i
TUGAS AKHIR – SF 141501
ESTIMASI POLA BIDANG SESAR DAN MOMEN TENSOR GEMPA BUMI WILAYAH FUKUSHIMA JEPANG PADA TAHUN 2016 Meindy Fortunawati Grania NRP 1113100039 Dosen Pembimbing Prof. Dr. rer.nat. Bagus Jaya Santosa, S.U NIP.19620802 198701.1.001
DEPARTEMEN FISIKA Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017
i
HALAMAN JUDUL
TUGAS AKHIR – SF 141501
ESTIMASI POLA BIDANG SESAR DAN MOMEN TENSOR GEMPA BUMI WILAYAH FUKUSHIMA JEPANG PADA TAHUN 2016 Meindy Fortunawati Grania NRP 1113100039 Dosen Pembimbing Prof. Dr. rer.nat. Bagus Jaya Santosa, S.U NIP.19620802 198701.1.001
DEPARTEMEN FISIKA Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2017
ii
COVER
FINAL PROJECT – SF 141501
ESTIMATED PATTERNS OF SESAR AND MOMENT
TENSOR EARTHQUAKE OF JAPANESE
FUKUSHIMA REGION IN 2016
Meindy Fortunawati Grania
NRP 1113100039
Advisors
Prof. Dr. rer.nat .Bagus Jaya Santosa, S.U NIP.19620802 198701.1.001
Department of Physics
Faculty of Mathematics and Science
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya 2017
iii
ESTIMASI POLA BIDANG SESAR DAN MOMEN
TENSOR GEMPA BUMI WILAYAH FUKUSHIMA
JEPANG PADA TAHUN 2016
HALAMAN PENGESAHAN
TUGAS AKHIR
Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Menyelesaikan
Program S-1
Pada
Bidang Studi Fisika Bumi
Program Studi S-1 Departemen Fisika
Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Oleh:
Meindy Fortunawati Grania
NRP. 1113 100 039
Disetujui oleh Pembimbing Tugas Akhir:
Prof. Dr.rer.nat. Bagus Jaya Santosa, S.U (……...…….…..)
Surabaya, Juni 2017
iv
ESTIMASI POLA BIDANG SESAR DAN MOMEN
TENSOR GEMPA BUMI WILAYAH FUKUSHIMA
JEPANG PADA TAHUN 2016
Penulis : Meindy Fortunawati Grania
NRP : 1113100039
Jurusan : Fisika FMIPA ITS
Dosen Pembimbing : Prof. Dr.rer.nat. Bagus Jaya Santosa,S.U
ABSTRAK
Abstrak
Jepang merupakan negara yang wilayahnya terdapat empat
lempeng tektonik aktif yang bertemu satu sama lain sehingga
dilakukan penelitian mengenai mekanisme fokus pada gempa bumi
Fukushima, Jepang yang bertujuan untuk menentukan nilai momen
tensor, jenis pola bidang sesar dan besar slip dengan menggunakan
9 event gempa bumi dengan magnitudo diatas 4.7 SR. Penenetuan
nilai momen tensor dilakukan dengan menggunakan inversi tiga
waveform komponen dengan metode iterasi dekonvolusi
menggunakan program ISOLA-GUI yang dijalankan oleh Matlab.
Dari hasil inversi didapatkan parameter sesar yaitu strike, dip dan
rake untuk dua nodal yang akan dianalisa untuk menentukan
bidang patahan. Hasil dari inversi momen tensor direpresentasikan
dengan menggunakan beachball yang menggambarkan daerah
kompresi dan dilatasi. Dari pengolahan data diperoleh bahwa
gempa Fukushima disebabkan oleh patahan yang terdapat pada
litosfer benua yang menyebabkan terjadinya gempa bumi. Pola
bidang sesar yang terjadi didominasi sesar normal (normal fault)
dan sesar naik (reverse fault) dengan rentang nilai momen tensor
Mrr = 0.055 exp15 sampai 9.522 exp17, Mtt = 0.116 exp15 sampai
2.345 exp17, Mpp= 0.035 exp15 sampai 5.735 exp17, Mrt= 0.165
exp15 sampai 2.268 exp17, Mrp = 0.222 exp15 sampai 5.640
exp17, Mtp = 0.086 exp15 sampai 4.585 exp17. Sedangkan untuk
besarnya slip maksimum yaitu mencapai 1100 m.
Kata kunci: Gempa Fukushima, mekanisme fokus, momen tensor
v
“ halaman ini sengaja dikosongkan ”
vi
ESTIMATED PATTERNS OF SESAR AND MOMENT
TENSOR EARTHQUAKE OF JAPANESE FUKUSHIMA
REGION IN 2016
Name : Meindy Fortunawati Grania
NRP : 1113100039
Department : Physics FMIPA ITS
Supervisior : Prof. Dr.rer.nat. Bagus Jaya Santosa,S.U
ABSTRAK
Abstract
Japan is a country where there are four active tectonic plates
that meet each other so that research is conducted on the
mechanism of focus on the earthquake Fukushima, Japan which
aims to determine the value of tensor moment, type of pattern of
fault and large slip by using 9 earthquake events with magnitude
above 4.7 SR. The identification of tensor moment values is
performed by inversion of three component waveforms by
deconvolution iteration method using ISOLA-GUI program run by
Matlab. From the inversion result, the parameters of fault are strike,
dip and rake for two nodes that will be analyzed to determine the
fault area. The result of a tensor moment inversion is represented
by using a beachball depicting the compression and dilatation
areas. From the data processing it was found that the Fukushima
earthquake was caused by a fracture found in the continental
lithosphere that caused the earthquake. The pattern of cesarean
field that occurs is dominated by normal fault and reverse fault with
tensor moment value range of Mrr = 0.055 exp15 to 9,522 exp17,
Mtt = 0.116 exp15 to 2,345 exp17, Mpp = 0.035 exp15 to 5,735
exp17, 0.165 exp15 to 2,268 exp17, Mrp = 0.222 exp15 to 5,640
exp17, Mtp = 0.086 exp15 to 4,585 exp17. As for the maximum
slip that reaches 1100 m.
Keywords: Focal mechanism, Fukushima earthquake, moment
tensor
vii
“ halaman ini sengaja dikosongkan ”
viii
KATA PENGANTAR
Puji syukur Penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah
melimpahkan rahmat serta hidayah-Nya, sehingga dapat
menyelesaikan Laporan Tugas Akhir di Jurusan Fisika FMIPA ITS
dengan judul:
“ESTIMASI POLA BIDANG SESAR DAN MOMEN
TENSOR GEMPA BUMI WILAYAH FUKUSHIMA
JEPANG PADA TAHUN 2016”
Penulis menyadari bahwa dalam penyusunan tugas akhir ini
tidak terlepas dari bantuan dukungan dari berbagai pihak, oleh
sebab itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:
1. Bapak Prof. Dr. rer. nat. Bagus Jaya Santosa, S.U selaku dosen
pembimbing Tugas Akhir dalam memberi bimbingan dan
wawasan sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir
ini.
2. Keluarga tercinta, Mama Nur Isnaeni, Papa Matrai Faridhin,
Kakak Mandra Farandy Janitra beserta Istri Kakak Alivia
Rizky Nuriyanto, Kakek dan Nenek yang telah memberikan
doa, bantuan sebagai penyemangat yang luar biasa bagi penulis
sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini
3. Bapak Dr. Yono Hadi P., M. Eng dan Dr. rer. nat. Eko Minarto,
selaku Ketua Jurusan dan Seketaris Jurusan Fisika FMIPA ITS
yang telah memberikan kemudahan sarana selama kuliah
sampai terselesainnya Tugas Akhir ini.
4. Kepada sahabat-sahabat, Wildatun Islamiyah, Aulia’ur
Rohman, Aditya Yossita Rahadini, Rayhan Syauqiya Haf,
Shona Arum Fajartika, Devi Nurulfa terima kasih telah
menjadi sahabat yang memberikan bantuan, canda tawa,
semangat selama belajar di Fisika ITS dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini
5. Kepada CIWI sahabat-sahabat tercinta, Calista Saraswati,
Dyah Ayu Permata Sari, Latifa Wahyu Lestari dan Rosalya
Setyowati Utami terima kasih telah memberikan doa,
ix
dukungan, canda tawa, semangat dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
6. Segenap teman-teman Fisika 2013 yang telah memberikan
dukungan terbaik untuk penulis dan mengisi keseharian
penulis dengan keceriaan dan kerjasama selama masa belajar
di Fisika ITS.
7. Keluarga Geofisika Jurusan Fisika ITS terima kasih atas
fasilitas dan sharing ilmunya.
8. Semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam proses penyusunan laporan
ini jauh dari kata sempurna. Oleh sebab itu penulis meminta kritik
dan saran pembaca yang dapat membantu untuk menyempurnakan
laporan ini sehingga dapat berguna untuk kedepannya. Akhir kata
semoga Tugas Akhir ini bermanfaat bagi semua pihak. Aamiin Ya
Rabbal Alamiin.
Surabaya, Juni 2017
Penulis
x
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL i
COVER ............................................................................ ii
HALAMAN PENGESAHAN ......................................... iii
ABSTRAK ...................................................................... iv
KATA PENGANTAR ..................................................... vi
DAFTAR ISI .................................................................... x
DAFTAR GAMBAR .................................................... xiii
DAFTAR TABEL ......................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ................................................ 1
1.1 Latar Belakang.................................................. 1
1.2 Perumusan Masalah .......................................... 3
1.3 Tujuan Penelitian .............................................. 3
1.4 Batasan masalah ............................................... 3
1.5 Manfaat penelitian ............................................ 3
1.6 Sistematika Penulisan ....................................... 4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ...................................... 5
2.1 Gempa Bumi ..................................................... 5
2.2 Gelombang Seismik.......................................... 7
2.2.1 Gelombang Badan (Body Wave) .............. 7
2.2.2 Gelombang Permukaan (Surface Wave) .. 9
2.3 Sesar ................................................................. 9
2.3.1 Sesar Mendatar (Strike-slip Fault) ......... 10
2.3.2 Sesar Tidak Mendatar ............................ 11
2.4 Seismik Momen Tensor .................................. 13
xi
2.5 Fungsi Green .................................................. 16
2.6 Mekanisme Fokus (Focal Mechanism) .......... 17
2.7 Program ISOLA-GUI ..................................... 19
2.8 Inversi Waveform Tiga Komponen ................. 20
2.9 Geologi Tektonik Jepang ................................ 21
BAB III METODOLOGI ............................................... 23
3.1 Peralatan Penelitian ........................................ 23
3.2 Penentuan Lokasi Penelitian ........................... 23
3.3 Diagram Alir Penelitian .................................. 23
3.4 Proses Pengolahan Data ................................. 25
3.4.1 Pre-Processing Data ............................... 25
3.4.2 Pengolahan Data dengan ISOLA ........... 25
3.4.3 Perhitungan Data .................................... 34
3.4.3.1 Perhitungan Dimensi Sesar .................... 34
3.4.4.2 Perhitungan Displacement/Slip Gempa.. 35
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................ 37
4.1 Analisis Data .................................................. 37
4.1.1 Data Penelitian ....................................... 37
4.2 Hasil Pengolahan Data ................................... 37
4.2.1 Hasil Momen Skalar .............................. 37
4.2.2 Hasil Momen Tensor .............................. 39
4.2.3 Hasil Mekanisme Fokus Gempa ............ 40
4.2.4 Hasil Slip Sesar Gempa .......................... 50
4.3 Pembahasan .................................................... 50
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ......................... 59
4.1 Kesimpulan ..................................................... 59
xii
4.2 Saran ............................................................... 59
DAFTAR PUSTAKA ..................................................... 61
xiii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Mekanisme Terjadinya Gempa (Noor, 2006) ........... 6 Gambar 2. 2 Ilustrasi Gerak Gelombang P (Elnashai and Sarno,
2015) ........................................................................ 8 Gambar 2. 4 (a) Left-lateral Strike-slip fault (b) Right-lateral
Strike-slip fault (Noor, 2006) ................................. 11 Gambar 2. 5 Sesar Turun (Normal Fault) (Ramsay and Huber,
1987) ...................................................................... 11 Gambar 2. 6 Sesar Naik (Reverse Fault) (Ramsay and Huber,
1987) ..................................................................... 12 Gambar 2. 7 Geometri Sesar (Stein and Wysession, 2002) ......... 13 Gambar 2. 8 Sistem pasangan gaya yang menyatakan komponen
momen tensor dalam koordinat kartesian (Sokos and
Zahradnik, 2008) .................................................... 15 Gambar 2. 9 Skematik diagram Mekanisme Fokus (USGS, 1996)
.............................................................................. 18 Gambar 2. 10 Peta aktivitas tektonik Jepang (Kikuchi and
Kanamori, 1991) ................................................... 22
Gambar 3. 1 Peta Lokassi Penelitian ........................................... 23 Gambar 3. 2 Tampilan awal program ISOLA-GUI ..................... 26 Gambar 3. 3 Tampilan Import Data SAC ................................... 26 Gambar 3. 4 Kecepatan Model bumi Jepang ............................... 27 Gambar 3. 5 Hasil plot model bumi Jepang ................................ 28 Gambar 3. 6 Tampilan tahap penentuan event info ..................... 28 Gambar 3. 7 Tampilan tahap pemilihan stasiun perekam gempa 29 Gambar 3. 8 Tampilan tahap raw data preparation .................... 30 Gambar 3. 9 Tampilan tahap penentuan lokasi sumber seismik . 30 Gambar 3. 10 Tampilan perhitungan fungsi Green ..................... 31 Gambar 3. 11 Tampilan perhitungan inversi waveform .............. 32 Gambar 3. 12 Tampilan tahap plotting hasil inversi ................... 33 Gambar 3. 13 Hasil solusi CMT (Centroid Moment Tensor) pada
gempa.................................................................... 33
xiv
Gambar 3. 14 Plotting bidang patahan dan auxiliary plane
menggunakan program hcplot .............................. 34
Gambar 4. 1 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
13/04/2016 pukul 04:46:37.12 ............................... 41 Gambar 4. 2 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
20/04/2016 pukul 12:19:43.63 ............................... 42 Gambar 4. 3 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
26/06/2016 pukul 22:57:04.32 ............................... 43 Gambar 4. 4 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
15/08/2016 pukul 07:04:40.22 ............................... 44 Gambar 4. 5 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
29/09/2016 pukul 11:57:35.42 ............................... 45 Gambar 4. 6 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
23/11/2016 pukul 21:23:36.30 ............................... 46 Gambar 4. 7 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
08/12/2016 pukul 08:15:48.52 ............................... 47 Gambar 4. 8 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
19/12/2016 pukul 16:41:11.45 ............................... 48 Gambar 4. 9 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal
30/12/2016 pukul 20:08:27.65 ............................... 49 Gambar 4. 10 Hasil inversi waveform data seismogram dengan
data sintetik pada event gempa tanggal 26/06/2016
pukul 22:57:04.32 ................................................. 51 Gambar 4. 11 Hasil solusi momen tensor untuk gempa bumi pada
tanggal 26/06/2016 pukul 22:57:04.32 ................. 53
xv
Gambar 4. 12 Patahan aktif di wilayah Fukushima berdasarkan
garis merah (http://www.aist.go.jp) ............................................. 55 Gambar 4. 13 Peta beachball yang merepresentasikan mekanisme
fokus pada peta geologi Fukushima ............................................ 56
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 4. 1 Data event Fukushima yang digunakan dalam penelitian
...................................................................... 37 Tabel 4. 2 Hasil perhitungan momen skalar gempa Fukushima
Jepang ........................................................... 38 Tabel 4. 3 Perbandingan hasil momen skalar data gempa
Fukushima Jepang ........................................ 39 Tabel 4. 4 Momen tensor gempa untuk gempa Fukushima Jepang
...................................................................... 40 Tabel 4. 5 Bidang sesar dan auxiliary plane untuk gempa
Fukushima Jepang ........................................ 41 Tabel 4. 6 Hasil perhitungan displacement gempa bumi Fukushima
Jepang ........................................................... 50
xvii
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
1
Data
Penelitian……………………………...
63
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Jepang merupakan negara yang wilayahnya terdiri dari pulau-
pulau yang berada di sebelah timur Benua Asia. Secara astronomis,
Jepang terletak pada 30o - 47o LU dan 128o – 146o BT dengan luas
wilayah yang membentang seluas 377.643 km2 dari utara ke
selatan. Apabila dilihat dari segi pengaturan tektonik, Jepang
terletak pada zona gunung berapi yakni diatas lingkaran api Pasifik
dan juga terletak pada wilayah yang terdapat empat lempeng
tektonik aktif yang bertemu satu sama lain. Lempeng-lempeng
tersebut diantaranya yaitu lempeng Eurasia, lempeng Amerika
Utara, lempeng Pasifik serta lempeng Philipina. Sedangkan
wilayah daratan Jepang berada diatas dua lempeng tektonik, yakni
lempeng Amerika Utara dan lempeng Eurasia. Pertemuan kedua
lempeng tersebut berada di tengah Kepulauan Honshu. Hal inilah
yang menjadikan Jepang sangat akrab dengan peristiwa gempa
bumi. Selain itu, struktur tanah atau pegunungan vulkanis di dasar
samudra Pasifik sering menjadi pemicu gempa dasar laut hingga
dapat memunculkan gelombang Tsunami.
Gempa bumi merupakan peristiwa bergetarnya bumi akibat
pelepasan energi di dalam bumi secara tiba-tiba yang ditandai
dengan patahnya lapisan batuan pada kerak bumi. Akumulasi
energi penyebab terjadinya gempa bumi dihasilkan dari pergerakan
lempeng-lempeng tektonik. Energi yang dihasilkan dipancarkan ke
segala arah berupa gelombang gempa bumi sehingga efeknya dapat
dirasakan sampai ke permukaan bumi. Parameter dari gempa bumi
yaitu dapat ditinjau dari waktu terjadinya gempa bumi (Origin
Time-OT), lokasi pusat gempa bumi (Epicenter), kedalaman pusat
gempa bumi (Depth), kekuatan gempa bumi (Magnitudo).
Karakteristik dari gempa bumi yaitu terjadi dalam waktu yang
sangat singkat dengan titik lokasi kejadian yang tertentu, akibatnya
dapat dikatakan timbulnya bencana yang dapat berpotensi terulang
lagi. Untuk saat ini, gempa bumi sendiri belum dapat diprediksi
kapan terjadinya dan juga tidak dapat dicegah, akan tetapi akibat
2
yang ditimbulkan dapat dikurangi dengan pemahaman yang baik
mengenai gempa bumi sebagai upaya mitigasi bencana. Di dalam
gempa bumi terdapat gelombang gempa yang disebut dengan
gelombang seismik yang tercatat didalam seismogram yang dapat
ditentukan karakteristik sesar atau patahannya. Untuk mengetahui
karakteristik tersebut diperlukan analisa tentang mekanisme fokus
gempa bumi yaitu penentuan pola bidang sesar atau patahan. Sesar
atau patahan terjadi karena tekanan yang sangat kuat, terlebih jika
berlangsung sangat cepat. Telah banyak studi yang dikembangkan
untuk memahami struktur dinamika dalam bumi serta
mekanismenya memalui estimasi parameter sumber gempa. Dalam
memahami karakteristik suatu sesar yang ditimbulkan oleh gempa
bumi perlu dilakukan dengan pemodelan momen tensor gempa
bumi (Shearer, 2009). Pemodelan momen tensor ini dapat
dilakukan dengan menggunakan metode analisis inversi waveform
tiga komponen yang memanfaatkan waktu tiba gelombang P dan
diestimasi dengan menggunakan fungsi Green tiga komponen.
Dari hasil analisis yang didapat berupa parameter-parameter
gempa bumi diantaranya yaitu; kedalaman dan energi dari gempa
bumi tersebut serta model patahannya.
Pemodelan momen tensor ditentukan dengan menggunakan
program ISOLA-GUI sehingga dapat diketahui besar dan arah gaya
penyebab gempa bumi serta parameter sesar yaitu strike, dip dan
rake yang digunakan sebagai data masukan untuk menentukan
mekanisme fokus dan penggambaran pola bidang sesar. Program
ISOLA-GUI merupakan salah satu perangkat lunak Fortran yang
digunakan untuk menghitung momen tensor yang dijalankan
melalui Matlab. Kelebihan menggunakan program ISOLA-GUI ini
dapat digunakan untuk gempa dengan kekuatan yang kecil hingga
lebih dari 9 SR. Dan juga dalam pengolahannya program ini
terdapat koreksi instrumen dari seismogram yang digunakan
dengan menyediakan tools untuk melakukan filter data dalam
menghilangkan noise sehingga data yang diperoleh cukup baik
(Sokos and Zahradnik, 2008).
3
1.2 Perumusan Masalah
Permasalahan pada penelitian tugas akhir ini dapat dirumuskan
sebagai berikut:
1. Bagaimana menentukan besarnya momen tensor dari data
gempa yang terjadi menggunakan inversi waveform tiga
komponen?
2. Bagaimana menentukan pola bidang sesar dari mekanisme
sumber gempa?
3. Bagaimana menentukan besarnya slip dari sesar yang
dihasilkan dari data gempa bumi yang terjadi?
1.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut:
1. Menentukan besarnya momen tensor dari data gempa yang
terjadi menggunakan inversi waveform tiga komponen.
2. Menentukan pola bidang sesar dari mekanisme sumber gempa.
3. Menentukan besarnya slip dari sesar yang dihasilkan dari data
gempa bumi yang terjadi.
1.4 Batasan masalah
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah:
1. Penentuan mekanisme fokus dari gempa bumi Fukushima pada
tahun 2016 di wilayah Negara Jepang.
2. Program yang digunakan yaitu ISOLA-GUI yang dijalankan
melalui Matlab.
1.5 Manfaat penelitian
Manfaat dari hasil penelitian ini adalah untuk memberikan
informasi mengenai pola bidang sesar dan mekanisme fokus gempa
bumi di Fukushima, Jepang.
4
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika laporan penelitian ini adalah sebagai berikut:
BAB I Pendahuluan, yang berisi latar belakang, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat sesrta
sistematika laporan dari penelitian ini.
BAB II Tinjauan Pustaka, yang berisi landasan teori yang
merupakan materi-materi yang berkaitan dengan penelitian ini.
BAB III Metodologi Penelitian, yang berisi tentang langkah
kerja, proses pelaksanaan penelitian.
BAB IV Analisa Data dan Pembahasan, yang berisi tentang
analisa data dan pembahasan dari hasil penelitian yang
dilakukan.
BAB V Penutup, yang berisi tentang kesimpulan yang
diperoleh serta saran untuk penelitian yang dilakukan.
5
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Gempa Bumi
Gempa bumi merupakan peristiwa timbulnya getaran pada
bumi akibat adanya perambatan gelombang karena pergeseran
lempeng bumi. Gempa bumi merupakan suatu peristiwa
bergetarnya bumi yang disebabkan karena terjadinya pelepasan
energi yang terjadi didalam bumi. Gempa bumi sering kali ditandai
dengan adanya patahan lapisan batuan yang berada pada kerak
bumi. Energi yang menyebabkan terjadinya gempa bumi adalah
dikarenakan adanya pergerakan lempeng-lempeng tektonik.
Pergerakan lempeng lempeng raksasa akan dapat menyebabkan
adanya suatu tekanan pada bidang pertemuannya. Tekanan tersebut
timbul karena adanya pergerakkan lempeng-lempeng yang terus
membesar. Sehingga jika suatu saat tekanan tersebut sudah tidak
mampu lagi ditahan maka yang akan terjadi akan pecah dan
terangkatnya batuan. Untuk pelepasan tekanan tersebut akan
menimbulkan getaran atau gelombang yang akan menjalar
kesegala arah, batuan yang pecah tersebutlah yang menimbulkan
suatu getaran atau goncangan yang sering kali disebut dengan
gempa bumi. Menurut Noor (2006), gempa bumi adalah getaran
dalam bumi yang terjadi sebagai aibat dari terlepasnya energi yang
terkumpul secara tiba-tiba dalam batuan yang mengalami
deformasi. Jadi gempa bumi dapat diartikan sebagai rambatan
gelombang didalam tanah karena pelepasan energi kinetik dari
dalam bumi. Sumber energi yang dilepaskan dapat berasal dari
hasil tumbukan lempeng, letusan gunung api atau longsoran masa
batuan atau tanah. Sepanjang batas-batas lempeng terdapat sebaran
pusat-pusat gempa (episenter) (Noor, 2006). Selain gempa tektonik
terdapat gempa minor. Gempa minor merupakan gempa yang
disebabkan oleh longsoran tanah, letusan gunung api, dan aktivitas
manusia. Gempa minor biasanya hanya dirasakan secara lokal dan
getarannya tidak menimbulkan kerusakan dan kerugian yang
signifikan (Noor, 2006).
6
Berdasarkan penyebab terjadinya gempa bumi dibagi menjadi
tiga kelompok, yaitu (Bowler, 2003):
1. Gempa Bumi Tektonik
Gempa bumi tektonik terjadi akibat adanya perpindahan atau
dislokasi karena pergeseran lapisan bumi secara tiba-tiba. Hal
tersebut dapat berupa tarikan atau tekanan.
2. Gempa Bumi Vulkanik
Gempa bumi vulkanik merupakan gempa bumi yang
disebabkan oleh aktivitas gunung api atau letusan gunung api.
Terdapat energi yang mendesak lapisan bumi pada saat dapur
magma bergejolak. Energi yang mendesak lapisan bumi sampai ke
permukaan disertai getaran.
3. Gempa Bumi Runtuhan
Gempa bumi runtuhan merupakan gempa bumi yang etrjadi
akibat dari runtuhnya atap gua atau terowongan tambang di bawah
tanah. Runtuhnya gua dan terowongan yang besar dapat
mengakibatkan getaran yang kuat.
Pergeseran di sepanjang jalur patahan yang terjadi pada jalur
patahan aktif mengakibatkan gaya yang bekerja dengan arah yang
Gambar 2. 1 Mekanisme Terjadinya Gempa (Noor, 2006)
7
berlawanan dan energi yang terhimpun didalam batuan akan
dilepas dan merambat ke segala arah sebagai gelombang
longitudinal (gelombang P) dan gelombang transversal
(gelombang S). Gelombang yang merambat didalam batuan inilah
yang dapat menghancurkan bangunan yang ada dipermukaan bumi
(Noor, 2006).
2.2 Gelombang Seismik
Gelombang seismik adalah gelombang yang merambat naik di
dalam ataupun di permukaan bumi yang berasal dari sumber
seismik seperti sumber gempa bumi, letusan gunung berapi,
ledakan dan lain sebagainya (Afnimar, 2009). Gelombang seismik
juga disebut dengan gelombang elastik karena osilasi partikel-
partikel yang ada di dalam suatu medium akibat adanya interaksi
antara gaya stress dengan gaya regangan. Dari interaksi inilah
muncul gelombang transversal, gelombang longitudinal dan
kombinasi dari kedua gelombang tersebut (Putri, 2012).
Batuan akan menunjukkan sifatnya sebagai padatan elastik
pada saat terjadi gempa bumi. Padatan elastik ini akan menjalar
menjadi beberapa fase gelombang. Ada dua tipe gelombang elastik
dasar, yaitu gelombang yang menyebabkan kompresi dan
peregangan material elastik yang searah dengan perambatan
gelombang, kemudian tipe kedua merupakan gelombang yang
mengakibatkan pergeseran material elastik akan tetapi tegak lurus
dengan arah perambatan gelombang (Gencalves dan Abry, 1993).
Gelombang seismik dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok
yaitu gelombang badan (body wave) dan gelombang permukaan
(surface wave).
2.2.1 Gelombang Badan (Body Wave)
Gelombang badan adalah gelombang seismik yang merambat
hingga ke dalam bumi (Putri, 2012). Gelombang badan merambat
dalam medium yang dilaluinya. Berdasarkan gerak partikel pada
media dan arah penjalarannya gelombang badan dapat dibedakan
menjadi gelombang P dan gelombang S.
1. Gelombang Primer (P-wave)
8
Gelombang P atau disebut juga gelombang primer yaitu gelombang
yang muncul pertama kali tercatat oleh seismometer. Hal tersebut
dikarenakan gelombang ini memiliki kecepatan yang paling cepat
dibandingkan gelombang seismik lainnya (Putri, 2012).
Gelombang P merupakan gelombang longitudinal yang arah osilasi
partikelnya searah dengan arah rambat gelombang. Gelombang P
dapat menjalar disemua medium baik padat, cair maupun gas
(Ismawati, 2011) . Kecepatan gelombang P sekitar 1,8 km/s hingga
7 km/s dan periodenya berkisar antara 5-7 detik. Persamaan dari
kecepatan gelombang P adalah sebagai berikut:
2Vp
2.1
Dimana Vp adalah kecepatan gelombang P, λ adalah parameter
lame, µ adalah modulus geser dan ρ adalah densitas batuan (Putri,
2012).
2. Gelombang Sekunder (S-wave)
Gelombang S atau gelombang sekunder adalah gelombang seismik
yang hanya merambat di permukaan bumi. Gelombang S
merupakan gelombang transversal yang gerak partikelnya tegak
lurus dengan arah rambatnya. Gelombang ini memiliki waktu
perambatan yang lebih lama daripada gelombang P sehingga akan
tercatat pada alat seismogram setelah gelombang P sehingga akan
tercatat pada alat seismometer setelah gelombang P (Putri, 2012).
Berbeda dengan gelombang P, gelombang S hanya dapat menjalar
Gambar 2. 2 Ilustrasi Gerak Gelombang P (Elnashai and Sarno, 2015)
9
pada medium padat. Ada dua tipe gelombang S yaitu gelombang
SH (shear horizontal) dan gelombang SV (shear vertical)
(Ismawati, 2011). Gelombang S memiliki periode 10-13 detik.
Persamaan kecepatan gelombang S adalah sebagai berikut:
Vs
2.2
dimana Vs adalah kecepatan gelombang S, adalah modulus geser
dan ρ adalah densitas batuan (Putri, 2012).
2.2.2 Gelombang Permukaan (Surface Wave)
Gelombang permukaan adalah gelombang seismik yang hanya
merambat di permukaan bumi. Gelombang permukaan merambat
sejajar dengan medium yang dilaluinya. Amplitudo gelombang
akan semakin lemah apabila semakin masuk ke dalam bumi (Putri,
2012). Gelombang permukaan merupakan gelombang yang
kompleks dengan frekuensi yang rendah dan amplitudo yang besar
yang menjalar di permukaan bumi tetapi mengecil secara
eksponensial terhadap kedalaman (Susilawati, 2008).
2.3 Sesar
Sesar (fault) merupakan rekahan atau retakan yang diakibatkan
oleh pergeseran (displacement) pada batuan penyusun bumi. Sesar
sering dijumpai di daerah tumbukan antar lempeng benua dan
lempeng samudra. Bidang sesar (fault plane) merupakan
Gambar 2. 3 Ilustrasi Gerak Gelombang S (Elnashai and Sarno, 2015)
10
permukaan tempat terjadinya slip ketika gempa bumi terjadi (Putri,
2012). Sesar yang timbul ketika gempa bumi terjadi dapat
diestimasi dengan menggunakan metode waktu tiba pertama (first
motion) dari gelombang P (Lay and Wallace, 1995). Dua blok yang
bersinggungan dapat dikatakan hanging wall dan foot wall, dimana
hanging wall merupakan blok yang berada di bagian atas bidang
sesar. Sedangkan foot wall merupakan blok yang berada di bagian
bawah bidang sesar (Putri, 2012). Dip adalah sudut kemiringan
sesar dari blok yang tegak (foot-wall block) diukur dari bidang
mendatar horizontal. Ukuran sudut nilainya dari 0°–90°.
Sedangkan rake atau slip adalah arah pergerakan sesar tersebut
diukur dari penampang muka sesar dengan arah diukur dari arah
strike ke arah mana slip bergerak (berlawanan arah strike dan dip)
ukuran sudutnya dari arah -90°–90°. Jarak pergeseran slip atau
dislocation dinyatakan dalam besaran m (meter).
Dalam keadaan yang sebenarnya permukaan sesar (patahan)
atau fault dapat mempunyai keadaan yang berbeda dan demikian
pula dengan gerakannya dapat mempunyai arah yang berlainan
sepanjang permukaannya. Dapat dibedakan atas tiga bentuk
gerakan dasar dari sesar, yaitu: sesar mendatar, turun, dan naik.
Gerakan sejajar jurus sesar, disebut sesar mendatar atau strike slip
fault. Stress yang terbesar adalah stress horisontal dan stress
vertikal kecil sekali. Sesar relatif ke bawah terhadap blok dasar,
disebut sesar turun (rake-) atau normal fault. Gerakan relatif ke atas
terhadap blok dasar, disebut sesar naik (rake+) atau reverse fault.
Sesar atau patahan terjadi karena tekanan yang sangat kuat,
terlebih bila berlangsung sangat cepat. Batuan tidak hanya retak
akan tetapi akan terjadi pergeseran posisi. Bidang patahan
merupakan bidang miring. Jenis-jenis sesar yaitu:
2.3.1 Sesar Mendatar (Strike-slip Fault)
Sesar mendatar merupakan sesar yang memiliki arah gerak
secara horizontal. Sesar mendatar ditentukan berdasarkan arah
gerak sesar. Terdapat dua macam sesar mendatar, yaitu:
1. Right lateral yaitu gerak sesar mendatar yang searah dengan
jarum jam.
11
2. Left lateral yaitu gerak sesar mendatar yang berlawanan
dengan arah jarum jam.
2.3.2 Sesar Tidak Mendatar
Sesar tidak mendatar merupakan sesar yang memiliki arah
gerak secara vertikal atau miring, sesar ini ada tiga macam seperti
diperlihatkan pada gambar, yaitu:
1. Sesar Turun (Normal Fault)
Sesar turun dapat disebut juga sesar normal. Sesar ini memiliki
karakteristik hanging wall akan relatif turun terhadap foot wall.
Bidang sesar memiliki kemiringan yang sangat besar. Sesar normal
terjadi apabila nilai δ (dip) ≠ 0 dan δ ≠ 𝜋
2 serta nilai λ (rake) dalam
rentang 90o ≤ λ ≤ 0o.
(a) (b)
Gambar 2. 3 (a) Left-lateral Strike-slip fault (b) Right-lateral Strike-
slip fault (Noor, 2006)
Gambar 2. 4 Sesar Turun (Normal Fault) (Ramsay and Huber, 1987)
12
2. Sesar Naik (Reverse Fault)
Sesar naik memiliki karakteristik hanging wall akan relatif naik
terhadap foot wall. Sesar naik terjadi apabila nilai δ (dip) ≠ 0 dan δ
≠ 𝜋
2 serta nilai λ (rake) dalam rentang 0o ≥ λ ≤ 90o.
3. Sesar Miring (Oblique Fault)
Pergerakan dari sesar ini merupakan gabungan antara horizontal
dan vertikal sehingga membentuk arah diagonal. Gaya-gaya yang
bekerja menyebabkan sesar mendatar dan sesar normal apabila δ
(dip) = 90o dan λ (rake) = 0o maka akan bergeser ke kiri serta
apabila λ = 180o maka bergeser ke kanan.
Bentuk dari sesar dapat ditinjau dari parameter-parameter
sesar, yaitu:
1. Strike (Φ)
Garis strike merupakan perpotongan antara bidang horizontal dan
bidang sesar, sedangkan sudut strike merupakan sudut yang
digunakan untuk menentukan orientasi fault dan diukur searah
jarum jam dari arah utara geografis ke arah strike (Afnimar, 2009).
Misalnya apabila strike 0o atau 180o menunjukkan orientasi fault
pada arah utara-selatan, sedangkan strike 90o atau 270o
menunjukkan orientasi fault pada arah timur-barat. Besar strike
mulai dari 0o sampai dengan 360o (Madlazim, 2011).
2. Dip (δ)
Dip merupakan sudut antara permukaan atau bidang horizontal dan
bidang sesar. Sudut ini memiliki variasi antara 0o sampai 90o
(Afnimar, 2009). Sudut ini diukur dari permukaan bumi atau
paralel bidang sesar ke permukaan bumi. Kemiringan fault
Gambar 2. 5 Sesar Naik (Reverse Fault) (Ramsay and Huber, 1987)
13
horizontal adalah 0o, sedangkan kemiringan fault vertikal adalah
90o (Madlazim, 2011).
3. Slip
Slip memiliki dua komponen pergeseran yang dapat
menggambarkan seberapa jauh batuan bergerak dan kemana arah
pergerakan fault. Jauh pergeseran slip bergantung pada besar kecil
gempanya, apabila gempa kecil maka pergeserannya hanya
beberapa sentimeter, sedangkan apabila gempa besar maka dapat
bergeser beberapa meter. Untuk arah slip dapat dihitung dari
permukaan sesar (Madlazim, 2011).
2.4 Seismik Momen Tensor
Gempa bumi disebabkan adanya suatu gerakan sesar dengan
karakteristik tertentu. Jenis dari gerak dan karakteristik sesar
penyebab gempa bumi tersebut dapat ditinjau berdasarkan momen
tensor gempa bumi. Momen tensor ini digunakan untuk
menggambarkan arah gaya penyebab gempa bumi (Setyowidodo
and Santosa, 2011). Ketika gempa bumi terjadi, pada gelombang
Gambar 2. 6 Geometri Sesar (Stein and Wysession, 2002)
14
seismik terjadi penyebaran hiposenter yang membawa informasi
dari mekanisme sumber gempa bumi tersebut. Dari gelombang
seismik dapat diketahui bahwa suatu retakan yang berlangsung
secara tiba-tiba sepanjang sesar. Momen tensor seismik berisi tidak
hanya informasi dari suatu ukuran gempa bumi akan tetapi juga
informasi suatu keadaan dari tekanan permukaan tektonik dan
lokasi suatu zona sesar (Suardi, 2006). Seismik momen tensor
memiliki 9 komponen momen tensor, namun diantaranya terdapat
momen tensor yang simetris sehingga seismik momen tensor hanya
memiliki 6 komponen dasar yang independen (Lay and Wallace,
1995). Seismik momen tensor dalam bentuk tiga dimensi dapat
dituliskan sebagai berikut:
Mxx Mxy Mxz
M Myx Myy Myz
Mzx Mzy Mzz
2.4
Momen tensor yang disimbolkan dengan Mxy dapat dikatakan
memiliki komponen gaya yang bekerja pada bidang normal
terhadap sumbu x dan yang bergerak kearah sumbu x begitu pula
dengan momen tensor untuk komponen gaya yang lain (Afnimar,
2009). Momen tensor sendiri memiliki sifat simetris yang berarti
Mxy sama dengan Myz. Nilai dari komponen Mxy dapat digunakan
untuk mengetahui parameter strike, dip dan rake penyebab gempa
bumi. Kemudian momen tensor ini juga dapat digunakan untuk
mengukur kekuatan gempa bumi dengan menggunakan parameter
momen seismik (Mo).
15
Untuk lebih memahami karakteristik gempa dilakukan
dengan memodelkan momen tensor gempa bumi (Lay and
Wallace, 1995; Kayal, 2008). Dalam memodelkan momen tensor
dapat dilakukan dengan menggunakan metode inversi yang
memanfaatkan waveform ataupun waktu tiba gelombang P (Kayal,
2008). Pada analisis ini, digunakan inversi waveform lokal tiga
komponen. Parameter-parameter sumber gempa bumi ini
diestimasi dengan menggunakan model inversi untuk mencapai
fiiting waveform tiga komponen dengan baik. Proses inversi yang
baik didasarkan hasil pencocokan data observasi dan data sintetik
hasil inversi. Dari hasil proses inversi tersebut dapat dikatakan baik
apabila terjadi ketika data observasi dan data sintetik saling
tumpang tindih (Sokos and Zahradnik, 2008).
Gambar 2. 7 Sistem pasangan gaya yang menyatakan komponen momen
tensor dalam koordinat kartesian (Sokos and Zahradnik, 2008)
16
2.5 Fungsi Green
Fungsi Green merupakan salah metode yang penting dalam
dunia fisika baik ditinjau dari fisika klasik dan fisika kuantum.
Pada umumnya, fungsi Green digunakan untuk mengkonstruksikan
solusi persamaan diferensial tak homogen.
Cara yang telah banyak digunakan untuk merumuskan fungsi
Green adalah dengan menggunakan transformasi Fourier, akan
tetapi metode tersebut kurang sesuai apabila diterapkan ke dalam
masalah mekanika kuantum yang kompleks. Namun terdapat cara
lain untuk menyelesaikan yaitu dengan menggunakan metode
integral lintasan. Integral lintasan merupakan salah satu metode
yang banyak digunakan untuk menyelesaikan berbagai masalah
kuantum. Konsep fungsi Green ini digunakan untuk menghitung
momen tensor dari data gempa yang terjadi. Secara matematis,
fungsi Green dapat dituliskan sebagai berikut;
3, , , ,r t G r c t f c t d c
2.5
Sehingga komponen rekaman seismik dari sebuah sumber gempa
dapat dinyatakan dengan;
6
6, , , * ,k i ki iU r t G r c t f c t 2.6
dimana Uk merupakan rekaman pergeseran pada komponen ke-k,r
merupakan posisi receiver, c merupakan posisi sumber gempa
(centroid), Gki merupakan fungsi Green, f(c,t) menyatakan 6
komponen independent momen tensor. Apabila fungsi Green
diekspansikan dengan menggunakan deret Taylor dengan posisi
sumber c, maka dapat diperoleh persamaan untuk momen tensor
yaitu:
3,jk k nM C f c t d c 2.7
dimana Mjk merupakan komponen momen tensor pada arah k
dengan bidang normal j (Aki dan Richard, 1980). Dari hasil
menggunakan fungsi Green diatas akan diperoleh besar dan arah
momen tensor pada masing-masing komponen. Besarnya momen
tensor kemudian digunakan untuk memperoleh parameter sesar
17
diantaranya strike, dip dan slip. Adapun secara matematis dapat
dituliskan sebagai:
0 sin .cos .sin 2 sin 2 .cos .sin 2xxM M 2.8
0 sin .cos .sin 2 0,5.sin 2 .cos .sin 2xy yxM M M 2.9
0 cos .cos .cos 0,5.cos 2 .sin .sinxz zxM M M 2.10
0 sin .cos .sin 2 sin 2 .sin .cos 2yyM M 2.11
0 cos .cos .sin cos 2 .sin .sinyz zyM M M 2.12
0 sin 2 sinzz zzM M M 2.13
Karena bumi ini berbentuk spherical maka komponen
momen tensor pada umumnya dapat diubah menjadi komponen
radian dan transversal. Komponen momen tensor dalam koordinat
bola adalah r, θ (t) dan φ (p) (Lay and Wallace, 1995), yaitu:
Mtt = Mxx Mpp = Myy Mrr = Mzz
Mtp = -Mxy Mrt = Mxz Mrp = Myz 2.14
2.6 Mekanisme Fokus (Focal Mechanism)
Mekanisme fokus gempa merupakan istilah yang biasanya
digunakan untuk menjelaskan tentang karakteristik dari penjalaran
energi gempa bumi yang berasal dari pusat gempa pada hiposenter.
Ketika gempa bumi terjadi maka gelombang seismik akibat gempa
bumi akan terpancarkan ke segala arah yang berupa fase
gelombang. Fase awal yang tercatat lebih awal pada seismogram
adalah gelombang P yang memiliki kecepatan yang besar
dibandingkan dengan gelombang lainnya dimana gelombang inilah
yang dimanfaatkan untuk mempelajari mekanisme fokus
dikarenakan gelombang P lebih mudah teramati dalam
pembacaannya. Selain itu juga digunakan polaritas dan amplitudo
gelombang S serta inversi momen tensor dalam penentuan
mekanisme fokus (Harmadhoni, 2011). Gelombang P yang
pertama kali terekam oleh seismogram dapat memberikan
informasi mengenai arah gaya yang bekerja pada saat gempa bumi
dan juga penjalaran gelombang P yang sangat bergantung pada
mekanisme fokus sumber gempa bumi. Sehingga data yang
diperoleh tentunya hanya waktu tiba gelombang P yang diperoleh
18
dari data gempa bumi yang tercatat oleh seismogram. Untuk
mengetahui mekanisme fokus dari suatu gempa dapat dilakukan
dengan menggunakan metode inversi gelombang P. Solusi dari
mekanisme fokus sumber gempa dijelaskan dalam penggambaran
model beachball, dimana dapat diketahui karakteristik atau jenis
pola bidang sesar apa yang terjadi selama gempa bumi dan arah
gaya penyebab gempa bumi dalam solusi momen tensor (Merdiani
et al., 2010).
Gambar 2. 8 Skematik diagram Mekanisme Fokus (USGS, 1996)
19
2.7 Program ISOLA-GUI
Program ISOLA-GUI merupakan program yang dijalankan
oleh Matlab dimana bertujuan untuk mempermudah menghitung
dengan Fortran dengan cepat seperti persiapan data, perhitungan
fungsi Green dan proses inversi serta hasil yang diperoleh berupa
gambar grafis dari mekanisme fokus (Sokos and Zahradnik, 2008).
Menurut Sokos (2008), menjelaskan bahwa program ISOLA
berdasarkan pada representasi multiple point-source dan metode
iterasi dekonvolusi seperti yang digunakan oleh (Kikuchi and
Kanamori, 1991) untuk data gempa teleseismik serta untuk
menghitung fungsi Green menggunakan metode discrete
wavenumber oleh Bouchon. Metode ini cukup baik untuk
digunakan pada gempa lokal dan regional. Inversi yang digunakan
untuk mendapatkan solusi momen tensor adalah jenis inversi linier
yang bersifat over determined dimana jumlah data jauh lebih
banyak dibandingkan dengan jumlah parameter. Dari hubungan
keduanya dapat dinyatakan dalam bentuk persamaan berikut,
d Gm 2.15
yang dapat diselesaikan dengan metode least-square
1
T Tm G G G d
2.16
ISOLA-GUI dapat digunakan untuk menjelaskan mekanisme
fokus dari momen tensor gempa. Dari proses inversi dapat
diketahui besar nilai eigen dan vektor eigennya. Pada vektor eigen
dapat memperoleh nilai strike, dip dan rake (slip). Nilai eigen
memberikan besar momen skalar M0. Untuk mendapatkan hasil
yang bagus, maka dilakukan fitting kurva displacement untuk data
sintetik dengan data observasi. Dimisalkan, d merupakan data
observasi dan s merupakan data sintetik. Kecocokan (fit) dari kedua
data tersebut dapat diukur dengan variance reduction (varred)
dengan persamaan berikut, (Sokos and Zahradnik, 2008). 2
2varred 1
d s
d
2.17
Nilai 1 pada persamaan tersebut menunjukkan kurva data
sintetik berimpit dengan kurva data observasi, apabila kurang dari
20
satu, maka terjadi perbedaan pada kurvanya sehingga akan
menghasilkan ketidakcocokan perhitungan antara besar event yang
ada dengan hasil pengolahan. Ketidakcocokan ini dipengaruhi oleh
penentuan jumlah subevent, proses filtering berpengaruh pada
periode yang akan digunakan oleh program ISOLA-GUI dari data
seismogram dalam perhitungan inversi (Sokos and Zahradnik,
2008).
2.8 Inversi Waveform Tiga Komponen
Inversi merupakan teori matematika yang mempelajari tentang
bagaimana informasi tentang suatu sistem fisik terparameterisasi
yang dapat diturunkan dari kumpulan data hasil pengamatan
(Grandis, 2009). Pemanfaatan teori inversi pada bidang geofisika
sendiri telah dikembangkan secara luas dalam pemodelan interior
bumi dari kumpulan data fisika yang diamati di permukaan.
Pemecahan inversi biasanya dilakukan dengan mencari suatu
model yang mendekati dengan data hasil pengamatan dari respon
yang diperoleh. Hal ini dilakukan dengan meminimumkan suatu
fungsi obyektif tertentu yang menggambarkan seberapa mendekati
dengan data hasil pengamatan (observasi) dengan respon hasil
perhitungan (sintesis) suatu model. Untuk mengetahui berapa besar
resiko yang diakibatkan oleh gempa di suatu permukaan bumi,
dapat diketahui terkait dengan informasi parameter gempa yakni,
hiposenter, momen seismik, magnitude, moment tensor, pola dan
orientasi bidang sesar serta luas pada bidang sesar. Parameter-
parameter tersebut didapatkan dengan melakukan inversi
waveform tiga komponen yaitu proses inversi yaitu komponen
vertikal dan komponen horizontal utara-selatan serta barat-timur.
Dengan menggunakan inversi momen tensor, proses sumber
gempa secara detail dapat didapatkan dari data hasil pengamatan
yang dapat menghasilkan pengetahuan penting sekitar sumber
gempa (Kikuchi and Kanamori, 1991).
21
2.9 Geologi Tektonik Jepang
Aktivitas tektonik Jepang dapat diketahui dari pergerakan oleh
empat lempeng tektonik yakni lempeng Philiphina, Eurasia,
Amerika Utara dan Pasifik yang mengelilingi Jepang. Aktivitas
tektonik di bagian selatan Jepang dipengaruhi oleh interaksi
lempeng Philipina dan Eurasia. Dimana lempeng Philipina
mensubduksi lempeng Eurasia sehingga terbentuk Kyushu dan
Ryukyu trench. Aktivitas tektonik di barat daya (Kyushu, Shikoku,
barat daya Honshu) dipengaruhi oleh interaksi lempeng Philipina
dan lempeng minor Amur. Dan di sebelah timur laut Jepang
(bagian utara Honshu dan Hokkaido) aktivitas tektoniknya
dipengaruhi oleh interaksi antar lempeng minor Amur dan Okhotsk
dengan lempeng Pasifik.
Salah satu penyebab terjadinya gempa bumi dengan intensitas
yang sering dikarenakan Jepang terletak di zona subduksi. Zona
subduksi disebabkan oleh penunjaman lempeng pasifik di daratan
Jepang, oleh karena itu terbentuklah trench. Pertemuan lempeng
Amerika Utara dan Eurasia ditengah-tengah pulau Honshu dimana
lempeng Eurasia bergerak ke arah lempeng Amerika Utara yang
menjadi zona subduksi di daratan Jepang. Sehingga dapat
disimpulkan apabila Jepang didominasi oleh zona subduksi akibat
pertemuan lempeng tektonik
Pergerakan keempat lempeng tersebut diantaranya lempeng
Pasifik bergerak ke arah barat laut dan mensubduksi di daratan
Jepang yang berada di Hokkaido dan Utara Honshu dan
menyebabkan terbentuknya palung Jepang (Japan trench).
Sedangkan pada lempeng Philipina bergerak ke arah barat daya
membentuk batas lempeng konvergen dengan lempeng Eurasia dan
menyebabkan terbentuknya palung Nankai. Dan pada lempeng
Eurasia bergerak ke arah tenggara menuju daratan Jepang. Interaksi
yang kuat antara keempat lempeng ialah yang menyebabkan
aktivitas seismik dan vulkanik tinggi di sekitar Jepang (Kikuchi
and Kanamori, 1991)
22
Gambar 2. 9 Peta aktivitas tektonik Jepang (Kikuchi and
Kanamori, 1991)
23
BAB III
METODOLOGI
3.1 Peralatan Penelitian
Peralatan yang dibutuhkan pada penelitian ini adalah data
gempa wilayah Fukushima, Jepang selama tahun 2016, model
bumi Jepang, program Matlab 2009, program ISOLA-GUI, serta
program hc-plot.
3.2 Penentuan Lokasi Penelitian
Lokasi yang digunakan pada penelitian ini berada pada wilayah
Fukushima, Jepang selama tahun 2016. Data yang digunakan
diperoleh dari website NIED (National Research Institute for Earth
Science and Disaster Prevention) www.fnet.bosai.go.jp
3.3 Diagram Alir Penelitian
Penelitian ini dilakukan berdasarkan diagram alir berikut.
Gambar 3. 1 Peta Lokassi Penelitian
24
Mulai
Ditentukan data gempa yang digunakan
Dikonversi .SEED ke dalam .SAC
Ditentukan model kecepatan bumi
Ditentukan informasi event
Pemilihan stasiun
Perhitungan fungsi Green
Inversi Centroid Momen Tensor (CMT)
Var Red?
Plot Centroid Momen Tensor (CMT)
Plot bidang sesar
Perhitungan slip
Selesai
Tidak
Ya
25
3.4 Proses Pengolahan Data
Adapun langkah-langkah proses pengolahan data pada
penelitian ini ada sebagai berikut.
3.4.1 Pre-Processing Data
Pada tahap persiapan ini sebelum dilakukan pengolahan data
perlu dilakukan menyiapkan file PLSTA.stn pada notepad++ yang
berisi informasi mengenai nama stasiun, lattitude dan longitude.
Dimana informasi tersebut pada masing-masing stasiun didapatkan
dengan menggunakan software Winquake. Untuk selanjutnya perlu
dilakukan menyiapkan pzfiles yang disesuaikan dengan respon file
untuk tiap komponen.
Untuk dapat diolah pada program ISOLA-GUI yang dijalankan
oleh Matlab maka perlu dilakukan reformatting. Reformatting
merupakan proses konversi format data waveform dari .SEED
menjadi .SAC. Proses ini bertujuan agar data dapat dibaca oleh
software ISOLA dan dapat dilakukan pada tahap pengolahan
selanjutnya. Proses ini menggunakan Jrdseed yang dijalankan
dengan command prompt OS windows. Pada penelitian ini SEED
channel berupa Broadband High gain untuk 3 komponen
seismogram. Hasil keluaran dari proses ini adalah data dengan
format .SAC yang memiliki tiga komponen yaitu komponen
horizontal (BHN dan BHE) serta komponen vertikal (BHZ).
3.4.2 Pengolahan Data dengan ISOLA
Langkah selanjutnya yaitu pengolahan data menggunakan
ISOLA untuk mengetahui momen tensor data gempa, jenis sesar
serta parameter gempa yakni strike, dip dan rake. Untuk
menjalankan program ISOLA dilakukan dengan memanggil di
Matlab. Adapun tampilan program ISOLA seperti pada gambar 3.2
berikut ini;
26
Pada program ISOLA terdapat beberapa proses tahapan yakni
sebagai berikut:
1. Import Data SAC
Pada tahap ini ialah langkah untuk memasukkan waveform tiga
komponen dalam format SAC.
Gambar 3. 2 Tampilan awal program ISOLA-GUI
Gambar 3. 3 Tampilan Import Data SAC
27
Untuk mendapatkan hasil momen tensor yang baik dan sesuai
dengan kondisi sebenarnya maka stasiun perekam gempa yang
digunakan berada disekitar mata angin (empat kuadran) dimana
yang dapat merekam kompresi dan dilatasi episenter gempa.
Kemudian data stasiun 3 komponen disave dalam bentuk data
ASCII untuk tahap pengolahan data berikutnya.
2. Define Crustal Model
Pada tahap ini merupakan menentukan model bumi yang tepat
dimana lokasi penelitian yang terdiri dari kedalaman, kecepatan
gelombang P, kecepatan gelombang S, densitas, Qp dan Qs.
Gambar 3. 4 Kecepatan Model bumi Jepang
28
3. Event Info
Pada tahap ini ialah mengenai parameter gempa yang terdiri
dari lattitude, longitude, depth, magnitude dan waktu terjadinya
gempa tersebut.
Gambar 3. 5 Hasil plot model bumi Jepang
Gambar 3. 6 Tampilan tahap penentuan event info
29
4. Station Selection
Pada tahap ini ditentukan stasiun yang akan digunakan dalam
pengolahan dimana pada program ISOLA penggunaan stasiun
minimal 3 untuk keperluan keakuratan hasil yang diperoleh.
5. Raw Data Preparation
Pada tahap ini dilakukan persiapan data gempa berupa ASCII
dimana pada proses ini dilakukan pengolahan yang melibatkan
seismogram yang melakukan koreksi instrumen, origin alignment
yang merupakan penyetaran waktu awal dari gempa.
Gambar 3. 7 Tampilan tahap pemilihan stasiun perekam
gempa
30
6. Seismic Source Definition
Pada tahap ini dilakukan untuk menentukan awal kedalaman,
range kedalaman serta jumlah sumber seismik yang akan
digunakan untuk proses inversi. Menurut Sokos and Zahradnik
(2008) proses ini digunakan untuk mencari posisi sumber yang
Gambar 3. 8 Tampilan tahap raw data preparation
Gambar 3. 9 Tampilan tahap penentuan lokasi sumber seismik
31
optimum dengan ditandai adanya kecocokan data waveform dan
sintetik sebagai perkiraan pertama untuk centroid.
7. Green Function Computation
Pada tahap ini dilakukan perhitungan fungsi Green untuk
memperoleh besar momen tensor dan parameter sumber gempa
yang lain. Proses ini dimonitor melalui command prompt.
8. Inversion
Langkah selanjutnya setelah dilakukan perhitungan fungsi
Green ialah tahap inversi. Dimana pada proses ini data waveform
tiga komponen dilakukan dengan metode iterasi dekonvolusi. Pada
tahap ini dilakukan pemilihan frekuensi filter yang disesuaikan
dengan filter pada lokasi penelitian. Parameter sumber gempa bumi
diestimasi dengan menggunakan model inversi untuk mencapai
fitting waveform 3 komponen dengan baik. Proses inversi yang
baik didasarkan hasil pencocokan data observasi dengan data
sintetik yang saling tumpang tindih yang dapat dilihat pada gambar
3.11 berikut ini;
Gambar 3. 10 Tampilan perhitungan fungsi Green
32
9. Plot Result
Pada tahap ini hasil dari perhitungan fungsi Green ditampilkan
dalam bentuk gambar momen tensor disertai dengan informasi
parameter sumber gempa. Untuk mengetahui kesesuaian hasil
dengan kondisi sebenarnya dapat dilihat dari nilai var reduction
>0,5 maka dapat dikatakan hasil yang didapat sesuai karena
memiliki ketelitian yang besar yakni >50%. Berikut merupakan
hasil solusi CMT yang disajikan pada gambar 3.13.
Gambar 3. 11 Tampilan perhitungan inversi waveform
33
Gambar 3. 12 Tampilan tahap plotting hasil inversi
Gambar 3. 13 Hasil solusi CMT (Centroid Moment Tensor) pada
gempa
34
Langkah selanjutnya setelah didapatkan solusi momen tensor
adalah penggambaran bidang patahan dan auxiliary plane suatu
event gempa menggunakan program hcplot seperti pada gambar
berikut,
3.4.3 Perhitungan Data
Setelah didapatkan hasil inversi solusi momen tensor
beserta hcplot. Kemudian dilakukan perhitungan panjang, lebar,
luas sesar dan besarnya displacement/slip gempa.
3.4.3.1 Perhitungan Dimensi Sesar
Perhitungan dimensi sesar disesuaikan berdasarkan pola sesar
yang ditunjukkan oleh beachball dari hasil inversi. Parameter yang
dicari dalam perhitungan dimensi sesar yaitu panjang sesar (L),
lebar sesar (W) dalam satuan km. Sedangkan untuk luas sesar (A)
dalam satuan km2. Persamaan yang digunakan dalam perhitungan
dimensi sesar ialah sebagai berikut (Papazachos et al., 2004),
1. Sesar Strike Slip
Log L = 0.59 Mw – 2.30 3.1
Gambar 3. 14 Plotting bidang patahan dan auxiliary plane
menggunakan program hcplot
35
Log A = 0.82 Mw – 2.79 3.2
Log W = 0.23 Mw – 0.49 3.3
2. Sesar Dip Slip di Continental
Log L = 0.50 Mw – 1.86 3.4
Log A = 0.78 Mw – 2.56 3.5
Log W = 0.28 Mw – 0.70 3.6
3. Sesar Dip Slip di Zona Subduksi
Log L = 0.55 Mw – 2.19 3.7
Log A = 0.86 Mw – 2.82 3.8
Log W = 0.31 Mw – 0.63 3.9
3.4.4.2 Perhitungan Displacement/Slip Gempa
Perhitungan slip gempa dilakukan dengan menggunakan
hubungan displacement dengan momen seismik gempa yaitu
dengan menggunakan persamaan (Madlazim, 2011):
. .Mo A D 3.10
Sehingga besarnya slip yang menyebabkan gempa dapat dihitung
dengan menggunakan persamaan (Madlazim, 2011):
0
.
MD
A 3.11
36
“halaman ini sengaja dikosongkan”
37
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Analisis Data
4.1.1 Data Penelitian
Dalam penelitian ini telah dilakukan analisis mekanisme fokus
gempa bumi Jepang yang terjadi di pesisir Fukushima yang
memiliki kekuatan rentang 4.5-6.2 SR. pada penelitian ini
digunakan data gempa bumi pada tahun 2016 yang terletak di
wilayah Fukushima. Adapun data dan parameter gempa yang
digunakan seperti pada tabel 4.1 berikut ini;
Tabel 4. 1 Data event Fukushima yang digunakan dalam penelitian
No Tanggal Waktu Lat Long Mag Depth
(km) Lokasi
1. 2016/04
/13
04:46:
37.12
37.0
945
142.0
633 4.7 41
Timur Laut
Fukushima
2. 2016/04
/20
12:19:
43.63
37.7
715
142.6
888 5.8 19.20
Timur Laut
Fukushima
3. 2016/06
/26
22:57:
04.32
36.9
898
142.4
020 5.9 19.20
Timur Laut
Fukushima
4. 2016/08
/15
07:04:
40.22
37.3
795
141.7
498 5.6 46.86
Timur Laut
Fukushima
5. 2016/09
/29
11:57:
35.42
37.4
080
141.8
717 4.8 28.80
Timur Laut
Fukushima
6. 2016/11
/23
21:23:
36.30
37.1
745
141.3
457 6.2 23.79
Timur Laut
Fukushima
7. 2016/12
/08
08:15:
48.52
37.3
865
141.5
622 5.0 29.47
Timur Laut
Fukushima
8. 2016/12
/19
16:41:
11.45
37.3
092
141.6
390 5.5 32.55
Timur Laut
Fukushima
9. 2016/12
/30
20:08:
27.65
37.3
550
141.4
098 5.4 27.35
Timur Laut
Fukushima
4.2 Hasil Pengolahan Data
4.2.1 Hasil Momen Skalar
Dari hasil pengolahan menggunakan program ISOLA-GUI
didapatkan besarnya momen skalar (M0) untuk tiap event. Momen
skalar atau momen seismik merupakan solusi yang
38
menggambarkan besarnya energi yang dilepaskan oleh sumber
gempa bumi. Secara matematis, momen seismik sebanding dengan
modulus geser (µ), slip antara kedua sesar (D) dan luas bidang sesar
(A) (Madlazim, 2011). Adapun hasil perhitungan yang diperoleh
seperti pada tabel 4.2 berikut;
Tabel 4. 2 Hasil perhitungan momen skalar gempa Fukushima Jepang
No. Tanggal Waktu Mag
Momen Skalar (Nm)
ISOLA NIED
Jepang
1 2016/04
/13
04:46:3
7.12 4.7 6,264.1015 6,79.1015
2 2016/04
/20
12:19:4
3.63 5.8 7,088.1017 7,56.1017
3 2016/06
/26
22:57:0
4.32 5.9 4,518.1017 3,32.1017
4 2016/08
/15
07:04:4
0.22 5.6 1,485.1017 1,73.1017
5 2016/09
/29
11:57:3
5.42 4.8 4,663.1015 5,14.1015
6 2016/11
/23
21:23:3
6.30 6.2 5,258.1017 6,42.1017
7 2016/12
/08
08:15:4
8.52 5.0 9,130.1015 9,10.1015
8 2016/12
/19
16:41:1
1.45 5.5 4,984.1016 3,99.1016
9 2016/12
/30
20:08:2
7.65 5.4 3,688.1016 4,55.1016
Tabel 4.2 diatas merupakan hasil perhitungan dari momen skalar.
Dapat dilihat bahwa yang memiliki hasil momen skalar tertinggi
terdapat pada data gempa tanggal 20 April 2016 waktu 12:19:43.63
dengan magnitude gempa 5.8 yakni 7,088.1017 Nm. Sedangkan
hasil momen skalar yang terendah terdapat pada data gempa
tanggal 29 September 2016 waktu 11:57:35.42 dengan magnitude
gempa 4.8 yakni 4,663.1015 Nm. Momen magnitude atau lebih
dikenal dengan magnitudo merupakan parameter yang dapat
39
memberikan informasi seberapa besar kekuatan suatu gempa bumi
tersebut. Magnitudo sendiri memiliki hubungan yang sebanding
dengan logaritmik dari M0 dengan momen skalar. Sehingga dapat
dipastikan apabila M0 semakin besar maka Mw juga akan semakin
besar. M0 dapat mempengaruhi besarnya slip dan luas bidang sesar,
dimana semakin besar M0 maka slip dan luas bidang sesarnya akan
semakin besar juga.
Hasil perhitungan momen skalar dengan menggunakan
program ISOLA-GUI akan dibandingkan dengan dengan momen
skalar hasil NIED Jepang. Dimana selisih yang diperoleh tidak jauh
berbeda. Untuk lebih jelas dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut;
Tabel 4. 3 Perbandingan hasil momen skalar data gempa Fukushima
Jepang
No. Momen Skalar (Nm)
Δ ISOLA NIED Jepang
1 6,264.1015 6,79.1015 0,526.1015
2 7,088.1017 7,56.1017 0,552.1017
3 4,518.1017 3,32.1017 1,198.1017
4 1,485.1017 1,73.1017 0,245.1017
5 4,663.1015 5,14.1015 0,477.1015
6 5,258.1017 6,42.1017 1,162.1017
7 9,130.1015 9,10.1015 0,03.1015
8 4,984.1016 3,99.1016 0,994.1016
9 3,688.1016 4,55.1016 0,862.1016
4.2.2 Hasil Momen Tensor
Karakter sesar penyebab gempa bumi dapat diketahui
berdasarkan momen tensor gempa bumi. Momen tensor ini dapat
digunakan untuk menggambarkan arah gaya penyebab gempa
bumi. Pemodelan momen tensor sendiri dilakukan menggunakan
metode inversi yang memanfaatkan waveform dan waktu tiba
gelombang P.
Momen tensor menggambarkan besar dan arah gaya penyebab
gempa bumi. Pada katalog GCMT (Global Centroid Momen
Tensor) solusi momen tensor tersedia dalam koordinat bola yaitu
40
r, t (θ) dan p (ф). Secara umum, momen tensor dapat ditulis dengan
Mrt yang memiliki arti dimana komponen gaya yang bergerak ke
arah sumbuh r dan bekerja pada bidang normal terhadap sumbu t.
Adapun hasil perhitungan momen tensor yang didapatkan pada
tabel 4.4 sebagai berikut;
Tabel 4. 4 Momen tensor gempa untuk gempa Fukushima Jepang
Event Mrr Mtt Mpp Mrt Mrp Mtp Exp Var
13/04_04:
46:37.12 0.345 1.816 1.059 2.268 5.640
-
0.086 15 0.75
20/04_12:
19:43.63 4.308 0.116
-
2.841 2.341 5.492
-
1.132 17 0.9
26/06_22:
57:04.32 3.713 1.128 0.035 1.200 3.335
-
0.566 17 0.91
15/08_07:
04:40.22 0.055 0.191
-
0.462
-
0.165 1.311
-
0.577 17 0.81
29/09_11:
57:35.42
-
1.244 2.345 0.382
-
1.673 1.137 3.753 15 0.79
23/11_21:
23:36.30
-
2.833 1.479 5.271 0.858 2.440 1.400 17 0.83
08/12_08:
15:48.52
-
9.522 0.938 5.735 0.245 0.222 4.585 15 0.8
19/12_16:
41:11.45
-
5.545 1.479 0.725
-
1.293
-
0.704 2.438 16 0.84
30/12_20:
08:27.65
-
3.180 0.305 3.851
-
0.166 0.250 0.995 16 0.8
4.2.3 Hasil Mekanisme Fokus Gempa
Dari hasil solusi inversi momen tensor akan memperoleh nilai
strike, dip dan rake yang akan digunakan untuk menganalisa
bidang patahan gempa. Dimana momen tensor itu sendiri akan
menghasilkan bidang patahan yang sebenarnya dan bidang patahan
yang lain (auxiliary plane) atau bidang bantu yang saling tegak
lurus. Solusi hasil inversi momen tensor yang berupa nilai strike,
dip dan rake yang telah diperoleh akan digunakan sebagai input
hcplot untuk memperoleh gambaran arah bidang patahan. Adapun
hasil solusi momen tensor yang didapatkan pada tabel 4.5 sebagai
berikut;
41
Tabel 4. 5 Bidang sesar dan auxiliary plane untuk gempa Fukushima
Jepang
Event Nodal Plane I Nodal Plane II
Strike Dip Rake Strike Dip Rake
13/04_04:46:37.12 69 3 -43 202 88 -92
20/04_12:19:43.63 195 16 83 22 74 92
26/06_22:57:04.32 205 15 94 20 76 89
15/08_07:04:40.22 255 26 173 352 87 64
29/09_11:57:35.42 91 70 -31 193 61 -157
23/11_21:23:36.30 18 29 -91 199 61 -89
08/12_08:15:48.52 30 44 -91 212 46 -89
19/12_16:41:11.45 225 36 -96 53 54 -85
30/12_20:08:27.65 19 44 -84 191 47 -95
Event gempa yang pertama terjadi pada tanggal 13/04/2016
pukul 04:46:37.12. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis normal fault (sesar
turun).
Hasil beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari NIED
ialah sama yakni pola bidang sesar jenis normal. Apabila ditinjau
dari nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh yakni
selisih 0,526.1015 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun yang
(a) (b) (c)
Gambar 4. 1 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan. (c) Bentuk
beachball dari NIED gempa tanggal 13/04/2016 pukul 04:46:37.12
42
digunakan sebanyak 7 stasiun. Pada gambar 4.1 (b) analisa hcplot,
untuk pola bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang berwarna
hijau dan untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang yang
berwarna merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak
hiposenter dengan bidang pertama sejauh 21 km dan jarak bidang
kedua 1,23 km. Sedangkan jarak antara hiposenter dan centroid
sejauh 21 km. Apabila dianalisa dari parameter sesar, didapatkan
nilai strike sebesar 69o, dip sebesar 3o menunjukkan bahwa arah
pergerakan sesar berada pada arah 69 dari arah utara dengan
kemiringan patahan sebesar 3 yang terlihat pada nodal plane warna
hijau dan rake bernilai negatif sebesar -43o menunjukkan dominasi
sesar normal fault (sesar turun).
Event gempa kedua terjadi pada tanggal 20/04/2016 pukul
12:19:43.63. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis reverse fault (sesar
naik). Hasil beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari
NIED ialah sama yakni pola bidang sesar jenis reverse. Apabila
ditinjau dari nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh
yakni selisih 0,552.1017 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun
yang digunakan sebanyak 9 stasiun. Pada gambar 4.2 (b) analisa
(a) (b) (c)
Gambar 4. 2 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan. (c) Bentuk
beachball dari NIED gempa tanggal 20/04/2016 pukul 12:19:43.63
43
hcplot, untuk pola bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang
berwarna hijau dan untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang
yang berwarna merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak
hiposenter dengan bidang pertama sejauh 0,51 km dan jarak bidang
kedua 0,51 km. Sedangkan jarak antara hiposenter dan centroid
sejauh 0,51 km. Apabila dianalisa dari parameter sesar, didapatkan
nilai strike sebesar 195o, dip sebesar 16o menunjukkan bahwa arah
pergerakan sesar berada pada arah 195 dari arah utara dengan
kemiringan patahan sebesar 16 yang terlihat pada nodal plane
warna hijau dan rake bernilai positif sebesar 83o menunjukkan
dominasi sesar reverse fault (sesar naik).
Event gempa ketiga terjadi pada tanggal 26/06/2016 pukul
22:57:04.32. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis reverse fault. Hasil
beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari NIED ialah
sama yakni pola bidang sesar jenis reverse. Apabila ditinjau dari
nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh yakni selisih
1,198.1017 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun yang digunakan
sebanyak 7 stasiun. Pada gambar 4.3 (b) analisa hcplot, untuk pola
(a) (b) (c)
Gambar 4. 3 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal 26/06/2016 pukul
22:57:04.32
44
bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang berwarna hijau dan
untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang yang berwarna
merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak hiposenter dengan
bidang pertama sejauh 11,02 km dan jarak bidang kedua 2,84 km.
Sedangkan jarak antara hiposenter dan centroid sejauh 11,20 km.
Apabila dianalisa dari parameter sesar, didapatkan nilai strike
sebesar 205o, dip sebesar 15o menunjukkan bahwa arah pergerakan
sesar berada pada arah 205 dari arah utara dengan kemiringan
patahan sebesar 15 yang terlihat pada nodal plane warna hijau dan
rake bernilai positif sebesar 94o menunjukkan dominasi sesar
reverse fault (sesar naik).
Event gempa keempat terjadi pada tanggal 15/08/2016 pukul
07:04:40.22. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis oblique. Hasil
beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari NIED ialah
sama yakni pola bidang sesar jenis oblique. Apabila ditinjau dari
nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh yakni selisih
0,245.1017 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun yang digunakan
sebanyak 9 stasiun. Pada gambar 4.4 (b) analisa hcplot, untuk pola
bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang berwarna hijau dan
(a) (b) (c)
Gambar 4. 4 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan.
(c) Bentuk beachball dari NIED gempa tanggal 15/08/2016 pukul
07:04:40.22
45
untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang yang berwarna
merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak hiposenter dengan
bidang pertama sejauh 2,86 km dan jarak bidang kedua 2,15 km.
Sedangkan jarak antara hiposenter dan centroid sejauh 2,86 km.
Apabila dianalisa dari parameter sesar, didapatkan nilai strike
sebesar 255o, dip sebesar 26o menunjukkan bahwa arah pergerakan
sesar berada pada arah 255 dari arah utara dengan kemiringan
patahan sebesar 26 yang terlihat pada nodal plane warna hijau dan
rake bernilai positif sebesar 173o menunjukkan dominasi sesar
oblique fault (sesar miring).
Event gempa kelima terjadi pada tanggal 29/09/2016 pukul
11:57:35.42. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis normal fault (sesar
turun). Hasil beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari
NIED ialah sama yakni pola bidang sesar jenis normal. Apabila
ditinjau dari nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh
yakni selisih 0,477.1015 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun
yang digunakan sebanyak 6 stasiun. Pada gambar 4.5 (b) analisa
hcplot, untuk pola bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang
berwarna hijau dan untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang
(a) (b) (c)
Gambar 4. 5 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan. (c) Bentuk
beachball dari NIED gempa tanggal 29/09/2016 pukul 11:57:35.42
46
yang berwarna merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak
hiposenter dengan bidang pertama sejauh 6,91 km dan jarak bidang
kedua 9,88 km. Sedangkan jarak antara hiposenter dan centroid
sejauh 19,80 km. Apabila dianalisa dari parameter sesar,
didapatkan nilai strike sebesar 91o, dip sebesar 70o menunjukkan
bahwa arah pergerakan sesar berada pada arah 91 dari arah utara
dengan kemiringan patahan sebesar 70 yang terlihat pada nodal
plane warna hijau dan rake bernilai negatif sebesar -31o
menunjukkan dominasi sesar normal fault (sesar turun).
Event gempa keenam terjadi pada tanggal 23/11/2016 pukul
21:23:36.30. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis normal fault (sesar
turun). Hasil beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari
NIED ialah sama yakni pola bidang sesar jenis normal. Apabila
ditinjau dari nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh
yakni selisih 1,162.1017 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun
yang digunakan sebanyak 9 stasiun. Pada gambar 4.6 (b) analisa
hcplot, untuk pola bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang
berwarna hijau dan untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang
yang berwarna merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak
(a) (b) (c)
Gambar 4. 6 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan. (c) Bentuk
beachball dari NIED gempa tanggal 23/11/2016 pukul 21:23:36.30
47
hiposenter dengan bidang pertama sejauh 15,62 km dan jarak
bidang kedua 8,64 km. Sedangkan jarak antara hiposenter dan
centroid sejauh 17,79 km. Apabila dianalisa dari parameter sesar,
didapatkan nilai strike sebesar 18o, dip sebesar 29o menunjukkan
bahwa arah pergerakan sesar berada pada arah 18 dari arah utara
dengan kemiringan patahan sebesar 29 yang terlihat pada nodal
plane warna hijau dan rake bernilai negatif sebesar -91o
menunjukkan dominasi sesar normal fault (sesar turun).
Event gempa ketujuh terjadi pada tanggal 08/12/2016 pukul
08:15:48.52. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis normal fault (sesar
turun). Hasil beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari
NIED ialah sama yakni pola bidang sesar jenis normal. Apabila
ditinjau dari nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh
yakni selisih 0,03.1015 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun yang
digunakan sebanyak 9 stasiun. Pada gambar 4.7 (b) analisa hcplot,
untuk pola bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang berwarna
hijau dan untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang yang
berwarna merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak
hiposenter dengan bidang pertama sejauh 14,75 km dan jarak
bidang kedua 14,22 km. Sedangkan jarak antara hiposenter dan
centroid sejauh 20,47 km. Apabila dianalisa dari parameter sesar,
(a) (b) (c)
Gambar 4. 7 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan. (c) Bentuk
beachball dari NIED gempa tanggal 08/12/2016 pukul 08:15:48.52
48
didapatkan nilai strike sebesar 30o, dip sebesar 44o menunjukkan
bahwa arah pergerakan sesar berada pada arah 30 dari arah utara
dengan kemiringan patahan sebesar 44 yang terlihat pada nodal
plane warna hijau dan rake bernilai negatif sebesar -91o
menunjukkan dominasi sesar normal fault (sesar turun).
Event gempa kedelapan terjadi pada tanggal 19/12/2016 pukul
16:41:11.45. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis normal fault (sesar
turun). Hasil beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari
NIED ialah sama yakni pola bidang sesar jenis normal. Apabila
ditinjau dari nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh
yakni selisih 0,994.1016 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun
yang digunakan sebanyak 9 stasiun. Pada gambar 4.8 (b) analisa
hcplot, untuk pola bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang
berwarna hijau dan untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang
yang berwarna merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak
hiposenter dengan bidang pertama sejauh 22,32 km dan jarak
bidang kedua 16,35 km. Sedangkan jarak antara hiposenter dan
centroid sejauh 27,55 km. Apabila dianalisa dari parameter sesar,
(a) (b) (c)
Gambar 4. 8 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan. (c) Bentuk
beachball dari NIED gempa tanggal 19/12/2016 pukul 16:41:11.45
49
didapatkan nilai strike sebesar 225o, dip sebesar 36o menunjukkan
bahwa arah pergerakan sesar berada pada arah 225 dari arah utara
dengan kemiringan patahan sebesar 36 yang terlihat pada nodal
plane warna hijau dan rake bernilai negatif sebesar -96o
menunjukkan dominasi sesar normal fault (sesar turun).
Event gempa kesembilan terjadi pada tanggal 30/12/2016 pukul
20:08:27.65. Hasil dari solusi inversi momen tensor yang
dihasilkan merupakan pola bidang sesar jenis normal fault (sesar
turun). Hasil beachball yang diperoleh dengan hasil beachball dari
NIED ialah sama yakni pola bidang sesar jenis normal. Apabila
ditinjau dari nilai momen skalar perbedaannya tidak terlalu jauh
yakni selisih 0,862.1016 Nm. Pada data event ini jumlah stasiun yang
digunakan sebanyak 9 stasiun. Pada gambar 4.9 (b) analisa hcplot,
untuk pola bidang patahan ditunjukkan oleh bidang yang berwarna
hijau dan untuk auxiliary plane ditunjukkan oleh bidang yang
berwarna merah. Dari analisa hcplot dapat diketahui jarak
hiposenter dengan bidang pertama sejauh 11,06 km dan jarak
bidang kedua 10,54 km. Sedangkan jarak antara hiposenter dan
centroid sejauh 15,35 km. Apabila dianalisa dari parameter sesar,
didapatkan nilai strike sebesar 19o, dip sebesar 44o menunjukkan
(a) (b) (c)
Gambar 4. 9 (a) Bentuk beachball. (b) Orientasi bidang patahan. (c) Bentuk
beachball dari NIED gempa tanggal 30/12/2016 pukul 20:08:27.65
50
bahwa arah pergerakan sesar berada pada arah 19 dari arah utara
dengan kemiringan patahan sebesar 44 yang terlihat pada nodal
plane warna hijau dan rake bernilai negatif sebesar -84o
menunjukkan dominasi sesar normal fault (sesar turun). 4.2.4 Hasil Slip Sesar Gempa
Setelah diketahui pola bidang patahan yang terjadi pada data
event gempa wilayah Fukushima, maka dilakukan perhitungan
besar slip yang terjadi saat gempa terjadi. Apabila
direpresentasikan slip merupakan pergeseran/dislokasi bidang
patahan pada saat gempa terjadi. Besar nilai slip yang diperoleh
terdapat dalam tabel 4.6 berikut ini;
Tabel 4. 6 Hasil perhitungan displacement gempa bumi Fukushima
Jepang
Event Mw Depth
(km) L (km) W (km) A (km2) D (m)
13/04_04:
46:37.12 4.7 41 3.090295 4.130475 12.76439 28
20/04_12:
19:43.63 5.8 19.20 10.96478 8.3946 92.04496 1100
26/06_22:
57:04.32 5.9 19.20 12.30269 8.953648 110.1539 802
15/08_07:
04:40.22 5.6 46.86 8.709636 7.379042 64.26877 578
29/09_11:
57:35.42 4.8 28.80 3.404082 4.111497 13.99587 22
23/11_21:
23:36.30 6.2 23.79 17.37801 10.86426 188.7991 662
08/12_08:
15:48.52 5.0 29.47 4.365158 5.011872 21.87762 25
19/12_16:
41:11.45 5.5 32.55 7.762471 6.91831 53.70318 554
30/12_20:
08:27.65 5.4 27.35 6.91831 6.486344 44.87454 521
4.3 Pembahasan
Telah dilakukan analisa mengenai gempa bumi Jepang yang terjadi
di prefektur Fukushima. Pusat gempa bumi dalam penelitian ini
berada dilaut dengan magnitudo <4,7 SR. Data gempa bumi yang
51
digunakan ialah data selama tahun 2016. Data-data tersebut
kemudian digunakan untuk menghitung besarnya momen tensor
gempa. Nilai momen tensor yang diperoleh dari penelitian ini
berasal dari hasil inversi waveform tiga komponen (NS, EW dan
Z). Momen tensor digunakan untuk menggambarkan arah gaya
penyebab gempa bumi yang terjadi. Solusi dari momen tensor yang
berupa 6 komponen atau double couple digunakan untuk
mendapatkan parameter bidang patahan yang digambarkan dalam
bentuk beachball. Sehingga dapat diketahui jenis sesar penyebab
gempa bumi. Parameter sumber gempa bumi diestimasi dengan
menggunakan model inversi untuk mencapai fitting waveform 3
komponen dengan baik. Proses inversi yang baik didasarkan hasil
pencocokan data observasi dengan data sintetik yang saling
tumpang tindih seperti pada gambar berikut;
Pada gambar 4.10, terdapat dua kurva yang berbeda yakni kurva
yang berwarna hitam merupakan data observasi seismogram dan
kurva yang berwarna merah merupakan data sintetik seismogram.
Data sintetik berasal dari perhitungan fungsi Green. Dimana fungsi
Green merupakan penggabungan dari fungsi respon, efek proses
Gambar 4. 10 Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik pada
event gempa tanggal 26/06/2016 pukul 22:57:04.32
52
perambatan dengan unit impulsif gaya. Fungsi Green dapat
memberikan estimasi dari fungsi waktu sumber sehingga dapat
diketahui besar momen tensor dari hasil pemodelan. Kecocokan
dari kurva sendiri ditentukan oleh nilai varian reduksi, dimana jika
varian reduksi bernilai satu maka kecocokan kurva seismogram
observasi dengan sintetik adalah sempurnaatau dapat dikatan
kedua kurva saling berhimpit penuh. Semakin kecil nilai varian
reduksinya, maka tingkat kecocokannya juga semakin rendah.
Apabila hal tersebut terjadi maka perlu dilakukan pengolahan data
kembali dengan cara mengubah atau menghapus komponen stasiun
yang menunjukkan respon kurang baik. Selanjutnya dilakukan
perhitungan fungsi Green kembali atau mengubah nilai filter pada
tahap inversi hingga didapatkan hasil yang cukup baik.
Event gempa pada gambar memperoleh nilai varian reduksi
untuk tiap komponen stasiun yang berkisar antara 0.87-0.97 yang
ditunjukkan oleh angka dipojok kanan atas pada tiap komponen.
Secara keseluruhan nilai varian reduksi yang didapat terbilang
cukup baik untuk hasil fitting kurva. Akan tetapi nilai varian
reduksi yang dijadikan sebagai acuan adalah nilai varian reduksi
total yang merupakan akumulasi dari nilai varian reduksi tiap
komponen. Dapat dilihat antara kurva observasi dan sintetik ialah
cocok dan saling berhimpit. Nilai varian reduksi dipengaruhi oleh
proses filtering yang dilakukan pada tahap inversi. Inversi yang
digunakan dalam program ISOLA merupakan Deviatoric Moment
Tensor Inversion yang berarti untuk menghitung komponen dasar
momen tensor dan menggunakan DC (double couple) dan CLDV
(Compensated Linier Vector Dipole). Berikut merupakan solusi
momen tensor yang dilakukan pada proses inversi. Menurut Stein
and Wysession (2002), sifat elastik dan non-elastik dari medium
yang dilewati oleh gelombang sumber gempa dapat mempengaruhi
hasil fitting kurva dalam proses inversi.
53
Berdasarkan gambar 4.11 diatas, diperoleh letak centroid yang
berada pada kedalaman 8 km, berjarak 0,51 dari hiposenter gempa.
CMT terjadi 3,6 sekon setelah terjadinya gempa di hiposenter.
Presentase DC menggambarkan sesar yang menyebabkan
terjadinya gempa bumi ialah kopel ganda. Dari hasil inversi
didapatkan prosentase DC sebesar 63% yang berarti lebih dari 50%
kemungkinan gempa bumi terjadi disebabkan oleh sesar strike slip.
Besar dan arah momen tensor pada event gempa diatas
diketahui dalam koordinat bola r, t (θ) dan p (ф). Didapatkan nilai
momen tensor Mrr = Mzz = 3.713.1017 Nm, Mtt = Mxx =
1.128.1017 Nm, Mpp = Myy = 0.035.1017 Nm, Mrt = Mxz =
1.200.1017 Nm, Mrp = Mxy = 3.335.1017 Nm dan Mtp = Myz = -
0.566.1017 Nm. Dalam keenam komponen tersebut
menggambarkan besar dan arah gaya yang bekerja pada sumber
gempa bumi. Hasil yang didapatkan menunjukkan gaya yang
memiliki gaya terbesar terdapat pada arah t (θ).
Gambar 4. 11 Hasil solusi momen tensor untuk gempa bumi pada tanggal
26/06/2016 pukul 22:57:04.32
54
Kualitas hasil inversi dapat diketahui dari nilai varian reduksi
hasil fitting waveform data observasi seismogram dan sintetikyang
diperoleh, dimana semakin tinggi kecocokan fitting waveform
maka semakin tinggi pula nilai varian reduksi. Nilai VR (varian
reduksi) diperoleh 0.91 atau 91%. Dari event gempa bumi yang lain
digunakan dalam penelitian didapatkan nilai VR sebesar 0.75-0.91.
Nilai varian reduksi lebih dari 0.5 atau 50% dianggap telah
memenuhi syarat yang valid untuk menghasilkan momen tensor
yang akurat. Dari hasil inversi momen tensor juga didapatkan
strike, dip dan rake yang menyatakan arah bidang patahan suatu
gempa. Solusi inversi menghasilkan dua nodal parameter bidang
patahan, satu nodal merupakan bidang patahan yang sebenarnya
sedangkan nodal lainnya merupakan auxiliary plane yang
merupakan bidang bantu. Strike merupakan sudut yang
menyatakan arah lintasan garis sesar dipermukaan yang diukur dari
arah utara. Dip menyatakan sudut kemiringan sesar diukur dari
permukaan bumi. Sedangkan rake merupakan sudut yang
menggambarkan arah pergerakan slip.
Hasil momen tensor gempa bumi yang diperoleh menggunakan
program ISOLA memiliki kelebihan dibandingkan dengan hasil
dari NIED Jepang. Pada NIED Jepang dilakukan pengolahan data
menggunakan 3 stasiun, sedangkan pada program ISOLA
menggunakan lebih dari 3 stasiun untuk inversi waveform. Metode
inversi dengan menggunakan waveform tiga komponen mampu
menghasilkan informasi terkait centroid, dimana waktu terjadinya
gempa saling berkaitan dengan centroid. Sedangkan pengolahan
data menggunakan waktu tempuh belum cukup mampu
menghasilkan informasi terkait centroid. Oleh karena itu dapat
dikatakan pengolahan data menggunakan program ISOLA valid.
Mekanisme fokus gempa bumi dipresentasikan melalui bola
fokus atau yang biasa disebut beachball. Hasil inversi pengolahan
data menggunakan program ISOLA didapatkan pola sesar pada
gempa bumi wilayah Fukushima selama tahun 2016 ialah dip slip
normal, dip slip reverse dan sesar oblique. Bentuk sesar yang
dihasilkan dipengaruhi oleh kondisi geologi Jepang dimana Jepang
55
dikelilingi oleh empat lempeng utama dunia yang menyebabkan
wilayah Jepang didominasi oleh zona subduksi yang mampu
menghasilkan terbentuknya beberapa palung laut. Lokasi gempa
dalam penelitian ini terletak di wilayah prefektur Fukushima,
Tohoku. Gempa Fukushima disebabkan oleh patahan yang terdapat
pada litosfer benua yang menyebabkan terjadinya gempa bumi.
Ditinjau dari geologi regional, wilayah Fukushima memiliki setting
tektonik aktif yang kompleks dimana gempa yang terjadi dapat
disebabkan oleh berbagai tipe jenis sesar. Sesar aktif yang terdapat
pada wilayah Fukushima ditunjukkan oleh gambar 4.12,
Dari peta persebaran patahan aktif apabila dikorelasikan dengan
mekanisme fokus hasil penelitian pada gempa Fukushima Jepang
didapatkan hasil seperti yang ditunjukkan oleh gambar 4.13,
Gambar 4. 12 Patahan aktif di wilayah Fukushima berdasarkan
garis merah (http://www.aist.go.jp)
56
Hasil inversi momen tensor yang telah dilakukan, gempa bumi
Fukushima memiliki kedalaman centroid yang berbeda yakni
dangkal dan dalam. Pada kedalaman yang dangkal sekitar 6-12 km
sedangkan untuk yang dalam sekitar 46-48 km. Selain itu, waktu
Gambar 4. 13 Peta beachball yang merepresentasikan mekanisme fokus
pada peta geologi Fukushima
57
centroid selisih beberapa detik dari waktu terjadinya gempa. Pada
posisi centroid menggambarkan lokasi dengan pelepasan momen
seismik yang paling tinggi saat gempa terjadi. Untuk hasil slip
maksimum diperoleh pada event gempa tanggal 26/06/2016 pukul
22:57:04 dengan magnitudo 5.9 SR. Berdasarkan hasil perhitungan
slip, diketahui bahwa semakin tinggi kekuatan suatu gempa maka
pergeseran/slip yang ditimbulkan akan semakin besar pula.
58
“halaman ini sengaja dikosongkan”
59
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
4.1 Kesimpulan
Berdasarkan dari penelitian yang telah dilakukan didapatkan
kesimpulan sebagai berikut,
1. Besar momen tensor pada tiap komponen dari 9 event gempa di
Fukushima Jepang pada tahun 2016 diperoleh sebagai berikut,
Mrr = 0.055 exp15 sampai 9.522 exp17
Mtt = 0.116 exp15 sampai 2.345 exp17
Mpp = 0.035 exp15 sampai 5.735 exp17
Mrt = 0.165 exp15 sampai 2.268 exp17
Mrp = 0.222 exp15 sampai 5.640 exp17
Mtp = 0.086 exp15 sampai 4.585 exp17
2. Pola bidang sesar yang terjadi di wilayah Fukushima Jepang
didominasi sesar normal (normal fault) dan sesar naik (reverse
fault).
3. Besar slip rata-rata dari event gempa di Fukushima Jepang tahun
2016 sebesar 476 meter dengan slip minimum 22 meter dan slip
maksimum 1100 meter.
4.2 Saran
Adapun saran yang bisa diberikan mengenai penulis dalam
penelitian ini adalah
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai penentuan
momen tensor dan pola bidang sesar dari mekanisme fokus
terutama dalam hal proses perhitungan fungsi Green, inversi
proses filtering. Sehingga didapatkan hasil yang lebih bagus
dalam fitting kurva displacement dan mendapatkan hasil solusi
CMTnya lebih bagus.
2. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut seperti menghitung
durasi rupture, tegangan coloumb maupun PGA sebagai upaya
mitigasi gempa bumi.
3. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai karakteristik
gempa bumi di tiap daerah untuk mengetahui resiko gempa
bumi sedini mungkin.
60
“halaman ini sengaja dikosongkan”
61
DAFTAR PUSTAKA
Afnimar, 2009. Seismologi, Edisi Pertama. ed. ITB, Bandung.
Bowler, S., 2003. Bumi Yang Gelisah. Erlangga, Jakarta.
Grandis, D.H., 2009. Pengantar Pemodelan Inversi Geofisika.
Himpunan Ahli Geofisika Indonesia (HAGI), Jakarta.
Harmadhoni, D., 2011. Analisis Mekanisme Fokus Gempa Di
Blitar Jawa Timur 17 Mei 2011. Univ. Islam Negeri Syarif
Hidayatullah Jkt. 69.
Ismawati, T., 2011. Mekanisme Fokus Gempa Bumi Mentawai 25
Oktober 2010. Univ. Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jkt.
83.
Kayal, J.R., 2008. Microearthquake Seismology and
Seismotectonics of South Asia, 1st ed. Springer
Netherlands, Capital Publishing Company, New Delhi,
India.
Kikuchi, M., Kanamori, H., 1991. Inversion of Complex Body
Waves-III. Ulletin Seismol. Soc. Am. 81 2335-2350.
Lay, T., Wallace, T.C., 1995. Modern Global Seismology, 1st ed.
Academic Press, New York, USA.
Madlazim, 2011. Estimasi CMT, Bidang Sesar dan Durasi Rupture
Gempa Bumi Di Sumatera serta Kemungkinan Peringatan
Dini Tsunami.
Merdiani, R., Niyartama, T.F., Sungkono, A., 2010. Penentuan
Jenis Sesar pada Gempa Bumi Sukabumi 2 September
2009 Berdasarkan Gerak Awal Gelombang P. Semin. Nas.
IV SDM Teknol. Nukl. Yogyak.
Noor, D., 2006. Geologi Lingkungan, 1st ed. Penerbit Graha Ilmu,
Yogyakarta.
Putri, Y.T., 2012. Relokasi Gempa Bumi Utama dan Gempa Bumi
Susulan Menggunakan Metode MJHD (Studi Kasus
Gempa Bumi Mentawai 25 Oktober 2010). Univ. Indones.
Fak. Mat. Dan Ilmu Pengetah. Alam.
62
Setyowidodo, I., Santosa, B.J., 2011. Analisis Seismogram Tiga
Komponen Terhadap Momen Tensor Gempa Bumi di
Manokwari Papua 03 Januari 2009. ITS, Surabaya.
Shearer, P.M., 2009. Introduction to Seismology Second Edition,
2nd ed. Cambridge University Press, New York, USA.
Sokos, E.N., Zahradnik, J., 2008. ISOLA a Fortran Code and a
Matlab GUI to Perform Multiple-Point Source Inversion of
Seismic Data. Computers and Geosciences, Volume 34,
Issue 8, p. 967-977.
Stein, S., Wysession, M., 2002. An Introduction to Seismology,
Earthquakes and Earth Structure. John Wiley & Sens.
Suardi, I., 2006. Penentuan Parameter dan Sumber Gempa Bumi
dengan Cepat yang Terjadi di Daerah Indonesia. BMKG.
Susilawati, 2008. Penerapan Penjalaran Gelombang Seismik
Gempa Pada Penelaahan Struktur Bagian Dalam Bumi.
Univ. Sumat. Utara Medan 51.
63
LAMPIRAN
1. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
13/04/2016
64
2. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
20/04/2016
65
3. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
26/04/2016
66
4. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
15/08/2016
67
5. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
15/08/2016
68
6. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
15/08/2016
69
7. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
15/08/2016
70
8. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
15/08/2016
71
9. Hasil inversi waveform data seismogram dengan data sintetik
dan hasil solusi momen tensor pada event gempa tanggal
15/08/2016
72
“halaman ini sengaja dikosongkan”
73
BIODATA PENULIS
Penulis dilahirkan di
Surabaya, 9 Juni 1995
merupakan anak bungsu
dari 2 bersaudara. Penulis
telah menempuh pendidikan
formal yaitu SDN Kalijaten,
SMPN 21 Surabaya serta
SMAN 22 Surabaya.
Penulis mengikuti
SNMPTN pada tahun 2013
dan diterima di jurusan
Fisika ITS yang terdaftar dengan NRP 1113100039. Penulis
berdomisili di Taman, Sidoarjo. Di jurusan Fisika FMIPA
ITS ini Penulis mengambil bidang Fisika Bumi. Penulis
sempat menjalani Kerja Praktek di BPPTKG (Balai
Penyelidikan dan Pengembangan Teknologi Kebencanaan
Geologi) pada tahun 2016.