STUDI POST-SISMIC SISMIC GMPA ACH 2004 MGGUAKA DATA GPS KOTIYU Ole : Imron Malra Setyawan 15103027 Latar Belakang Interseismik Gempa Bumi artquake Cycle Pre-seismik Co-seismik Post-seismik Pemantauan Potensi & Mitigasi Gempa Bumi Pembimbing : 1. Hasanuddin Z.Abidin, Ir., M.Sc, P.D 2. Irwan Meilano, Ir., M.Sc, P.D 3. Heri Andreas, S.T., M.T Teknik Geodesi dan Geomatika Institut Teknologi Bandung 2007 Gempa Ace 26 Desember 2004 Post-seismik Pemantauan Menggunakan GPS Kontinyu Bergesernya titik-titik kerangka dasar geodesi Memicu gempa di sekitar daera yg tela terjadi gempa Pada masa yang akan datang Geodesi Gravimetri 1 Maksud & Tujuan Maksud penulisan tugas akir : mengetaui pola deformasi post-seismic yang terjadi pasca gempa Ace 2004 Tujuan penulisan tugas akir : Memanfaatkan teknologi GPS kontinyu untuk mengetaui vektor pergeseran yang terjadi pasca gempa Ace dan besar pergeserannya Menganalisis pola deformasi post-seismic dari vektor pergeseran yang didapat, serta estimasi berapa lama post-seismik akan berlangsung Ruang Lingkup Studi kasus meliputi zona subduksi Sumatra segmen Ace Data yang digunakan adala data GPS kontinyu di sekitar segmen Ace (Maret 2005-ovember 2006, diperole dari receiver GPS yang dipasang secara kontinyu di stasiun Universitas Syia Kuala, Banda Ace ) Pola deformasi taapan gempa bumi yang dianalisis adala taapan setela terjadinya gempa bumi (postseismic) 1
Titik ACH, Stasiun GPS Kontinyu USYIAH, Banda Ace Manfaat Memberikan gambaran mengenai penggunaan GPS kontinyu untuk pemantauan potensi gempa bumi Memberikan informasi mengenai pola deformasi post-seismic yang terjadi pasca gempa Ace 2004. Memberikan kontribusi dalam kaitannya dengan upaya mitigasi bencana gempa bumi di sekitar zona subduksi Sumatra terutama segmen Ace pasca gempa Ace 2004 dan di Indonesia pada umumnya. Memberikan informasi mengenai besar deformasi akibat postseismik yang terjadi di sekitar zona subduksi Sumatra kususnya segmen Ace seingga pergeseran titik-titik kerangka dasar geodesi dapat diketaui. Metodologi Penelitian Data pengamatan GPS kontinyu titik ACH Gempa Bumi? Metode Absolut PPP (Precise Point Positioning ) Hasil Posisi dan ketelitiannya Pengolaan Data menggunakan software Bernese 5.0 HASIL KOORDIAT SCARA KOTIYU Metode Differensial Hasil Posisi dan ketelitiannya Gempa bumi didefinisikan sebagai getaran sesaat, bersifat tidak menerus, akibat terjadinya sudden slip (pergeseran secara tiba-tiba) pada kerak bumi. Sudden slip terjadi disebabkan karena adanya sumber kekuatan (force). Gempa bumi mempunyai sifat berulang, artinya suatu gempa bumi di suatu daera akan terjadi lagi di masa yang akan datang dalam periode waktu tertentu (biasanya ratusan taun), yang dinamakan eartquake cycle. DFORMASI POST-SISMIC? STIMASI LAMA POST-SISMIC BRLAGSUG AALISIS KSIMPULA & SARA 2
Siklus Gempa - Interseismic - Pre-seismic - Co-seismic - Post-seismic Post-seismic adala taapan setela gempa utama terjadi dimana sisa-sisa energi dilepaskan secara perlaan dalam kurun waktu yang lama (biasanya bersifat aseismic) namun tetap mengasilkan deformasi secara permanen mencapai orde submeter bakan orde meter untuk gempa berkekuatan besar. Untuk gempa yang berkekuatan besar seperti gempa Ace 2004 (9.2 Mw), taapan post-seismic ini mungkin dapat terjadi sampai sekitar 10 taun lamanya, dan memberikan nilai deformasi dalam fraksi meter [Kimata, 2005] GPS (Global Positioning System) adala sistem satelit navigasi dan penentuan posisi menggunakan satelit. Sistem yang dapat digunakan ole banyak orang sekaligus dalam segala cuaca ini, didesain untuk memberikan posisi dan kecepatan tiga dimensi yang teliti, dan juga informasi mengenai waktu, secara kontinyu di seluru dunia [Abidin, 2007]. Ketelitian yang diasilkan GPS dapat digunakan utk memantau taapan post-seismic. Metode Pengolaan Metode PPP Metode PPP adala metode penentuan posisi absolut yang menggunakan data one-way fase dan pseudorange dalam bentuk kombinasi bebas ionosfer. Metode ini umumnya dioperasionalkan dalam metode statik dan memerlukan data GPS dua frekuensi yang diamati menggunakan receiver GPS tipe geodetik [Abidin, 2007] Parameter yang ditentukan dalam pengolaan data metode PPP adala : tiga komponen koordinat, offset jam receiver, bias troposfer basa di ara zenit, dua parameter gradien troposfer serta nilai real dari sejumla ambiguitas fase dari data fase bebas ionosfer yang terlibat [Gao and Sen, 2004]. Kesalaan multipat arus direduksi dengan menggunakan antena GPS yang baik serta pemilian lokasi yang memadai. Metode Diferensial Keunggulan yang diperole dengan menggunakan metode survey statik diferensial, antara lain : Ketelitian metode diferensial (baseline) + data fase dan code sampai ke fraksi milimeter. Proses differencing dapat mengeliminir atau mereduksi efek-efek dari berbagai kesalaan dan bias. Kerangka referensi yang digunakan adala ITRF 2005 mencakup IGS station DGAR, COCO, UTSD(Jepang), Filipina, dan Cina Parameter Bernese 5.0 Sudut levasi 10 Interval data pengamatan 30 detik Gelombang yang digunakan L1 dan L2 Informasi orbit Precise pemeris Metode pemecaan Ambiguitas QIF Penanganan Bias Troposfer stimasi Parameter Troposfer 3
Hasil Pengolaan Metode PPP Metode Differensial Keterangan : Mera : komponen easting(m) Hijau : komponen norting(m) Biru : komponen eigt(m) Keterangan : Mera : komponen easting(m) Hijau : komponen norting(m) Biru : komponen eigt(m) Grafik asil PPP (komponen eigt fluktuatif) Grafik standar deviasi (asil metode PPP) Komponen eigt memperliatkan suatu pola (fluktuatif), dipengarui ole : efek musiman dari atmosfer 4
Skema Outlier Removing Data Pers. Marone : β Up = ln t + 1 Up : besar pergeseran post-seismic (meter) : karakteristik litosfer β : kecepatan rate co-seismik t : waktu berlangsungnya post-seismic (ari) Pers. Marone merupakan model postseismic yang digunakan sebagai curve fitting, untuk memperole : Informasi berapa lama taapan postseismic akan berlangsung Informasi berapa pergeseran mulai dari H+1 setela gempa Ace (27 Desember 2004) Perataan Hitung outlier (>>3*R M S ) Cek setiap data Resultan pergeseran : Up = Up.cos θ + Up.cosθ + Up r e e n n Besar Pergeseran : Up AO f ( UptA) f ( Upt 0) = Δt Liat yg penyim pangannya paling besar lim inasi data D ata yang valid (bukan outlier) Grafik curve fitting data asil metode PPP 21 bulan Grafik curve fitting data asil metode PPP 10 bulan = -0.226387891414391-1.67003868577855e-086i β = -0.00257167233899607 + 2.24108402881303e-087i β = -0.213636133425183 = -0.0026583342206245 β 5
Grafik curve fitting data asil metode differensial 10 bulan Pergeseran β = -0.23701891591759 =-0.00222293655824453 Setela outlier removing, diperole asil : Pengolaan metode PPP (Maret 05-ovember 06), Pergeseran ara easting : -32.71 cm/21 bulan Pergeseran ara norting : -36.06 cm/21 bulan Pergeseran ara eigt : 1.31 cm/21 bulan Untuk perbandingan : Pengolaan metode PPP (Maret 05-Desember 05) Pergeseran ara easting : -22.26 cm/10 bulan Pergeseran ara norting : -23.93 cm/10 bulan Pergeseran ara eigt : -1.42 cm/10 bulan Vektor pergeseran : PPP 21 bulan Horisontal : 48.68 cm ke Barat daya Vertikal : 1.31 cm (naik) Pemotongan data Vektor pergeseran : PPP 10 bulan Horisontal : 32.68 cm ke Barat daya Vertikal : -1.42 cm (turun) Pengolaan metode Differensial (Maret 05- Desember 05) Pergeseran ara easting : -24.74 cm/10 bulan Pergeseran ara norting : -23.62 cm/10 bulan Pergeseran ara eigt : 3.10 cm/10 bulan vs Vektor pergeseran : PPP 10 bulan Horisontal : 34.21 cm ke Barat daya Vertikal : 3.1 cm (naik) Analisis Pengolaan data metode PPP (Maret 05-ovember 06) vektor pergeseran orisontal = 48.68 cm ke ara Barat daya vektor pergeseran vertikal (naik) = 1.31 cm. Pengolaan data metode PPP (Maret 05-Desember 05) vektor pergeseran orisontal = 32.68 cm ke ara Barat daya vektor pergeseran vertikal (naik) = 1.42 cm. Pengolaan dengan metode diferensial (Maret 05-Desember 05) vektor pergeseran orisontal = 34.21 cm ke ara Barat daya vektor pergeseran vertikal (naik) = 3.10 cm. Vektor pergeseran orisontal yang didapat dari kedua metode menuju ke ara yang sama. Dengan data yang lebi sama (10 bulan), pergeseran orisontal asil pengolaan metode PPP dan diferensial terpaut 1.53 cm. Akan tetapi, vektor pergeseran vertikal asil pengolaan metode PPP dan differensial menuju ke ara yang berlawanan. Trend asil pengolaan metode PPP dan diferensial menunjukkan pola eksponensial untuk komponen orisontal (al ini sesuai dengan ukum Omori), sedangkan untuk komponen vertikal, kusus untuk metode PPP menunjukkan pergerakan berulang (naik-turun). Analisis stimasi berapa lama post-seismic gempa Ace akan berlangsung dilakukan dengan mencocokkan(fitting) asil pengolaan dengan model post-seismic [Marone, 1991] berikut : β Up = ln t + 1 stimasi dari data asil metode PPP (10 bulan) : 12 taun (11.98 taun) stimasi dari data asil metode PPP (10 bulan) : 11 taun (10.98 taun) Secara praktis memberikan implikasi bawa titik-titik ikat di Ace arus dikoreksi dengan memperitungkan fakta bawa post-seismic masi berlangsung. Secara ilmia : pengamatan dan pemodelan dari pergeseran post-seismic sangat penting untuk mengetaui efek dari proses ini, terjadi sistem sesar di wilaya Ace serta untuk mengetaui periodisasi dari gempa Ace Terdapat perbedaan 1 taun antara metode PPP dan metode differensial. 6
Analisis Kesimpulan Titik ACH (stasiun GPS kontinyu Unsyia) terletak di Sunda Block (pergerakan Sunda Block ke ara timur). Vektor pergeseran titik ACH yang diasilkan dari pengolaan dengan metode PPP (32.68 cm dari data 10 bulan) dan diferensial (34.21 cm dari data 10 bulan) merupakan vektor pergeseran yang dipengarui juga ole pergerakan Sunda Block sebesar 2-3 cm per taun. Dari curve fitting menggunakan [Marone, 1991] : Informasi besar pergeseran mulai dari H+1 setela gempa (27 Desember 2004). Hasil pengolaan metode PPP 10 bulan : Pergeseran dari 27 Desember 2004-18 Desember 2005 = 76.22 cm Hasil pengolaan metode differensial 10 bulan : Pergeseran dari 27 Desember 2004-20 Desember 2005 = 56.34 cm Proses outlier removing anya mengilangkan random error dari masing-masing metode Hasil pengolaan data menggunakan metode PPP dan metode diferensial (Maret 05-Desember 05) menunjukkan trend pergerakan yang sama untuk komponen orisontal, dengan pola eksponensial. Untuk kompenen vertikal menunjukkan ara yang berlawanan. Metode PPP (data 10 bulan) Vektor pergeseran orisontal : 32.68 cm ara Barat daya Vektor pergeseran vertikal : 1.42 cm (turun) Metode Diferensial (data 10 bulan) Vektor pergeseran orisontal : 34.21 cm ara Barat daya Vektor pergeseran vertikal : 3.10 cm (naik) merupakan vektor pergeseran yang tela dipengarui ole pergeseran Sunda Block. Dari asil curve fitting menggunakan [Marone, 1991] diperole estimasi lama taapan post-seismic akan berlangsung. Hasil pengolaan metode PPP, taapan post-seismic akan berlangsung selama kurang lebi 12 taun. Hasil pengolaan metode differensial, taapan post-seismic akan berlangsung selama kurang lebi 11 taun. Deformasi post-seismic yang diperole dapat digunakan sebagai data untuk mempelajari siklus gempa di zona subduksi Ace dan sebagai informasi tentang pergeseran titik-titik kerangka geodesi di sekitar titik ACH. Terima kasi Wassalam 7