STUDI MEKANISME FOKUS BERDASARKAN METODE W-PHASE (STUDI KASUS GEMPABUMI ACEH 26 DESEMBER 2004 DAN GEMPABUMI NIAS 28 MARET

Transkripsi

1 STUDI MEKANISME FOKUS BERDASARKAN METODE W-PHASE (STUDI KASUS GEMPABUMI ACEH 26 DESEMBER 2004 DAN GEMPABUMI NIAS 28 MARET 2005) Herfina, Dr. Sugeng Pribadi, M.DM dan Drs. Darwin Harahap, M.Si Sekolah Tinggi Meteorologi Klimatologi dan Geofisika Kejadian gempabumi besar yang akan dibahas pada penelitian ini adalah gempabumi Aceh 26 Desember 2004 yang memicu tsunami besar dan gempabumi Nias 28 Maret Pada penulisan ini penulis akan membahas karakterisasi mekanisme fokus gempabumi di wilayah Aceh dan Nias melalui penerapan metode inversi W-Phase. Latar belakang dipilihnya penerapan metode inversi W- Phase sebagai analisa mekanisme fokus (Kanamori dan Rivera 2008) memiliki sistem analisa dan hitungan yang lebih cepat dalam waktu 20 menit setelah OT (origin time) dan relatif akurat dibandingkan dengan inversi Global CMT. Data gempabumi yang digunakan diperoleh dari katalog gempabumi Global CMT (Global Centoid Moment Tensor) dan data sinyal seismik (SEED). Hasil inversi W-Phase (solusi WCMT) dari penerapan data far-field (IRIS-DMS) diperoleh data berupa episenter, magnitudo momen, momen seismik, dan juga parameter mekanisme fokus antara lain; strike, dip, slip (nodal-plane) dari bidang nodal 1, bidang nodal 2 untuk gempabumi Aceh 26 Desember 2004 dan gempabumi Nias 28 Maret 2005 yang diteliti menunjukkan hasil relatif berkesesuaian dengan moment magnitudo, seismic moment, fokal mekanisme dari Global CMT (solusi GCMT). Kata kunci : Mekanisme fokus, inversi W-Phase, Global CMT ABSTRACT The significant earthquake that will be discussed in this study is December 26, 2004 Aceh earthquake that triggered a massive tsunami and Nias earthquake March 28, In this paper the authors will discuss abaout the characterization of focal mechanisms of earthquakes in the region of Aceh and Nias through the implementation of W-Phase inversion method. Background chosen application W-Phase inversion method as an analysis focusing mechanism (Kanamori and Rivera, 2008) has a system of analysis and count are more rapidly within 20 minutes after the OT (origin time) and relatively accurate than the inversion Global CMT. Earthquake data used were obtained from earthquake catalogs Global CMT (Global Centoid Moment Tensor) and seismic signal data (SEED). W-Phase inversion results (solution WCMT) of the application data is far-field (IRIS-DMS) data obtained in the form of the epicenter, the magnitude of the moment, seismic moment, and also focusing mechanism parameters, among others; strike, dip, slip (nodal-plane) from the field nodal 1, field nodal 2 for earthquake Aceh December 26, 2004 and the earthquake Nias March 28, 2005 studied 1

2 showed relative yield corresponds with the moment magnitude, seismic moment, focal mechanism of the Global CMT (solution GCMT). Keywords:Focal mechanism, inversion W-Phase, Global CMT 2

3 I. PENDAHULUAN 1.1 Latar belakang Aceh dan Nias merupakan wilayah Sumatra yang memiliki struktur interior bumi dan tatanan tektonik yang unik karena terbentuk oleh pertemuan dua lempeng besar yaitu lempeng Eurasia dan lempeng Indo-Australia. Dengan adanya lempeng tersebut menyebabkan aktifitas kegempaan yang tinggi di wilayah bagian barat pulau Sumatera pada umumnya di Aceh dan Nias pada khususnya. Berdasarkan data Global CMT selama 30 tahun terakhir, telah terjadi lebih dari 100 kali gempabumi berkekuatan lebih dari Mw 5 dengan kedalaman kurang dari 100 km. Gempabumi signifikan yang akan dibahas pada penelitian ini adalah gempabumi Aceh 26 Desember 2004 yang memicu tsunami besar dan gempabumi Nias 28 Maret Tujuan Tujuan penelitian ini untuk mengetahui mekanisme fokus gempabumi Aceh 26 Desember 2004 dan gempabumi Nias 28 Maret 2005 melalui penerapan metode inversi W-Phase sehingga dapat membantu mitigasi melalui perhitungan cepat inversi gelombang seismik. 1.3 Hipotesis Berdasarkan tujuan penelitian maka hipotesis penelitian ini sebagai berikut: 1. Menentukan mekanisme fokus gempabumi Aceh dan Nias dengan cepat melalui metode inversi W-Phase 2. Semakin cepat penentuan mekanisme fokus akan membantu InaTEWS dalam memberikan informasi tsunami terhadap daerah terdampak. 3. Mekanisme fokus hasil dari inversi W-Phase sesuai dengan mekanisme fokus hasil dari Global CMT. 1.4 Manfaat penelitian Manfaat dari penelitian ini adalah : 1. Metode W-Phase mampu menentukan mekanisme fokus dalam waktu cepat setelah gempabumi terjadi sehingga dapat dijadikan sistem alternatif peringatan dini gempabumi dan tsunami. 2. Metode W-Phase dapat digunakan untuk mengetahui jenis-jenis gempabumi berpotensi tsunami. 3..Metode W-Phase dapat memperjelas tingkat kerawanan gempabumi dan tsunami di daerah Aceh dan Nias. II. Tinjauan pustaka W-Phase adalah fasa gelombang berperiode panjang ( detik). W-Phase digunakan untuk memperoleh mekanisme fokus gempabumi besar dengan hasil yang cukup baik dalam waktu 20 menit setelah OT (Origin Time) (Kanamori dan Rivera, 2008, Duputel 2011). Beberapa penelitian lain yang menghubungkan W-Phase dengan tsunami adalah penelitian Handayani (2009) yang menggunakan hasil inversi W-phase sebagai masukan awal pemodelan tsunami di Indonesia dengan menggunakan data gempa bumi tahun Pribadi (2014) menggunakan W-Phase untuk menentukan Mw dan mekanisme fokus beberapa gempabumi di indonesia yang berpotensi tsunami yang selanjutnya digunakan untuk mengkarakterisasi gempabumi pembangkit tsunami di Indonesia. 3

4 W-Phase digunakan untuk peringatan dini tsunami di USGS, PTWC, dan IPGS. Pengolahan mekanisme fokus W-Phase lebih cepat dibandingkan solusi Global CMT yaitu 22 menit setelah waktu asal gempa bumi karena hanya menggunakan analisis gelombang badan (Duputel dkk., 2011). W-Phase mampu mendeteksi gempa bumi jenis slow earthquake (gempa bumi berwaktu lambat), tsunami earthquake, gempa bumi besar dan menengah yang tercatat dalam jaringan teleseismik dan berperiode lebar. (Pribadi, 2014). Pada gempabumi Nicaragua, 2 September 1992 (Mw = 7.6) yang digolongkan sebagai tsunami earthquake, sinyal W-phase terlihat mulai awal gelombang P-S dengan pola lurusmendatar. Amplitudo gempa bumi ini lebih rendah dibandingkan gempabumi Mendocino, 25 April 1992 (Mw = 7,2). W-Phase adalah superposisi energi gelombang panjang dari fasa P, PP, PS, S, SS dan SP yang merambat bersamaan dengan fasa gelombang seismik lainnya pada saat gempa bumi pecah di sumbernya. W-phase tidak mengalami difraksi ke struktur inti bumi (core), kecuali pada bagian kerak bumi (mantle). Teori W-Phase disarikan dari Kanamori dan Rivera (2008) mempunyai persamaan gelombang untuk menghitung pergeseran (displacement) terhadap fungsi momen tensor. Persamaan untuk pergeseran yang dipergunakan dalam metode W-phase (Kanamori dan Rivera, 2008) dengan menggunakan persamaan 2.1 sebagai berikut: () = :,, ( ) () 1 exp cos 2 $ % (2.1) Dimana: u(r,t ) = pergeseran tanah di stasiun (10-6 m) () = mode normal l = orde sudut m = azimuth r = jarak epicenter ke stasiun (10 3 m) M = sumber momen tensor = fungsi eigen ( & ) = tensor regangan n nq i = faktor ketergantungan model m nc l = energi seismik (N.m) ρ = densitas batuan di permukaan (3,4 x 10-3 kg.m -3 ) V = volume bumi (1,8 x m 3 ) Untuk menentukan magnitudo maka pengolahan amplitudo maksimum W-phase berdasarkan cara kuadrat terkecil. Sedangkan elemen momen tensor Mij yang dipergunakan dalam W-phase (Kanamori dan Rivera, 2008) dirumuskan sebagai berikut seperti pada persamaan 2.2 ) ( ( ' +,+ *+ +,+ *% +,+ *, %,% *+ %,% *% %,% *, : : : : +,+ *- *+ *% ) *, 0 ( / : ' *-. %,% *- %,, *+ %,, *% %,, *, : : 0 ) / ( / %,, *-. ++ %%,, / = ' 33. (2.2) 4

5 dimana, M kl = Momen tensor pada titik k-l M ij = Momen tensor pada titik i-j k, u l wi (t ) = Pergeseran sintetik di stasiun i u wi t (10-6 m) = Pergeseran observasi di stasiun i (10-6 m) III. Metodologi 3.1 Lokasi penelitian Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui bentuk Mekanisme Fokus daerah Aceh dan Nias adapun wilayah yang diteliti memiliki batasan koordinat antara LU dan BT dan LU dan BT 3.2 Variabel data Dalam penelitian ini, terdapat dua kejadian gempabumi yang terjadi di Aceh tanggal 24 Desember 2004 dengan kekuatan Mw 9.0 kedalaman 10 km dan gempabumi Nias tanggal 28 Maret 2005 dengan kekuatan Mw 8.6 kedalaman 30 km. Data gempabumi diperoleh dari katalog gempabumi Global CMT (Global Centoid Moment Tensor) Sinyal seismogram yang digunakan merupakan data rekaman broadband seismograf dari jaringan seismik global dan jaringan seismik regional. Data rekaman broadband seismograf dari jaringan seismik global merupakan penerapan data far-field yang diunduh dari database IRIS-DMS (Incorporated Research Institution for Seismology - Data Management System) diperoleh melalui website htm. Data far-field mempunyai jarak minimum 10 dari episenter terhadap stasiun pencatat. 3.3 Teknik pengumpulan data Inversi W-Phase Data sinyal teleseismik gempa bumi untuk pengolahan parameter sumber gempa bumi menggunakan metode inversi W-Phase diperoleh dari jaringan Incorporated Research Institutions for Seismology Data Management Center (IRIS-DMC). Sinyal seismik yang digunakan adalah satu sample-per-second rekaman komponen LHZ, LHN, dan LHE.. Data sinyal yang diunduh yaitu 1 menit sebelum dan 10 menit sesudah gelombang P. Format data yang diunduh adalah format SEED (Standard for the Exchange of Earthquake Data) dari jaringan stasiun GSN (Global Seismograph Network). Seluruh data harus dikonversi kedalam format SAC (Seismic Analysis Code) menggunakan program RDSEED. 3.4 Teknik Pengolahan Data Terdapat dua tahap pengolahan data, yaitu pengolahan inversi W-Phase untuk mendapatkan parameter sumber gempabumi. 1. Menyiapkan data Global CMT yaitu data CMT solution sebagai PDE. 2. Akuisisi data SEED SEED (Standard for the Exchange of Earthquake Data) diperoleh dari jaringan stasiun GSN (Global Seismograph Network) adalah ekstraksi sinyal waveform seluruh stasiun yang mencatat kejadian gempabumi Aceh 2004 dan Nias 2005 da;am bentuk digital. 3. Konversi data SAC 5

6 Konversi data SAC ditujukan untuk mengubah data ekstrak SEED mejadi sinyal waveform seluruh stasiun. Data seismogram hasil download dari database IRIS-DMC merupakan data format SEED yang merupakan raw-data asli dari rekaman broadband seismograf long periode. Dalam format ini, data harus diubah dari bentuk RDSEED ( Reads and Interprets Standard for the Exchange of Earthquake Data) kedalam bentuk data SAC (Seismic Analysis Code) dengan menggunakan peranti lunak Linux. 4. Dekonvolusi instrument respons Dekonvolusi instrument respons adalah suatu proses untuk menghilangkan pengaruh dari respon instrument. Proses dekonvolusi ini berguna untuk memisahkan seismogram dari faktor instrument respons, sehingga diharapkan data akhir yang dihasilkan adalah data murni dari sumber seismik. Kemudian diterapkan filter bandpass pada data observasisehingga menghasilkan mahnitudo gempabumi yang cocok yang sesuai dengan sebenarnya. 5. Pembuatan Sinyal Sintetis seismogram Setelah seluruh data observasi terconvert kemudian dilakukan proses dekonvolusi data. Data seismogram hasil download merupakan gabungan dari parameter sumber seismik, struktur bagian dalam bumi dan impuls instrument respons seismometer. 6. Pencocokan data sintetis dengan observasi (Fitting waveform) Pencocokan data dilakukan dengan cara inversi menggunakan forward modeling dan inverse modeling. 7. Parameter inversi W-Phase Hasil parameter dari inversi W- Phase berupa hasil nilai data, gambar sinyal, mekanisme focus, dan sebaran stasiun. 8. Pencocokan hasil inversi W-Phase dengan Global CMT Jika data yang dihasilkan tidak cocok, dilakuakan pengulangan (iterasi) pengolahan W-Phase kembali ke proses dekonvolusi. IV. Hasil dan pembahasan 4.1 Hasil Hampir seluruh rekaman seismik gempabumi yang terjadi di Aceh dan Nias tercatat di seluruh seismograf broadband jaringan seismik global IRIS-DMS, Akan tetapi dalam penelitian ini hanya terbatas radius kurang dari 90. Hal ini dikarenakan sifat dari getaran gelombang itu sendiri, gelombang (waveform) yang tercatat pada seismograf dengan jarak > 90 merupakan gelombang very longperiode, berupa gelombang Rayleigh, yaitu salah satu gelombang permukaan (Kanamori,1993). Dari batas jarak yang telah ditentukan, didapatkan sejumah catatan waveform (gelombang) yang bervariasi dari setiap kejadian gempabumi yang berbeda terhadap jaringan stasiun global dalam lingkup jarak < Hasil inversi W-Phase gempabumi Aceh 26 Desember

7 Hasil inversi W-Phase (solusi WCMT) dari penerapan data far-field (IRIS-DMS) diperoleh data berupa episenter, magnitudo momen, momen seismik, dan juga parameter mekanisme fokus antara lain; strike, dip, slip (nodalplane) dari bidang nodal 1, bidang nodal 2 untuk gempabumi Aceh 26 Desember 2004 yang diteliti menunjukkan hasil relatif berkesesuaian dengan moment magnitudo, seismic moment, fokal mekanisme dari Global CMT (solusi GCMT). Pengolahan gempabumi Aceh menggunakan data 106 stasiun yang memberikan catatan waveform (gelombang) yaitu pada dengan ketersedian 191 channel komponen yang diproses. Stasiun-stasiun tersebut merupakan stasiun jaringan seismik global IRIS-DMS Dengan tersediaan catatan waveform (gelombang) dari stasiun-stasiun tersebut, selanjutnya dilakukan retrieve W- Phase dengan menggabungkan data observasi Green s function yang kemudian dilakukan proses inversi. Parameter awal yang digunakan sebagai acuan titik centroid adalah data parameter gempabumi dari data awal Global CMT sebagai PDE (Preliminary Determination of Epicenter) dari katalog Global CMT solusi (GCMT). Gambar 4. 1 Hasil inversi W-Phase (bulat kiri) dan Global CMT (bulat kanan) gempabumi Aceh 26 Desember. Ditampilkannya pembahasan hasil dari event gempabumi 26 Desember 2004 dikarenakan memiliki fitting (kesesuaian) yang relatif baik antara solusi WCMT (W- Phase) baik dengan penggunaan data IRIS, terhadap solusi GCMT dengan cakupan stasiun-stasiun yang digunakan cukup beragam ( 106 stasiun ). Sebagai validasi akan keakuratan data yang digunakan sehingga menghasilkan kesesuaian antara solusi mekanisme fokus WCMT dan GCMT untuk event gempabumi maka ditunjukkan dengan kesesuaian (fitting) data dari stasiun-stasiun yang digunakan melalui proses inversi W-Phase ditampilkan pada gambar 4.2 7

8 CMT akan kita dapat hasil yang sesuai diantara kedua metode tersebut Gambar 4. 2 Beberapa stasiun far-field (IRIS-DMS) yang memproses inversi W- Phase untuk gempabumi Aceh, 26 Desember Fitting (kesesuaian) sinyal sintetik (garis merah) dengan sinyal observasi (garis hitam). Sisi kiri peta dimana episenter (bintang merah) dan stasiun yang merekam sinyal seismik (titik merah) dan beberapa stasiun yang lain (titik hijau). Dari gambar 4.2 terlihat bahwa sinyal seismik yang diproses dengan baik melalui metode inversi W-Phase yaitu data yang didapatkan dari stasiun IRIS-DMS, jarak yang terdekat dengan episenter ( =15.5 ) yaitu stasiun PALK (LHZ) dengan azimuth ( Ф = ) dan jarak yang terjauh dengan episenter ( =22.7 ) yaitu stasiun KMI (LHE) dengan azimuth ( Ф= 16.5 ). Penelitian ini melakukan pengolahan data gempabumi yang berupa sinyal seismik (seismogram velocity) dengan mengggunakan metode W-Phase berdasarkan data far-field, yaitu data gempabumi-gempabumi yang tercatat oleh jaringan global (IRIS-DMS). Dari hasil pengolahan data gempabumi Aceh 26 Desember 2004 diperoleh fitting (kesesuaian) antara bola fokus berupa arah jurus (strike), kemiringan (dip), dan pergeseran sesar (rake) jika membandingkan hasil inversi W-Phase dengan hasil inversi Global- Gambar 4. 3 Plot gempabumi Aceh 26 Desember 2004 mekanisme fokus hasil inverse W-Phase (biru) terhadap hasil mekanisme focus Global CMT (merah). Gambar 4.3 adalah plot mekanisme focus hasil inversi W-Phase warna biru dengan mekanisme fokus hasik Global CMT warna merah menunjukkan hasil yang sesuain (fitting) antara kedua mekanisme tersebut. Hasil kesesuaian (fitting) setiap chanel (LHE, LHN, LHZ) data tersebut dengan menampilkan kesesuaian amplitudo observasi dengan amplitudo sintetik setiap stasiun yang terintegrasi dengan baik berdasarkan jarak dari episenter ke stasiun bertahap dari yang terdekat menuju yang terjauh (10 < < 90 ) untuk gempa Aceh ditunjukkan dalam gambar 4.4, 4.5, 4.6 Gambar 4. 4 Komponen LHE, kesesuaian antara amplitudo W-Phase 8

9 observasi ( hitam) dan sintetik ( merah) dari beberapa stasiun untuk gempabumi Aceh 26 Desember Gambar 4. 5 Komponen LHN, kesesuaian antara amplitudo W-Phase observasi (garis hitam) dan sintetik (garis merah) dari beberapa stasiun untuk gempabumi Aceh 26 Desember 2004 Gambar 4. 6 Komponen LHZ, kesesuaian antara amplitudo W-Phase observasi (garis hitam) dan sintetik (garis merah) dari beberapa stasiun untuk gempabumi Aceh 26 Desember 2004 Adanya variasi kesesuaian sinyal observasi dan sintetik dari setiap komponen (LHE, LHN, LHZ) ini menunjukkan bahwa tidak semua komponen tersebut yang digunakan sebagai input dari setiap stasiun dapat diproses, beberapa data sinyal (seismogram velocity) yang tidak memenuhi kualifikasi dari proses yang dijalankan metode W-Phase tidak akan digunakan. Dalam praktisnya, komponen vertikal (LHZ) memperlihatkan kerapatan antar stasiun (Gambar 4.6) untuk gempabumi Aceh 26 Desember 2004, hal ini berarti komponen vertikal lebih banyak yang terproses dibandingkan dari setiap komponen yang digunakan (LHE, LHN, LHZ) 4.3 Hasil inversi W-Phase gempabumi Nias 28 Maret 2005 Hasil inversi W-Phase (solusi WCMT) dari penerapan data far-field (IRIS-DMS) diperoleh data berupa episenter, magnitudo momen, momen seismik, dan juga parameter mekanisme fokus antara lain; strike, dip, slip (nodalplane) dari bidang nodal 1, bidang nodal 2 untuk gempabumi Nias 28 Maret 2005 yang diteliti menunjukkan hasil relatif berkesesuaian dengan moment magnitudo, seismic moment, fokal mekanisme dari Global CMT (solusi GCMT). Gempabumi Nias menggunakan data sejumlah 101 stasiun yang memberikan catatan waveform (gelombang) dengan ketersediaan 232 channel komponen yang diproses. Stasiun-stasiun tersebut merupakan stasiun jaringan seismik global IRIS-DMS Dengan tersediaan catatan waveform (gelombang) dari stasiun-stasiun tersebut, selanjutnya dilakukan retrieve W- Phase dengan menggabungkan data observasi Green s function yang kemudian dilakukan proses inversi. Parameter awal yang digunakan sebagai acuan titik centroid adalah data parameter gempabumi dari data awal Global CMT sebagai PDE (Preliminary Determination of Epicenter) dari katalog Global CMT solusi (GCMT). 9

10 Gambar 4. 7 Hasil inversi W-Phase (bulat kiri) dan Global CMT (bulat kanan) gempabumi Nias 28 Maret 2005 Ditampilkannya pembahasan hasil dari event gempabumi 28 Maret 2005 dikarenakan memiliki kesesuaian (fitting) yang relatif baik antara solusi WCMT (W- Phase) baik dengan penggunaan data IRIS, terhadap solusi GCMT dengan cakupan stasiun-stasiun yang digunakan cukup beragam ( 101 stasiun ). Dari gambar terlihat bahwa sinyal seismik yang diproses dengan baik melalui metode inversi W-Phase yaitu data yang didapatkan dari stasiun IRIS- DMS, jarak yang terdekat dengan episenter ( =13.2 ) yaitu stasiun KSM (LHZ, LHN) dengan azimuth ( Ф =92.4 ) dan jarak Penelitian ini melakukan pengolahan data gempabumi yang berupa sinyal seismik (seismogram velocity) dengan mengggunakan metode W-Phase berdasarkan data far-field, yaitu data gempabumi-gempabumi yang tercatat oleh jaringan global (IRIS-DMS). Dari hasil pengolahan data gempabumi Nias 28 Maret 2005 diperoleh fitting (kesesuaian) antara bola fokus berupa arah jurus (strike), kemiringan (dip), dan pergeseran sesar (rake) jika membandingkan hasil inversi W-Phase dengan hasil inversi Global-CMT akan kita dapat hasil yang sesuai diantara kedua metode tersebut. Gambar 4. 8 Beberapa stasiun far-field (IRIS-DMS) yang memproses inversi W- Phase untuk gempabumi Nias, 28 Maret Fitting (kesesuaian) sinyal sintetik (garis merah) dengan sinyal observasi (garis hitam). Sisi kiri peta dimana episenter (bintang merah) dan stasiun yang merekam sinyal seismik (titik merah) dan beberapa stasiun yang lain (titik hijau). Gambar 4. 9 Plot gempabumi Nias 28 Maret 2005 mekanisme fokus hasil inverse W-Phase (biru) terhadap hasil mekanisme focus Global CMT (merah). 10

11 Gambar 4.9 adalah plot mekanisme focus hasil inversi W-Phase warna biru dengan mekanisme ffokus hasik Global CMT warna merah menunjukkan hasil yang sesuain (fitting) antara kedua mekanisme tersebut. Hasil kesesuaian (fitting) setiap chanel (LHE, LHN, LHZ) data tersebut dengan menampilkan kesesuaian amplitudo observasi dengan amplitudo sintetik setiap stasiun yang terintegrasi dengan baik berdasarkan jarak dari episenter ke stasiun bertahap dari yang terdekat menuju yang terjauh (10 < < 90 ) untuk gempabumi Nias ditunjukkan pada gambar 4.10, 4.11 dan 4.12 yang terjauh dengan episenter. Gambar Komponen LHN, kesesuaian antara amplitudo W-Phase observasi (garis hitam) dan sintetik (garis merah) dari beberapa stasiun untuk gempabumi Nias 28 Maret Gambar Komponen LHZ, kesesuaian antara amplitudo W-Phase observasi (garis hitam) dan sintetik (garis merah) dari beberapa stasiun untuk gempabumi Nias 28 Maret Gambar Komponen LHE, kesesuaian antara amplitudo W-Phase observasi (garis hitam) dan sintetik (garis merah) dari beberapa stasiun untuk gempabumi Nias 28 Maret Adanya variasi kesesuaian sinyal observasi dan sintetik dari setiap komponen (LHE, LHN, LHZ) ini menunjukkan bahwa tidak semua komponen tersebut yang digunakan sebagai input dari setiap stasiun dapat diproses, beberapa data sinyal (seismogram velocity) yang tidak memenuhi kualifikasi dari proses yang dijalankan metode W-Phase tidak akan digunakan. Dalam praktisnya, komponen vertikal (LHZ) memperlihatkan kerapatan antar stasiun (Gambar 4.11) untuk gempabumi Nias 28 Maret 2005, hal ini berarti komponen vertikal lebih banyak yang terproses dibandingkan dari setiap komponen yang digunakan (LHE, LHN, LHZ) 4.4 Pembahasan Penelitian ini melakukan pengolahan data gempabumi yang berupa sinyal seismik (seismogram velocity) dengan mengggunakan metode W-Phase berdasarkan data far-field, yaitu data 11

12 gempabumi-gempabumi yang tercatat oleh jaringan global (IRIS-DMS). Dari hasil pengolahan data gempabumi Aceh 26 Desember 2004 dan gempabumi Nias 28 Maret 2005 diperoleh fitting (kesesuaian) antara bola fokus berupa arah jurus (strike), kemiringan (dip), dan pergeseran sesar (rake) jika membandingkan hasil inversi W-Phase dengan hasil inversi Global-CMT akan kita dapat hasil yang sesuai diantara kedua metode tersebut. Uji kebenaran W-Phase dengan Global CMT dengan data teleseismik dapat dilihat pada (tabel 4.1). Perbandingan hasil parameter nilai dan bentuk mekanisme fokus dari solusi Gloal CMT dan Centroid W-Phase dapat dilihat pada (tabel 4.2). Tabel 4. 1 Uji kebenaran metode inverse W-Phase dan Global CMT dengan data teleseismik. Lokasi Tahun RMSW RMSG Gap Epsilon RFC Sta Aceh 26 Des ,410 0,867 44,6 0,25 0,90 44 Nias 28-Mar-05 0,311 0,314 31,0 0,08 1,14 44 Rata-rata 0,3605 0, ,8 0,165 1,02 44 Keterangan : RMSW =Standar deviasi moment tensor W-Phase dengan observasi RMSG = Standar deviasi moment tensor Global CMT dengan observasi Gap =Kekoksongan distribusi azimuth stasiun pada jaringan seismik Epsilon = Standar kesalahan data RFC =Perbandingan bola okus GCMT dengan WCMT (W- Phase) Sta = Jumlah stasiun Tabel 4.2 Perbandingan Hasil Global CMT dan Centroid W-Phase No Global CMT W phase To Mw Mo Long/Lat Strike/dip/slip D To Mw Mo Long/Lat Strike/dip/slip D ,3/3,1 329/8/ , ,26/2,89 325/7/ , ,1/1,7 333/8/ , ,67/1,67 332/10/ Keterangan : To = Rupture duration (detik) Mw = Magnitudo moment Mo =Moment seismik (10 pangkat 26 dyne.cm) D = Keadalaman bumi (km) Long/Lat = koordinat bujur/lintang Strk/dip/slp = Susut sesar strike/dip.slip Dari pengolahan data kedua kejadian gempabumi yang dilakukan dalam penelitian ini menunjukkan hasil yang sesuaia berdasarkan teori bahwa metode W-Phase efektif diterapkan pada gempabumi-gempabumi tele (far-field) yang memiliki fase gelombang berperiode panjang hingga 1000 detik sebelum tiba fase gelombang S (Kanamori, 2008). Memperkuat pernyataan teori tersebut yang dikaitkan dengan hasil pengolahan dua kejadian, bahwa penggunaan data IRIS-DMS (far-field) menunjukkan hasil yang sesuaian dengan hasil Global CMT sebagai acuan global. Hal ini dipengaruhi karena keberadaan stasiun-stasiun IRIS yang hampir 360 mencakup lingkup wilayah gempabumi yang diteliti. Untuk menjawab keberhasilan dalam pengolahan data kedua gempabumi tersebut dengan metode W-Phase maka dilakukan peninjauan secara validitas diantaranya adalah dengan membandingkan kesesuaian (fitting) antara sinyal observasi dan sintetik pada masingmasing stasiun yang diperoleh melalui pengolahan masing-masing data event 12

13 gempabumi dengan metode W-Phase. Tingkat validitas memberikan pengaruh terhadap nilai magnitudo moment, seismic moment, episenter, besar sudut strike,dip,slip bidang nodal pertama dan bidang nodal ke dua (nodal-plane). Dalam kenyataannya dengan mendapatkan kesesuaian yang baik antara sinyal observasi dan sintetik memperkuat kesesuaian antara hasil yang ditunjukkan oleh solusi WCMT (W-Phase) dengan solusi GCMT (Global CMT). Hasil pengolahan dengan metode W-Phase pada kedua kejadian gempa tersebut memiliki patahan naik (reverse fault) oleh karena itu, W-Phase bisa digunakan dalam penentuan cepat sumber mekanisme fokus suatu gempabumi. V. Kesimpulan dan saran 5.1 Kesimpulan Penelitian ini memberikan beberapa kesimpulan yang dapat diambil yaitu sebagai berikut : 1. Solusi W-Phase menggunakan data jaringan global (IRIS-DMS) diperoleh hasil yang sesuaian dengan solusi GCMT. 2. Kualitas solusi yang bervariasi juga disebabkan oleh variasi dari jarak pengukuran kelokasi sumber gempabumi. Secara teoritis, inversi W-Phase bagus untuk gempa jauh (tele earthquake). 3. Dari kedua event gempabumi yang diteliti dengan menggunakan metode W-Phase, diketahui mekanisme gempabumi Aceh dan Nias memiliki pola patahan yang sama yaitu berpola patahan naik (Reverse Fault), hal ini diakibatkan oleh proses di zona subduksi. 5.2 Saran Metode inversi W-Phase perlu dipelajari lebih lanjut dengan memberikan pengenalan pada perkuliahan seismologi lanjutan, karena metode inversi W-Phase dapat memecahkan masalah gempa yang berpotensi tsunami (tsunami earthquake) gempa lambat (slow earthquake) maupun perhitungan cepat moment tensor oleh karena itu metode W-Phase bagus untuk dipelajari dan diaplikasikan dalam pemberian informasi cepat InaTEWS. VI. Daftar pustaka Benavente, R., Cummins, P., 2013, Simple and Reliable Finite Fault Solutions for Large Earthquakes using the W-Phase : The Maule (Mw=8.8) and Tohoku (Mw=9.0) Earthquakes, Geophys. Res. Lett, Vol. 40, , doi: /grl.50648, Benavente, R., Cummins, P., dan Dettmer, J., 2014, W-Phase Estimation of First-Order Rupture Distribution for Megathrust Earthquakes, Geophysical Research Abstracts, Vol. 16, EGU , Duputel, Z., Rivera, L., Kanamori, H., Hayes, G.P., Hirshorn, B., dan Weinstein, S., 2011, Real-time W- Phase Inversion during the 2011 off the Pacific coast of Tohoku Earthquake, Earth Planet Space, 63, Duputel, Z., Rivera, L., Kanamori, H., dan Hayes, G.P., 2012, W- Phase Source Inversion for Moderate to Large Earthquakes ( ), Geophysical Journal International, doi : /j X x. 13

14 Dziewonski, A.M., dan Anderson, D.L., 1981, Preliminary Reference Earth Model (PREM), Phys. Earth Planet. Inter., 25, Hayes, G.P., Rivera, L., dan Kanamori, H., 2009, Source Inversion of the W-Phase: Real Time Implementation and Extension to Low Magnitudes, Seis. Res. Let., Vol. 80, No. 5, doi:10,1785/gssrl,80,5,817. Hutchings, L., dan Viegas, G., 2012, Application of Empirical Green's Functions in Earthquake Source, Wave Propagation and Strong Ground Motion Studies, Earthquake Research and Analysis. Ibrahim, G., dan Subardjo, 2005, Pengetahuan Seismologi, Badan Meteorologi dan Geofisika, Jakarta. Kanamori, H., 1993, W-Phase, Geophys. Res. Lett., 20(16), Kanamori, H., dan Rivera, L., 2008, Source Inversion of W-phase, Speeding Up Seismic Tsunami Warning, Geophys. J. Int., 175, , doi: 10,1111/j, X, x. Kane, D.L., Kilb, D.L., dan Vernon, F.L., 2013, Selecting Empirical Green s Functions in Region of Fault Complexity : a Study of Data from the San Jacinto Fault Zone, Southern California, Bulletin of the Seismological Society of America, Vol. 103, No. 2A, pp Latief, H., Puspito, N.T., dan Imamura, H., 2000, Tsunami Catalog and Zones in Indonesia, J. Nat. Dis. Science., Vol. 22 No. 1, Japan. Nurokhim, A., 2011, Reanalisis Gempa Bumi Mentawai dengan Dekonvolusi-Inversi W-Phase sebagai Acuan Prediksi Tsunami, Skripsi, Program Sarjana Sains, Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah, Jakarta. Pribadi, S., 2014, Karakteristik Gempabumi Pembangkit Tsunami di Indonesia Berdasarkan Analisis Parameter Sumber, Disertasi, Program Doktor, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Satake, Kenji, 2006, Tsunami and Earthquake, Geological Survey of Japan, National Institute of Advance Industrial Science and Technology, International Institute of Seismology and Engineering (IISEE), Tsukuba, Japan. Suardi, I., 2013, Analysis of Source Rupture Process of the September 2, 2009 Tasikmalaya Earthquake by using The Joint Inversion Method of Near Field and Teleseismic Data, Disertasi, Program Doktor, Institut Teknologi Bandung, Bandung. Sunarjo, Gunawan, G., dan Pribadi, S., Gempabumi Edisi Populer, Badan Meteorologi dan Geofisika, Jakarta, d/mengenang-gempa-nias-2005/ Mengenang Gempabumi Nias blogspot.co.id/2012/05/kajian-pustakatentang-perbedaaan-gempa.html Kajian Pustaka Tentang Perbedaan Gempabumi Aceh 26 Deseember 2004 Dengan 11 Aril