suatu proporsional yang relatif besar dari gempa-gempa kecil dan nilai-b yang rendah sebaliknya. Pada gambar 14 diperlihatkan distribusi nilai b kecil untuk angka komulatif seluruh kejadian gempabumi yang diplot pada bagian selatan pulau Jawa. Sehingga mengindikasikan kejadian gempabumi untuk wilayah selatan pulau Jawa memiliki peluang kejadian gempabumi dengan magnitude besar. Gambar 14. Distribusi nilai b untuk data gempabumi di pulau Jawa Tsunami Tasikmalaya Pada gempabumi tasikmalaya ini tidak menimbulkan tsunami. Korban jiwa yang timbul sebanyak 46 orang ini diakibatkan oleh gempabumi yang meruntuhkan bangunan penduduk. Berikut adalah posisi strike dari sesar pada kejadian gempabumi tasikmalaya 2 September 2009 lalu. (gambar 15). Posisi strike tidak menghadap langsung ke garis pantai, dan tidak signifikan searah dengan proses subduksi yang normalnya bergerak dari lempeng samudera ke arah lempeng benua sehingga potensi tsunami sangat minim terjadi. Gambar 15. Posisi strike dari sesar pada vertical displacement gempabumi Tasikmalaya. Pada gambar 16 memperlihatkan bahwa runup tsunami hanya mencapai 0.1 m, sehingga tidak signifikan menimbulkan tsunami. BULETIN METEOROLOGI KLIMATOLOGI DAN GEOFISIKA Vol. 7 No. 4 DESEMBER

8 Dengan melakukan cross-section pada koordinat gempabumi dari A ke B, maka terlihat ketinggian deformasi pada lantai samudera (seafloor) hanya mencapai 0.07 meter saja (gambar 16). Gambar 16. Run Up Tsunami Tasikmalaya. B A Gambar 17. Deformasi pada lantai samudera (seafloor) gempabumi tasikmalaya Tsunami Pangandaran Pada gempabumi Pangandaran, luasan sesar terbilang besar 156 x 70 m 2, disesuaikan menurut persamaan well and coopersmith dengan besaran magnitudonya 7.7 SR, posisi strike dari sesar menghadap kea rah pantai, sehingga pada kejadian gempabumi ini sangat berpotensi menimbulkan tsunami (gambar 18). Jawabarat, sehingga secara signifikan menimbulkan korbanjiwa dan kerusakan bangunan di wilayah tersebut. Dengan melakukan cross-section pada koordinat gempabumi dari A ke B, maka terlihat ketinggian deformasi pada lantai samudera (seafloor) dengan puncak deformasi ocean bottom maksimum sekitar 2.75 m dan 1.75 m untuk lembah deformasi ocean bottom (gambar 20). Pada gambar 19 memperlihatkan bahwa runup tsunami mencapai 5 m di wilayah Pangandaran Ciamis dan Tsikmalaya 248

9 ISSN Gambar 18. Posisi strike dari sesar pada vertical displacement gempabumi Pangandaran. Gambar 19. Run-Up Tsunami Pangandaran. B A Gambar 20. Deformasi pada lantai samudera (seafloor) gempabumi Pangandaran. 4. KESIMPULAN Dengan melihat hasil analisis distribusi gempabumi secara vertikal untuk 3 (tiga) bagian di wilayah selatan pulau Jawa maka daerah kompresi yang dominan terletak di bagian barat pulau Jawa. Ketika diambil contoh studi kasus dari dua contoh kejadian gempabumi yang menimbulkan tsunami di Tasikmalaya dan Pangandaran, maka secara potensial keduanya menimbulkan tsunami, namun untuk kasus tsunami di Tasikmalaya runup tsunami hanya mencapai 0.1 m, sehingga tidak signifikan menimbulkan bencana akibat tsunami. Sedangkan di Pangandaran runup tsunami mencapai 5 m di Ciamis dan Tsikmalaya Jawabarat, sehingga secara signifikan menimbulkan korbanjiwa dan kerusakan bangunan di wilayah tersebut. BULETIN METEOROLOGI KLIMATOLOGI DAN GEOFISIKA Vol. 7 No. 4 DESEMBER

10 5. ACUAN PUSTAKA [1] Bock, L. Y. and Prawirodirdjo, J. F. (2003). Crustal motion in Indonesia from Global Positioning System measurements. Journal of Geophysical Research, Vol. 108, No. B8. [2] Nature Gallery Earth, Plate Tectonic. (2012). (http;// e_gallery/platetectonics.html, Tectonic Plate ), diakses pada 13 November [3] USGS Centroid Moment Solution, Aceh Earthquake, 2012 April 11 08:38:37 UTC. (2012). ( earthquakes/eqinthenews/2012/usc e/), diakses 30 April [4] Tanimoto Toshiro, Lay Thorne (2000). "Mantle dynamics and seismic tomography". Proceedings of the National Academy of Science 97: [5] Lovett Richard A (2006). "Moon Is Dragging Continents West, Scientist Says". National Geographic News. [6] Nakamura, M Source fault model of the 1771 Yaeyama Tsunami- Southern Ryukyu island Japan Inferred from Numerical Simulation, Pure Appl. Geophys., 163, [7] Lianxing Wen & Don L. Anderson. (1996). Layered mantle convection: A model for geoid and topography,seismological Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, CA 91125, USA. [8] Oreskes, Naomi (ed) (2003). Plate Tectonics: An Insider's History of the Modern Theory of the Earth. Westview. ISBN [9] Setyonegoro, W. (2011). Tsunami Numerical Simulation Applied to Tsunami Early Warning System, Jurnal Meteorologi dan Geofisika BMKG, Vol.12.No.1, Hal : 21-32, Mei [10] Wells, D.L., & Coppersmith, K.J. (1994). New Empirical Relationships among Magnitude, Rupture Length, Rupture Width, Rupture Area, and Surface Displacement. Bulletin of the Seismological Society of America, 84(4) [11] Hanks, Thomas C.; Kanamori, Hiroo (05/1979). "Moment magnitude scale". Journal of Geophysical Research 84 (B5): Retrieved [12] NOAA, National geophysical data center, GEODAS Grid Translator. (2009). ( _designagrid.html). diakses pada 18 Agustus