TEKNIK GEMPA

TEKNIK GEMPA 

Studi Mekanik Gempa Bumi Dengan menggunakan Global PositioningSystem (GPS)

Dengan adanya fakta, maka langkah pemantauan potensi dan usahamitigasi bencana jelas penting sekali untuk dilakukan, sehingga diharapkanefek negatif yang dapat ditinggalkan oleh bencana tersebut dapat direduksi.Salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam rangka pemantauan potensi danmitigasi bencana alam gempa bumi yaitu melalui penelitian serta analisismekanisme siklus dan tahapan gempa bumi. Siklus gempa bumi (earthquakecycle) didefinisikan sebagai perulangan gempa. Satu siklus dari gempa bumiini biasanya berlangsung dalam kurun waktu puluhan sampai ratusan tahun.Dalam satu siklus gempa bumi terdapat beberapa mekanisme tahapanterjadinya gempa bumi, diantaranya yaitu tahapan interseismic, pre-seismic,co-seismic, dan post-seismic [Mori (2004), Vigny (2004), Ando (2005), Natawidjaja (2004)]Bentuk analisis siklus gempa bumi dilakukan dengan cara menelitidokumen sejarah kejadian gempa bumi, dan penelitian-penelitian geologi,geofisika seperti stratigrafi batuan, terumbu karang (coral microattols), paleo-tsunami, paleo-likuifaksi, dan lain-lain. Sementara itu bentuk analisis tahapangempa bumi dilakukan dengan cara melihat dan meneliti fenomena-fenomenayang menyertai tahapan gempa bumi seperti deformasi, seismisitas, informasi pengukuran geofisika (reseistivitas elektik, pengamatan muka dan temperatur air tanah), dan lain-lain. [Mori (2004), Vigny (2004; 2005), Ando (2005), Natawidjaja (2004)].

 

Studi Mekanisme Gempa Bumi Aceh 2004 dengan GPS.

Untuk melihat mekanisme dari gempa bumi Aceh 2004 dapatdilakukan salah satunya dengan memanfaatkan teknologi Global PositioningSystem (GPS). Data GPS dapat dengan baik melihat deformasi yangmengiringi tahapan mekanisme terjadinya Gempa Bumi. Studi mengenaitahapan mekanisme gempa ini akan sangat berguna dalam melakukan evaluasi potensi Bencana Alam gempa bumi, untuk memperbaiki upaya mitigasidimasadatang.Data GPS yang digunakan dalam penelitian mekanisme gempa Acehini diantaranya yaitu data GPS hasil dari program SEAMERGES yang telahmengumpulkan data-data GPS dari lebih 60 stasiun titik pengamatan yang berkaitan dengan pergerakan lempeng di Asia Tenggara dan data-data GPSyang berkaitan dengan gempa Aceh 2004 dan Gempa Nias 2005. Sebagiandata berupa data kontinyu, dan sebagian lagi berupa data campaign.Kemudian pada bulan Februari dan Maret 2005, ITB bekerjasama dengan Nagoya Univerisity, BPPT, LIPI, dan Universitas Syiah Kuala mengadakankerjasama penelitian Near field co-seismic dan post-seismic gempa yangterjadi di Aceh, dan Near Field co-sesimic gempa Nias dengan menggunakanteknologi GPS. Pekerjaan survai dilakukan masing-masing selama kuranglebih 10 hari dengan memantau titik-titik benchmark yang dulu di bangunoleh BPN dan BAKOSURTANAL. Selain itu pada survei lapangan juga di pasang titik-titik baru guna pemantauan pergerakan tanah di sekitar Aceh pasca gempa bumi 2004. Di bawah ini diberikan foto-foto yang diambil darikegiatan survey lapangan di daerah Lok Nga di Pantai Barat Aceh, dan Siglidi pantai Utara Aceh.

 

 9Analisis tahapan InterseismicDari hasil pengolahan data interseismic dapat disimpulkan bahwaakumulasi deformasi pada tahapan interseismic di sekitar wilayah Acehternyata cukup besar sebelum terjadinya gempa bumi di akhir tahun 2004, danapabila kita sebelumnya menyadari akan hal tersebut maka bukan tidak mungkin kita dapat melakukan bentuk mitigasi bencana yang lebih baik lagi.Kemudian apabila kita tengok hasil pemodelan block rotation (solusigeodessya 1999 dalam vigny 2005) di daerah Sumatera, kita bisa melihatindikasi deformasi yang cukup besar di daerah Sumatera bagian utara apabiladi bandingkan dengan bagian selatan-nya.

Indikasi “high” deformasi

dimungkinkan karena terdapatnya area wide coupling di sekitar zona subduksitersebut. Area wide coupling ini dimungkinkan oleh pola sudut kemiringandangkal yang menyusun zona subduksi Sumatera bagian utara. Sementara itumakin ke selatan sudut kemiringan-nya membesar.Analisis tahapan Pre-seismicPengolahan data pre-seismic signal, dilakukan dengan menggunakan dataGPS kontinyu yang terletak di daerah paling dekat dengan episenter gempa,yaitu GPS di stasiun Sampali Sumatera Utara, dan stasiun Phuket Thailand.Sinyal yang dicoba dilihat adalah sinyal pre-seismic deformasi, dankarakteristik ionosfer pada gempa Aceh 2004. Berdasarkan hasil penelitian pre-seismic signal deformasi dari gempa Aceh- 2004 ternyata tidak ditemukanadanya bentuk anomali deformasi berupa akselerasi deformasi. Hasil pengolahan data GPS daily solution di stasiun Sampali selama 15 harisebelum terjadinya gempa di Aceh tidak menunjukkan adanya akselerasideformasi. Kumpulan nilai koordinat daily solution hanya berubah dalamfraksi mili saja. Sementara itu hasil pengolahan data GPS daily solution distasiun Phuket selama 15 hari sebelum terjadinya gempa di Aceh juga tidak menunjukkan adanya akselerasi deformasi. Kumpulan nilai koordinat dailysolution di titik Phuket juga hanya berubah dalam fraksi mili saja. Berbedahalnya kalau kita lihat hasil pengolahan data 15 hari setelah gempa di titik 

 

 10Sampali dan Phuket, masing-masing dengan jelas menunjukkan sinyaldeformasi post-seismic.Analisis tahapan CoseismicBerdasarkan hasil perhitungan, besarnya co-seismic deformation akibatgempa Aceh 2004 di beberapa titik pantau near field adalah sebagai berikut:titik Banda Aceh terdeformasi 2.4 meter, titik pulau Sabang telah terdeformasi1.8 meter, Sigli mengalami deformasi 70 centimeter, titik Meulabohterdeformasi 1.9 meter dan Lok Nga terdeformasi sebesar 2.7 meter.Sementara itu co-seismic deformation di beberapa titik pantau far field adalahsebagai berikut: titik Phuket Thailand terdeformasi sebesar 27 sentimeter, titik Langkawi Malaysia terdeformasi sebesar 17 sentimeter, dan titik SampaliSumatera Utara terdeformasi 15 sentimeter.Dari hasil co-seismic deformation gempa Aceh 2004, kita kemudian membuatmodel co-seismic slip (pergeseran pada bidang sesar) dengan menggunakanformula elastic half space modeling (Okada 1999). Input parameter utamayaitu vektor co-seismic deformation, parameter sekundernya diantaranyakonstanta rigiditas, kemudian beberapa parameter untuk pendekatan model(apriori model) yaitu geometri bidang sesar (panjang dan lebar bidang sesar),serta informasi sudut kemiringan bidang sesar. Pendekatan nilai sudutkemiringan diperoleh dari plotting vertikal gempa susulan (aftershock).Informasi co-seismic slip gempa Aceh yang dibuat, dapat digunakan dalammelihat mekanisme release energi, kemudian perhitungan besar energi, sertamekanisme transfer energy (stress transfer) yang berguna dalam hal evaluasi potensi gempa.Analisis Post-SeismicPost-seismic pada gempa Aceh 2004 dimulai tepat setelah berakhirnyadeformasi elastis pada tahapan co-seismic. Nilai deformasi bertambah sebesar 4 sentimeter dalam kurun waktu 15 hari di stasiun PHKT (Phuket Thailand).Rekaman sinyal post-seismic menunjukan pola eksponensial sesuai denganhukum omori mengenai tahapan ini. Nilai deformasi di stasiun PHKT (Phuket

 11Thailand) setelah 50 hari dari waktu kejadian gempa mencapai 34 cm, dannilai ini cukup signifikan, mencapai 1.25 kali nilai deformasi yang diberikantahapan co-seismic. Sementara itu stasiun GPS yang dipasang kontinyu diUniversitas Syah Kuala Banda Aceh menunjukkan nilai deformasi post-seismic sebesar 15 sentimeter setelah 90 hari pengamatan. Deformasi post-seismic ini dapat terjadi bertahun-tahun lamanya.Seperti telah disebutkan di atas bahwa studi mengenai tahapan mekanismegempa ini akan sangat berguna dalam melakukan evaluasi potensi BencanaAlam gempa bumi, untuk memperbaiki upaya mitigasi di masa datang.Setelah melihat mekanisme fase gempa bumi di Aceh 26 Desember 2004ditambah dengan informasi penelitian siklus gempa bumi, dan penelitianlainnya, maka kita dapat melakukan evaluasi potensi gempa bumi di masayang akan datang di sekitar zona subduksi Sumatera pasca terjadinya gempa besar tersebut.

2.6. Prediksi Gempa Bumi

Prediksi dengan peralatan dan metode ilmiah* Pengetahuan tentang zona seismic dan daerah beresiko yang dipelajarilewat studi dampak historis dan lempeng tektonik * Memonitor