bab ii tinjauan pustaka - digilib.itb.ac.id · bab ii tinjauan pustaka ii- 1 bab ii tinjauan...

20

Click here to load reader

Upload: buikhue

Post on 10-Jun-2018

287 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya bahwa Gempa bumi, adalah

guncangan di permukaan bumi disebabkan oleh pergerakan yang cepat pada lapisan

batuan terluar bumi. Gempa bumi terjadi ketika energi yang tersimpan dalam bumi,

biasanya dalam bentuk tegangan pada batuan, secara tiba-tiba terlepas. Energi ini

disalurkan ke permukaan bumi oleh gelombang gempa. Atau gempa bumi adalah

gerakan tiba-tiba atau suatu rentetan gerakan tiba-tiba dari tanah dan bersifat transient

yang berasal dari suatu daerah terbatas dan meneyebar dari titik tersebut ke segala

arah (M.T. Zeinn).

Berdasarkan penyebabnya gempa bumi diklasifikasikan menjadi menjadi 3 (tiga)

jenis, yaitu:

a. Gempa Bumi Runtuhan

Gempa bumi ini terjadi karena adanya keruntuhan yang terjadi baik di atas

mapun di bawah permukaan tanah, Contohnya: tanah longsor, salju longsor,

jatuhan batu dal lain-lain.

b. Gempa Bumi Vukanik

Gempa bumi ini terjadi akibat adanya aktivitas dari gunung berapi, baik

sebelum mapun saat meletusnya gunung berapi

c. Gempa Bumi Tektonik

Gempa bumi ini terjadi akibat adanya pergeseran bumi (lithosphere) yang

umumnya terjadi di daerah patahan kulit bumi

Berdasarkan waktunya gempa bumi diklasifikasikan menjadi 3 (tiga) jenis, yaitu:

a. Gempa Bumi utama (main shock)

Gempa bumi utama yaitu gempa bumi yang terjadi pada goncangan awal

akibat deformasi yang di akibatkan oleh adanya interaksi antar lempeng

b. Gempa susulan

Gempa susulan merupakan gempa yang terjadi setelah datangnya gempa bumi

utama. Susulan bererti yang kedua, ketiga, dan seterusnya. Ia berlaku di

Page 2: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 2

kawasan yang sama dengan gempa bumi pertama, dan berlaku kerana batu-

batuan yang baru berubah masih belum tetap kedudukannya

Istilah-istilah yang di gunakan dalam rekayasa gempa bumi:

a. Fokus

Fokus adalah suatu titik di bawah permukaan tanah dimana pertamakali energi

gempa tersebar

b. Hiposenter

Hiposenter adalah jarak terdekat antara fokus dengan suatu site yang ditinjau

c. Focal Depth

Focal Depth adalah kedalaman gempa (jarak vertikal dari titik dipermukaan

tanah ke fokus)

d. Epicenter

Epicenter adalah titik di permukaan tanah tepat di atas fokus

e. Jarak Epicenter

Jarak Epicenter adalah jarak mendatar dari epicenter ke suatu site yang

ditinjau

Gambar 2. 1 Ilustrasi Pusat Gempa Dalam Tanah Atau Batuan (www.usgs.gov; 2007)

Yang akan di bahas dalam tugas akhir ini adalah gempa bumi tektonik yang terjadi di

Indonesia bagian timur. Dan dalam menentukan parameter-parameter gempa dalam

tugas akhir ini digunakan gempa utama (main shock) kerena merupakan titik dimana

terjadi goncangan awal terjadinya gempa.

Page 3: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 3

2.2 LEMPENG TEKTONIK Lapisan dalam bumi terdiri dari lapisan kerak, mantel, dan inti. Seperti gambar

berikut ini:

Gambar 2. 2 Struktur Lapisan Dalam Bumi (Encarta 2006)

Mantel adalah lapisan dalam bumi yang terletak antara kerak bumi paling luar dengan

inti bumi. Sedangkan inti bumi adalah pusat bumi yang berjari-jari sekitar 3500 km.

Inti bumi terdiri dari batuan cair yang bersuhu antara 4000oC – 5000oC. Mantel dan

inti adalah bagian terbesar penyusun massa bumi. Jarak dari kerak bumi sampai ke

inti bumi sekitar 6400 km. Mantel terdiri dari 3 (tiga) bagian:

1. Bagian terbawah dari litosfer

2. Lapisan astenosfer yang berbentuk cair

3. Mantel bawah

Litosfer yang merupakan tempat dimana kita berpijak, mengapung di atas lapisan

astenosfer. Sifat astenosfer yang lunak ini menyebabkan litosfer yang berada di

atasnya saling bergerak dan bergesekan satu sama lain. Pergerakan litosfer ini menjadi

sumber terbanyak dalam akitivitas tektonik. Astenosfer juga merupakan sumber

magma yang merupakan penyusun kerak samudera dan menjulang ke atas membentuk

gunung laut.

Lempeng tektonik adalah sebuah penggabungan dari berbagai teori dalam geologi.

Diperkenalkkan tahun 1960-an., membuat penemuan itu sebagai sebuah revolusi

paling baru dalam ilmu pengetahuan. Teori itu menyebutkan bahwa litosfer adalah

sebuah kumpulan lempeng kaku yang saling bergerak satu sama lain di atas sebuah

lapisan batuan cair yang bernama astenosfer. Teori lempeng tektonik sangat

Page 4: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 4

membantu dalam ilmu geologi karena dapat menjelaskan tentang berbagai kejadian di

alam mengenai gempa, terjadinya gunung dan segala akitivitasnya.

2.2.1 Pergerakan Lempeng

Lempeng dan pergerakannya menurut teori tektonik lempeng kerakbumi (lithosfer)

dapat diterangkan ibarat suatu rakit yang sangat kuat dan relatif dingin yang

mengapung di atas mantel astenosfer yang liat dan sangat panas, atau bisa juga

disamakan dengan pulau es yang mengapung di atas air laut. Ada dua kjenis kerak

bumi yakni kerak samudera yang tersusun oleh batuan bersifat basa dan sangat basa,

yang dijumpai di samudera sangat dalam, dan kerak benua tersusun oleh batuan asam

dan lebih tebal dari kerak samudera. Kerakbumi menutupi seluruh permukaan bumi,

namun akibat adanya aliran panas yang mengalir di dalam astenofer menyebabkan

kerakbumi ini pecah menjadi beberapa bagian yang lebih kecil yang disebut lempeng

kerakbumi. Dengan demikian lempeng dapat terdiri dari kerak benua, kerak samudera

atau keduanya. Arus konvensi tersebut merupakan sumber kekuatan utama yang

menyebabkan terjadinya pergerakan lempeng.

Lempeng-lempeng yang saling berinteraksi (bergerak) tersebut terbagi menjadi 3

(tiga) mekanisme, yaitu:

• Saling mendekat (konvergen)

Pergerakan lempeng saling mendekati akan menyebabkan tumbukan dimana

salah satu dari lempeng akan menunjam ke bawah yang lain. Daerah

penunjaman membentuk suatu palung yang dalam, yang biasanya merupakan

jalur gempa bumi yang kuat. Dibelakang jalur penunjaman akan terbentuk

rangkaian kegiatan magmatik dan gunungapi serta berbagai cekungan

pengendapan. Salah satu contohnya terjadi di Indonesia, pertemuan antara

lempeng Indo-Australia dan Lempeng Eurasia menghasilkan jalur penunjaman

di selatan Pulau Jawa dan jalur gunung api Sumatera, Jawa dan Nusatenggara

dan berbagai cekungan seperti Cekungan Sumatera Utara, Sumatera Tengah,

Sumatera Selatan dan Cekungan Jawa Utara.

• Saling menjauh (divergen)

Pergerakan lempeng saling menjauh akan menyebabkan penipisan dan

peregangan kerakbumi dan akhirnya terjadi pengeluaran material baru dari

Page 5: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 5

mantel membentuk jalur magmatik atau gunungapi. Contoh pembentukan

gunungapi di Pematang Tengah Samudera di Lautan Pasific dan Benua Afrika.

• Saling berpapasan (Transform)

Pergerakan saling berpapasan dicirikan oleh adanya sesar mendatar yang besar

seperti misalnya Sesar Besar San Andreas di Amerika.

Gambar 2. 3 Ilustrasi Interaksi Lempeng Tektonik (Wikipedia 2007)

Gambar 2. 4 Ilustrasi Mekanisme Pergerakan Lempeng (Wikipedia 2007)

Page 6: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 6

Gempa bumi yang terjadi di Indonesia terbagi menjadi beberapa zona, yaitu; zona

subduksi, zona transformasi, dan zona difusi

2.2.2 Zona Gempa Subduksi

Zona subduksi terjadi ketika suatu lempeng bertabrakan dengan lempeng yang lain,

dan menujamnya lempeng yang satu tersebut ke bawah lempeng yang lain. Yang

termasuk pada salah satu zona subduksi yaitu Lempeng Indo-Australia yang

menunjam ke bawah Lempeng Eurasia (Eropa dan Asia). Di Indonesia terlihat di

sepanjang pesisir selatan Sumatra, Jawa, Bali, Nusa Tenggata,Timor, Kepulauan

Maluku .

Zona gempa subduksi menurut Crouse (1992) terbagi menjadi 2, yaitu:

1. Zona Megathrust/interface

Zona ini merupakan zona subduksi yang terjadi di sepanjang daerah awal dari

penujaman lempeng tektonik

2. Zona Benioff/Interslab

Zona benioff merupakan kelanjutan dari megathrust yang menujam lebih

curam mulai dari batas bawah megathrust sampai kedalaman tertentu.

Oceanic / Continental

Continental / Continental

Page 7: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 7

Oceanic / Oceanic

Gambar 2. 5 Ilustrasi Zona Gempa Subduksi (Wikipedia 2007)

2.2.3 Zona Gempa Transformasi Zona gempa transformasi terjadi karena gempa kerak dangkal. Gempa kerak dangkal

(shallow crustal fault) adalah gempa bumi yang terjadi akibat tekanan yang

disebabkan pergerakan lempeng-lempeng patahan melebihi kekuatan batuan.

Kedalaman titik gempa pada gempa kerak dangkal ini biasanya tergolong ke dalam

gempa dangkal. Bidang patahan ini biasanya tidak beraturan tergantung pada jenis

batuan dengan berbagai macam sifat fisiknya.

Gambar 2. 6 Ilustrasi Patahan/Fault (www.usgs.gov; 2007)

2.2.4 Zona Gempa Difusi Zona gempa difusi terjadi karena kejadian gempa yang titik epicenternya menyebar.

Zona gempa difusi tidak termasuk zona gempa subduksi maupun zona gempa

transformasi.

Page 8: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 8

2.3 TATANAN TEKTONIK INDONESIA

Sopaheluwakan (1999) mengemukakan bahwa sebenarnya tektonik Indonesia hanya

dikontrol dua masa kontinen besar, yaitu lempeng Eurasia di sebelah barat dan

lempeng Asia di sebelah timur. Di bagian tengah terjadi dinamika lempeng mikro

Tersier. Dalam prespektif basement geology produk dinamika itu berupa tiga tipe

orogen utama di Indonesia, yaitu orogen tipe Sunda, tipe Makassar dan tipe Banda.

Tipe Sunda, berupa orogen berumur Mesozoikum Akhir memanjang dari Meratus

sampai Karangsambung, serta orogen berumur Neogen membujur sepanjang

Sumatera, Jawa dan Nusa Tenggara. Tipe Makassar, terletak di bagian luar orogen

Meratus – Karangsambung merupakan hasil subduksi dan obduksi lengan timur

Sulawesi dengan beberapa mikro kontinen yang didorong ke arah Sulawesi. Tipe

Banda yang mencirikan hasil perulangan tumbukan obduksi.

Simanjuntak (2000) memperjelas keberadaan jalur-jalur orogen Neogen di Indonesia

sebagai model struktur yang bisa diterapkan untuk menjelaskan fenomena jalur

orogen di kawasan lain. Terdapat tujuh jalur orogen di Indonesia, yaitu jalur-jalur

orogen: Sunda, Barisan, Talaud, Sulawesi, Banda, Melanisia dan Dayak. Orogen

Sunda di Jawa dan Nusa Tenggara, sebagai produk konvergen normal seperti jalur

orogen tipe Andean. Orogen Barisan di Sumatera, berasosiasi dengan konvergen

miring dan sesar mendatar geser kanan. Orogen Talaud di Maluku Utara yang

merupakan tipe hasil bentukan penunjaman kopel busur ganda dengan sesar mendatar

geser kiri. Orogen Sulawesi merupakan bentuk penunjaman kontinen mikro dengan

sistem subduksi dan sesar mendatar geser kiri. Orogen Banda merupakan hasil

penunjaman busur kontinen antara Australia dan sistem subduksi bagian selatan busur

Banda. Orogen Melanisia di Papua dicirikan oleh pertemuan konvergen miring

(oblique) kopel dengan pergerakan pelan. Orogen Dayak di Borneo dibentuk oleh

proses tektonik ekstensional yang menghasilkan hot spots.

2.3.1 Perkembangan Tatanan Teknonik Indonesia

Pada 50 juta tahun yang lalu (Awal Eosen), setelah benua kecil India bertubrukan

dengan Himalaya, ujung tenggara benua Eurasia tersesarkan lebih jauh ke arah

tenggara dan membentuk kawasan Indonesia bagian barat. Saat itu kawasan Indonesia

bagian timur masih berupa laut (laut Filipina dan Samudra Pasifik). Lajur penunjaman

yang bergiat sejak akhir Mesozoikum di sebelah barat Sumatera, menyambung ke

Page 9: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 9

selatan Jawa dan melingkar ke tenggara - timur Kalimantan - Sulawesi Barat, mulai

melemah pada Paleosen dan berhenti pada kala Eosen. Pada 45 juta tahun lalu.

Lengan Utara Sulawesi terbentuk bersamaan dengan jalur Ofiolit Jamboles.

Sedangkan jalur Ofiolit Sulawesi Timur masih berada di belahan selatan bumi. Pada

20 juta tahun lalu benua-benua mikro bertubrukan dengan jalur Ofiloit Sulawesi

Timur, dan Laut Maluku terbentuk sebagai bagian dari Lut pilipina. Laut Cina Selatan

mulai membuka dan jalur tunjaman di utara Serawak - Sabah mulai aktif. Pada 10 juta

tahun lalu, benua mikro Tukang Besi - Buton bertubrukan dengan jalur Ofiolit di

Sulawesi Tenggara, tunjaman ganda terjadi di kawasan Laut Maluku, dan Laut

Serawak terbentuk di Utara Kalimantan. Pada 5 juta tahun lalu, benua mikro Banggai-

Sula bertubrukan dengan jalur ofiolit Sulawesi Timur, dan mulai aktif tunjangan

miring di utara Irian Jaya-Papua Nugini.

Indonesia 50 juta tahun yang lalu Indonesia 40 juta tahun yang lalu

Indonesia 30 juta tahun yang lalu Indonesia 20 juta tahun yang lalu

Page 10: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 10

Indonesia 10 juta tahun yang lalu Indonesia sekarang

Gambar 2. 7 Peta Perkembangan Tektonik Indonesia (www.usgs.gov; 2007)

2.4 PRODUK TUMBUKAN LEMPENG INDONESIA

Berdasarkan pengukuran Very-long Baseline Interferometry, VLBI (Pratt, 2001)

diketahui bahwa saat ini lempeng samudera Indo-australia, yang bergeser ke barat-

laut dengan kecepatan rata-rata 5,5-7 cm/tahun; lempeng samudera Pasifik yang

bergeser ke barat-lautdengan kecepatan rata-rata lebih dari 7 cm/tahun dan lempeng

benua asia Tenggara yang bergeser kea rah barat daya dengan kecepatan rata-rata 2,6

samapi 4,1 cm/tahun.

• Busur Sunda

Sistem penunjaman Sunda berawal dari sebelah barat Sumba, ke Bali, Jawa, dan

Sumatera sepanjang 3.700 km, serta berlanjut ke Andaman-Nicobar dan Burma.

Busur ini menunjukkan morfologi berupa palung, punggungan muka busur,

cekungan muka busur, dan busur vulkanik. Arah penunjaman menunjukkan

beberapa variasi, yaitu relatif menunjam tegak lurus di Sumba dan Jawa serta

menunjam miring di sepanjang Sumatera, kepulauan Andaman dan Burma.

Kemiringan ini terjadi karena adanya perbedaan arah gerak dengan arah tunjaman

yang tidak 90o. Sistem penunjaman Sunda ini merupakan tipe busur tepi kontinen

sekaligus busur kepulauan, yang berlangsung selama Kenozoikum Tengah –

Akhir (Katili, 1989; Hamilton, 1989)

Menurut Hamilton (1989) Palung Sunda bukan menunjukkan batas litosfer

samudera India, tetapi merupakan salah satu jejak sistem penunjaman busur

Page 11: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 11

Sunda. Penunjaman mempunyai kemiringan sekitar 7°. Sedimen dalam palung

terdiri dari sedimen klastik turbidit longitudinal, serta menunjukkan pembentuk

lantai samudera dan asal turbidit. Sedimen klastik tersebut terutama berasal dari

Sungai Gangga dan Brahmaputra di India, yang berjarak 3.000 km dari palung.

Kerangka tektonik utama antara Jawa dan Sumatera secara umum dipotong oleh

selat Sunda yang dianggap sebagai zona diskontinyuitas. Selat Sunda adalah unsur

utama pemisah propinsi Jawa dan Sumatera busur Sunda. Selat ini diasumsikan

batas sebagai batas tenggara lempeng Burma. Namun apabila dicermati dari data

geofisika tang ada, batas Jawa dan Sumatera terletak di sekitar Banten dan Jawa

Barat.

• Sesar Sumatera

Pulau Sumatera tersusun atas dua bagian utama, sebelah barat didominasi oleh

keberadaan lempeng samudera, sedang sebelah timur didominasi oleh keberadaan

lempeng benua. Berdasarkan gaya gravitasi, magnetisme dan seismik ketebalan

lempeng samudera sekitar 20 kilometer, dan ketebalan lempeng benua sekitar 40

kilometer (Hamilton, 1979).

Sejarah tektonik Pulau Sumatera berhubungan erat dengan dimulainya peristiwa

pertumbukan antara lempeng India-Australia dan Asia Tenggara, sekitar 45,6 juta

tahun lalu, yang mengakibatkan rangkaian perubahan sistematis dari pergerakan

relatif lempeng-lempeng disertai dengan perubahan kecepatan relatif antar

lempengnya berikut kegiatan ekstrusi yang terjadi padanya. Gerak lempeng India-

Australia yang semula mempunyai kecepatan 86 milimeter / tahun menurun secara

drastis menjadi 40 milimeter/tahun karena terjadi proses tumbukan tersebut.

Penurunan kecepatan terus terjadi sehingga tinggal 30 milimeter/tahun pada awal

proses konfigurasi tektonik yang baru (Char-shin Liu et al, 1983 dalam

Natawidjaja, 1994). Setelah itu kecepatan mengalami kenaikan yang mencolok

sampai sekitar 76 milimeter/tahun (Sieh, 1993 dalam Natawidjaja, 1994). Proses

tumbukan ini, menurut teori “indentasi” pada akhirnya mengakibatkan

terbentuknya banyak sistem sesar geser di bagian sebelah timur India, untuk

mengakomodasikan perpindahan massa secara tektonik (Tapponier dkk, 1982).

Page 12: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 12

Keadaan Pulau Sumatera menunjukkan bahwa kemiringan penunjaman,

punggungan busur muka dan cekungan busur muka telah terfragmentasi akibat

proses yang terjadi. Kenyataan menunjukkan bahwa adanya transtensi (trans-

tension) Paleosoikum tektonik Sumatera menjadikan tatanan tektonik Sumatera

menunjukkan adanya tiga bagian pola (Sieh, 2000).

• Tektonik Indonesia Barat dan Timur

Pembahasan tatanan teknonik Indonesia menggunakan pendekatan tektonik

lempeng telah lama dilakukan. Aplikasi teori ini untuk menerangkan gejala

geologi regional di Indonesia dilakukan oleh Hamilton (1970, 1973, 1978),

Dickinson (1971), dan Katili (1975, 1978, 1980). Secara setempat-setempat

Audley-Charles (1974) menerapkan teori ini untuk menjelaskan gejala geologi

kawasan Pulau Timor, Rab Sukamto (1975) dan Simanjuntak (1986)

menerapkannya untuk memahami keruwetan Sulawesi.

Sartono (1990) mengemukakan bahwa tatanan tektonik Indoenesia selama Neogen

yang dipengaruhi oleh tatanan geosinklin pasca Larami. Busur-busur geosiklin ini

merupakan zona akibat proses tumbukan kerak benua dan samudra. Kerak benua

yang bekerja pada waktu itu terdiri dari kerak benua Australia, kerak benua Cina

bagian selatan, benua mikro Sunda, kerak samudra Pasifik, dan kerak samudra

Sunda. Tumbukan Larami tersebut membentuk busur-busur geosinklin Sunda,

Banda, Kalimantan utara dan Halmahera-Papua. Peta anomali gaya berat dapat

menunjukkan dengan baik pola hasil tektonik ini.

Tatanan tektonik Indonesia bagian barat menunjukkan pola yang relatif lebih

sederhana dibanding Indonesia timur. Kesederhanaan tatanan tektonik tersebut

dipengaruhi oleh keberadaan Paparan Sunda yang relatif stabil. Pergerakan

dinamis menyolok hanya terjadi pada perputaran Kalimantan serta peregangan

selat Makassar. Hal ini terlihat pada pola sebaran jalur subduksi Indonesia Barat

(Katili dan Hartono, 1983, dan Katili, 1986; dalam Katili 1989). Sementara

keberadaan benua mikro yang dinamis karena dipisahkan oleh banyak sistem sesar

(Katili, 1973 dan Pigram dkk., 1984 dalam Sartono, 1990) sangat mempengaruhi

bentuk kerumitan tektonik Indonesia bagian timur.

Page 13: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 13

Gambar 2. 8 Tatanan Tektonik Indonesia (www.usgs.gov; 2007)

Gambar 2. 9 Tatanan Tektonik Indonesia (Bolt, 1999)

2.5 AKTIVITAS KEGEMPAAN INDONESIA Indonesia berada pada wilayah yang memiliki aktivitas kegempaan yang tinggi.

Aktivitas kegempaan Indonesia dapat dilihat dari sebaran episenter (yang telah

dilakukan analisis dependency) pada gambar 2.9 sebagai berikut:

Page 14: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 14

Gambar 2. 10 Aktivitas Kegempaan Indonesia Bagian Timur 1899-2006

(Hasil Analisis)

2.6 PERAMBATAN GELOMBANG GEMPA KE BATUAN DASAR Gelombang gempa (seismic wave) yang dihasilkan pada saat terjadi gempa terdiri

atas: gelombang badan (body waves) dan gelombang permukaan (surface waves).

Gelombang badan terdiri atas : p-waves((compression) yang arah perpindahan

partikelnya searah dengan arah perambatan gelombang (gelombang longitudinal) dan

s- waves (shear/geser) yang arah perpindahan partkelnya tegak lurus terhadap arah

perambatan gelombang (gelombang transversal). S-waves ini dapat mengakibatkan

terjadinya deformasi geser pada material atau media perambatnya.. Untuk lebih

jelasnya dapat dilihat pada gambar berikut ini:

Page 15: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 15

Gelombang permukaan terdiri atas Rayleigh-waves dan Love-Waves. Rayleigh-waves

terjadi akibat adanya interaksi antara p-waves dan s-waves vertical dengan permukaan

bumi. Sehingga hasil interaksi ini megakibatkan adnya perpindahan partikel dalam

arah vertical dan horizontal (searh rambatan gelombang). Love-waves terjadi akibat

adanya interaksi antara s-waves horizontal dan permukaan tanah. Perpindahan partikel

aakibat Love-waves hanya ada pada arah horizontal saja.

Gambar 2. 11 Perambatan Gelombang Badan (www.usgs.gov; 2007)

Gambar 2. 12 Perambatan Gelombang Permukaan (www.usgs.gov; 2007)

Page 16: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 16

Dari semua jenis gelombang yang telah disebutkan sebelumnya, gelombang P

mempunyai cepat rambat yang paling tinggi namun mengandung energi yang paling

rendah. Gelombang Rayleigh mengandung energi terbesar yaitu kurang lebih 67%

dari total energi.

2.7 UKURAN GEMPA Besaran yang digunakan untuk menukur sutu gempa ada 2 (dua) yaitu intensitas dan

magnitude.

2.7.1 Intensitas Gempa Intensitas gempa merupakan ukuran gempa yang pertama kali sebelum manusia dapat

mengukur “besarnya” gempa bumi denga alat. Ukuran ini dapat diketahui dengan cara

melakukan pengamatan pada kejadian gempa di suatu lokasi. Ukuran ini bersifat

subjektif, karena :

1. Bergantung pada jarak epicenter sampai tempat terjadinya kerusakan.

2. Bergantung pada keadaan geologi setempat.

3. Bergantung pada macam dan mutu dari bangunan-bangunan setempat.

4. Pengamatan manusia sangat dipengaruhi oleh keadaan panik akibat kekacauan

dan kekagetan yang biasanya terjadi pada suatu gempa.

Beberapa para ahli menciptakan beberapa tingkatan dalam ukuran intensitas ini.

Diantanyanya, yaitu:

• Modified Mercalli Intensity (MMI), dibuat berdasarkan pengamatan efek

gempa yang terjadi di Amerika Utara dan terdapat 12 tingkatan

• Japan Meteorological Agency Scale (JMA), dibuat berdasarkan pengamatan

gempa di Jepang, terdapat 8 tingkatan.

• Ross-Forel Scale (RF) dan Mercalli-Cancani- Sieberg Scale, dibuat

berdasarkan pengamatan gempa di negara-negara Eropa Barat.

• Medvedev-Spoonheuer-Karnik Scale (MSK), dibuat berdasarkan gempa-

gempa di Russia dan dipakai di negara-negara Eropa Tengah dan Eropa

Timur.

Page 17: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 17

Salah satu ukuran Intensitas gempa adalah Skala Mercalli. Skala Mercalli mengukur

kekuatan gempa bumi melalui tahap kerosakan yang berlaku disebabkan oleh gempa

bumi itu. Skala Intensiti Mercalli:

I Tidak terasa

II Terasa oleh orang yang berada di bangunan tinggi

III Getaran dirasakan seperti ada lori yang berat melintas.

IV Getaran dirasakan seperti ada benda berat yang melanggar dinding rumah,

benda tergantung bergoyang.

V Dapat dirasakan di luar rumah, hiasan dinding bergerak, benda kecil di atas

rak mampu jatuh.

VI Terasa oleh hampir semua orang, dinding rumah rosak.

VII Dinding pagar yang tidak kuat pecah, orang tidak dapat berjalan/berdiri.

VIII Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerosakan.

IX Bangunan yang tidak kuat akan mengalami kerosakan teruk.

X Jembatan, empangan dan tangga rosak, terjadi tanah runtuh.

XI Rel kereta api musnah.

XII Seluruh bangunan hancur dan hancur lebur.

2.7.2 Magnitude Gempa Magnitudo gempa adalah parameter gempa yang berhubungan dengan besarnya

kekuatan gempa di sumbernya. Jadi pengukuran magnitudo yang dilakukan di tempat

yang berbeda, harus menghasilkan harga yang sama walaupun gempa yang dirasakan

di tempat-tempat tersebut tentu berbeda. Skala magnitude gempa pertama kali

diperkenalkan oleh Charles F.Richter pada 1935 untuk gempa bumi lokal di

California Selatan. Pada saat ini, para ahli menggunakan beberapa skala magnitude

gempa yang lain selain skala Richter.Berikut ini akan dipaparkan satu-persatu tentang

skala magnitude yang ada:

1. Richter Local Magnitude

Pengukuran dengan menggunakan seismometer Wood-Anderson yang

biasanya dilakukan untuk gempa dangkal dan jarak epicenter kurang dari 600

km. Besaran ini disimbolkan dengan ML. Alat ini tidak membedakan jenis

gelombang gempanya.

Page 18: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 18

2. Surface wave Magnitude

Skala magnitude yang lain mulai dikembangkan berdasarkan amplitude

gelombang tertentu yang dihasilkan akibat adanya gempa. Pada jarak episenter

tertentu yang dihasilkan akibat adanya gempa. Pada jarak episenter yang

besar, gelombang badan (body waves) biasanya mengalami pelemahan dan

menyebar sehingga menghasilkan gerakan atau motion yang didominasi oleh

gelombang permukaan (surface waves). Magnitude gelombang permukaaan

(Gutenberg and Richter, 1936) didapat berdasarkan amplitudo perpindahan

tanah maksimum akibat gelombang permukaan Rayleigh dengan periode 20

detik. Besaran ini disimbolkan dengan MS. Magnitude gelombang permukaan

didapat melalui persamaan sebagai berikut:

MS = log A + 1.66 log D + 2 (2.1)

Dimana:

A = Amplitudo (perpindahan tanah maksimum) dalam mikrometer

D = Jarak episenter terhadap seismometer

Magnitude gelombang permukaan ini biasanya digunkan untuk

mendeskripsikan besarnya gempa dangkal (kedalaman fokus kurang dari 70

km), gempa jarak menengah sampai jauh (lebih dari 1000 km).

3. Body Wave Magnitude

Untuk gempa dengan kedalaman fokus yang dalam, gelombang permukaan

memberikan hasil yang lebih kecil daripada yang disyaratkan untuk

melakukan pengukuran dengan magnitude gelombang permukaan. Magnitude

gelombang badan (Guttenberg, 1945) merupakan skala magnitude yang

didasarkan pada amplitudo beberapa cycles pertama dari gelombang P, dimana

tidak terlalu dipengaruhi oleh kedalaman fokus (Bolt, 1989). Besaran ini

disimbolkan dengan Mb.

Mb = log A – log T + 0.01 D + 5.9 (2.2)

Dimana:

A = amplitdo (dalam mikrometer)

T = periode dari gelombang P

D = Jarak episenter dengan seismograf (dalam derajat)

Page 19: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 19

4. Moment Magnitude

Untuk gempa yang sangat besar, suatu skala magnitude yang tidak hanya

bergantung pada tingkat goncangan tanah (ground shaking level) akan lebih

baik. Skala magnitude tersebut ialah magnitude momen (Kanamori, 1977;

Hanks and Kanamori, 1979), yang didasarkan pada momen gempa (seismic

moment), dimana merupakan pengukuran langsung dari faktor-faktor yang

menyebabkan terjadinya keruntuhan di sepanjang patahan. Magnituda ini

disimbolkan dengan MW. Magnitude momen ini didapat dari persamaan

berikut:

MW = (log Mo / 1.5) – 10.7 (2.3)

Dimana: Mo adalah seismic moment (dalam dyne-cm) dan diberikan oleh

persamaan:

Mo = µ A D (2.4)

Dimana:

µ = kekuatan runtuh material sepanjang patahan

A = area keruntuhan

D = nilai rata-rata pergerakan lempeng

Magnitude Richter (ML) bersifat lokal karena digunakan hanya pada jarak episenter

maksimal 600 km sehingga memiliki keterbatasan jarak. Magnitude Richter (ML),

magnitude badan (Mb) dan magnitude permukaan (MS) memiliki nilai batasan

dikarenakan pada suatu nilai magnitude yang terlalu besar, besaran-besaran ini tidak

memiliki nilai sensitivitas tidak akurat lagi. ML dan Mb memiliki nilai batasan pada

magnitude 6 sampai 7, sedangkan Ms memiliki nilai batasan pada magnitude 8. Untuk

menggambarkan magnitude gempa yang lebih besar maka digunakan skala momen

magnitude MW.Dalam perkembangan zaman, lebih sering digunakan skala MW

dikarenakan tidak memiliki batasan dan lebih stabil dibandingkan skala magnitude

yang lainnya. Keempat skala magnitude tersebut memiliki hubungan yang dapat

digambarkan sebagai berikut:

Page 20: BAB II TINJAUAN PUSTAKA - digilib.itb.ac.id · Bab II Tinjauan Pustaka II- 1 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 UMUM Seperti yang telah dijelaskan pada bab sebelumnya ... Lempeng dan pergerakannya

Analisis Seismic Hazard Indonesia Timur

Bab II Tinjauan Pustaka II- 20

Gambar 2. 13 Hubungan Skala Magnitude (Campbell, K.W,1985)

2.8 FUNGSI ATENUASI Fungsi atenuasi merupakan hal yang sangat penting dalam analisis resiko gempa

dengan metode probabilitas. Fungsi atenuasi dapat digambarkan sebagai suatu proses

peluruhan atau pelemahan dari kekuatan gempa yang terjadi dengan magnitude M

danjarak M dri suatu lokasi yang ditinjau terhadap pusat gempa.Fungsi atenuasi

diturunkan berdasarkan data rekaman kejadian gempa. Ada banyak macam fungsi

atenuasi yang dikemukakan oleh para ahli. Pemilihan fungsi harus disesuaikan dengan

kondisi tektoniknya (mialnya zona subduksi atau shallow crustal). Selain itu, harus

diperhatikan standar error dari masing-masing fungsi atenuasi. Fungsi dengan standar

error terkecil adalah yang terbaik.

Untuk gempa-gempa yang terjadi pada zona subduksi beberapa fungsi atenuasi yang

sudah dikenal antara lain adalah:

1. Woodward – Clyde (1982)

Ln (PGA) = 5.347 + 0.5 M – 0.85 ln (R + 0.864 e0.463M). (2.5)

R = jarak terdekat ke sumber (km)

M = magnitude gelombang permukaan (Ms)