dokumen 4140 volume 11 nomor 1 juli 2010 penentuan kedalaman kerak bumi dengan teknik stacking h-k...

7/18/2019 Dokumen 4140 Volume 11 Nomor 1 Juli 2010 Penentuan Kedalaman Kerak Bumi Dengan Teknik Stacking H-K Men…

http://slidepdf.com/reader/full/dokumen-4140-volume-11-nomor-1-juli-2010-penentuan-kedalaman-kerak-bumi-dengan 1/6

PENENTUAN KEDALAMAN KERAK BUMI DENGAN TEKNIK

STACKING H- MENGGUNAKAN MATLAB PADA DATA SINTETIK RECEIVER FUNCTION

Wiwit Suryanto1 , Drajat Ngadmanto2 , Pupung Susilanto2

1

2

ABSTRAK

Salah satu metode untuk mendapatkan informasi mengenai struktur di bawah permukaan bumi

adalah receiver function. Konsep dasar metode receiver function ini adalah pendekatan

kedalaman kerak bumi dengan menggunakan informasi waktu tunda dari fase gelombang Ps yang merupakan konversi dari pantulan gelombang P menjadi gelombang S pada batas mantel-kerak

bumi. Akurasi ditingkatkan dengan menggunakan bantuan dari waktu tiba fase-fase gelombang

lain yang tiba setelahnya, yaitu fase gelombang PpPs dan PpSsPsPs. Program diuji

menggunakan dua buah model kecepatan ! lapis dengan variasi kecepatan yang besar berada pada

kedalaman masing-masing "# km dan "$ km. %ari hasil perhitungan dengan menggunakan metode

stacking &-κ diperoleh kedalaman interface kerak sebesar "# km dan "$ km yang bersesuaian

dengan model yang dibuat. Perhitungan dengan & dan masing-masing sebanyak "'( sample

)total "'( * "'( kali perhitungan maju receiver function+ diperlukan waktu selama #' detik pada

komputer dengan processor ntel %ual ore dan memori sebesar # &/.

Kata kunci: receiver function, stacking H- MATLAB

ABSTRACT

0ne of methods to obtain information about structure beneath the earth1s surface is receiver

function. 2he basic concept of receiver function method is to estimate of the 3arth1s crust depth

using phase delay information from Ps wave which is a conversion from P wave reflection to S wave

at the earth1s crust-mantle boundary. 2he accuracy of the calculated depth was enhanced by using

additional phases that arrived after that, i.e. PpPs and PpSs PSPs. 2he program was e4amined

using two models, each have a four-layer velocity models with large velocity contrast at "# km and

"$ km of depth. 5e obtained that the depth of crust interface are about "# km and "$ km. 2hese

depths correspond to the velocity model. t takes #' seconds on a computer with an ntel %ual ore

with memory of # &/ to calculate the model with "'( 4 "'( samples of & and κ

Ke !"#$%: receiver function, stacking H- MATLAB

Naskah masuk : 15 Maret 2010 Naskah iterima : 25 !uni 2010

&'

(URNAL METEOROLOGI DAN GEOFISIKA VOLUME && NOMOR & TAHUN )*&* : &' - &+

a!oratorium "#o$isi%a, &urusan 'isi%a ("), S#%ip (tara *ogya%arta+

Puslit!ang B)K" &a%arta

κ

ini

κ

,κ

,κ



I, PENDAHULUAN

"engamatan sin#a$ gem%a&umi i se$uruh

unia memungkinkan %ara ah$i seismo$ogi

untuk mengetahui struktur interna$ ari &umi

terutama kerak &umin#a' (a$ah satu cara #ang

a%at i%akai untuk mena%atkan informasiterse&ut aa$ah engan menggunakan ata

receiver function' )euntungan ari receiver

function ini aa$ah %aa kemam%uann#a untuk

&isa memoe$kan struktur i &a*ah stasiun

%engamatan gem%a han#a engan

menggunakan satu &uah seismometer +

kom%onen' Biasan#a cara #ang igunakan

untuk mengetahui struktur &um aa$ah engan

meggunakan &an#ak station misa$n#a teknik

arra# atau teknik tomografi' Metoe receiver

function ini cuku% %o%u$er an ter&ukti mam%u

merekonstruksi struktur i &a*ah %ermukaan

engan tingkat kesesuaian engan informasi

geo$ogi an informasi engan metoe geofisika

#ang $ain engan cuku% tinggi misa$: (chu$te-

"e$kum, 2005 1'

Be&era%a %ene$itian mengenai %enentuan

struktur &umi ari ata receiver function ini

iantaran#a i$akukan o$eh Ammon et a$

1..02 #aitu engan me$akukan inversi untuk

memoe$kan struktur kece%atan i &a*ah

stasiun %encatat gem%a&umi' )esu$itan ari

teknik invers ata receiver function iantaran#aaa$ah kom%$eksitas atan#a karena &iasan#a

&ercam%ur engan koa karena heterogenitasstruktur i ekat %ermukaan &umi' /ntuk itu

a$am %a%er ini akan iim%$ementasikan sa$ah

satu teknik %emrosesan ata receiver function,#aitu metoe stack H- &erasarkan teknik

#ang ikem&angkan o$eh hu an )anamori,

2000 + engan menggunakan &ahasa

MATLAB' engan &ahasa MATLAB

ihara%kan %rogram ini $e&ih inamis terutama

a$am menggam&arkan hasi$ %erhitungann#a

a$am &entuk grafis an antar muka engan

sarana-sarana #ang $ain i a$am MATLAB

Too$ Bo' )euntungan ini tiak i%ero$eh

%aa %rogram #ang i&uat engan &ahasa

%emrograman #ang $ain, misa$ fortran atau

344'

II, DATA DAN METODE

),&, Data

ata #ang igunakan untuk stui ini aa$ah

ata sintetik #ang i&angkitkan ari suatu

moe$ mau receiver function engan moe$

kece%atan $a%isan &umi se%erti #ang

itunukkan a$am ta&$e 1 an ta&e$ 2' Moe$

kece%atan $a%isan &umi ini i&uat kontras

kece%atan %aa kea$aman +2 km %aa moe$ 1,

an +6 km %aa moe$ 2' )ontras kece%atan inimenggam&arkan %er&eaan kece%atan #ang

menco$ok %aa &atas antara kerak &umi an

mante$'

fase-fase ge$om&ang sete$ah ge$om&ang "

Tae. &, Moe$ kece%atan $a%isan &umi 1 untuk mena%atkan ata sintetik 1 receiver function'

La/i%an

&

)

0'

)ete&a$an, km

5,5

10,5

17,0--

8s, km9s

+,16

+,7

+,6;,50

8%98s

1,;+

1,;+1

1,;+11,;++

Tae. ), Moe$ kece%atan $a%isan &umi 2 untuk mena%atkan ata sintetik 2 receiver function'

La/i%an

&

)

0

'

)ete&a$an, km

5,5

1+,5

1.,0

--

8s, km9s

+,16

+,7

+,6;

,50

8%98s

1,;+

1,;+1

1,;+1

1,;++

PENENTUAN KEDALAMAN KERAK BUMI DENGAN TEKNIK STACKING H- MENGGUNAKAN MATLAB PADA DATASINTETIK RECEIVER FUNCTION

Wiwit Suryanto, Drajat Ngadmanto, Pupung Susilanto

&1

κ



),), Met"$e

2'2'1' )onse% asar (tacking H-κ

6eceiver function ari ge$om&ang

te$eseismik menggam&arkan struktur kerak &umi i sekitar stasiun %enerima receiver ,

antara $ain a$am Langston 1.;; an <*enset a$' 1.65' =m%$ementasi %erhitungan

receiver function a$am &ahasa MATLAB te$ah

i$akukan o$eh (ur#anto et a$ 20107'

=nformasi mengenai %erkiraan kea$aman

#ang i%ero$eh engan cara kerak &umi i &a*ah stasiun %encatat gem%a

menekonvo$usikan kom%onen gerak raia$

engan fungsi *aktu ari sum&er gem%an#a'

Biasan#a fungsi *aktu ari sum&er gem%a &isa

iekati engan menggunakan kom%onen

vertika$ ari rekaman seismik + kom%onen'

a$am &an#ak kasus, &iasan#a fungsi *aktu

ari sum&er a%at i%ero$eh engan

menum$ahkan stacking kom%onen vertika$

untuk &e&era%a even gem%a #ang terekam %aase&uah stasiun gem%a&umi' Stacking ini &isa

uga i$akukan untuk se&uah even #ang

irekam o$eh &e&era%a stasiun %enerima #ang

a%at i%ero$eh ari rekaman ata receiver function %aa kom%onen raia$ #ang

iominasi o$eh konversi energ# ge$om&ang "

ke ( ari %antu$an-%antu$an %aa %er$a%isan-

%er$a%isan i &a*ah kerak &umi' )arena

kontras kece%atan %aa &atas antara kerak &umi

an mante$ 7oho-discontinuity #ang cuku%

&esar, &iasan#a fase ge$om&ang konversi %aa

&atas Moho ini "s ter$ihat %a$ing &esar %aakom%onen raia$ receiver function' (e&agai

i$ustrasi a%at i$ihat %aa >am&ar 1 #ang

meru%akan kom%onen raia$ receiver function

sa$ing &erekatan array seismic terutama sintetik hasi$ %erhitungan engan

a%a&i$a um$ah event gem%an#a seikit' eti$

%erhitungan receiver function a%at itemukan

menggunakan moe$ kerak &umi se&agaimana#ang i&erikan a$am Ta&e$ 1'

Ga2a# &, ?ungsi receiver kom%onen raia$ se&agai fungsi *aktu ari moe$ kece%atan se&agaimana #ang i&erikan a$am

Ta&e$ 1'

ari moe$ sintetik ini e$as seka$i ke$ihatanfase ge$om&ang "s, "%"s, an "%(s4"s"s,

masing-masing %aa t sekitar etik, 1 etik

an 1; etik' =neks fase a$am huruf keci$

&erarti $intasan sinar ge$om&ang ke arah atas'

hu an )anamori, 2000,+ merumuskan

hu&ungan antara se$ang *aktu keatangan fase

ge$om&ang " an "s T"s engan kea$aman &iang &atas kece%atan i &a*ah %ermukaan

& engan %ersamaan:

1

engan % aa$ah %arameter ge$om&ang' v"anv( masing-masing aa$ah kece%atan

ge$om&ang " an (' Menurut hu an

)anamori,+ %enggunaan fase ge$om&ang ini

&3




sangat &aik karena ham%ir tiak ter%engaruho$eh %engaruh heterogenitas kearah $atera$,

sehingga sangat cocok untuk ke%er$uan

%engukuran engan stasiun tungga$ point

m e a s u re m e n t - ' L e & i h 5 a u h , e n g a n

mengga&ungkan ari &an#ak titik %engukuran,

citra moe$ struktur i &a*ah %ermukaan a%at

igam&arkan sehingga miri% engan image

#ang i%ero$eh engan menggunakan teknik

tomografi'

a$am ken#ataan#a, untuk ata %engamatan

observed data, &iasan#a %enentuan fase

ge$om&ang "s ini tiak muah, karena &iasan#a

fase ini &ercam%ur engan koa ari ge$om&ang

" an fase-fase ari %er$a%isan-%er$a%isan i

ekat %ermukaan &umi, serta erau ari $atar an uga ham&uran' /ntuk itu, se$ainengan

menggunakan fase "s, igunakan uga fase

"%"s an "%(s4"s"s untuk mem%erkuat hasi$

%ero$ehan fungsi sH, Hu&ungan *aktu ti&a

keua fase ge$om&ang terse&ut engan

kete&a$an aa$ah

2

+

/ntuk me$akukan estimasi kete&a$an kerak,i$akukan stacking ata receiver function

(a)

a$am omain H-κ menggunakan %ersamaan

engan rt aa$ah receiver function %aa2

kom%onen raia$, t1, t an t+ aa$ah *aktu ti&a %erkiraan fase-fase "s, "%"s an "%(s4"s"s"ersamaan 1-+ untuk moe$ kece%atan

engan kea$aman & an 8 p 98 s Σfaktor %em&o&ot engan kriteria Σ

Ni$ai s & ,κ tinggi %aa %aa saat ke tiga

fase ge$om&ang terse&ut memi$iki koherensi

maksimum ketika i stack %aa saat ni$ai H an

#ang &ersesuaian engan konisi n#ata'

Pen4u5ian /a$a Data Sintetik Taha% %ertama a$am me$akukan ui metoe

%enum$ahan & - k ini aa$ah engan

mem&angkitkan &e&era%a moe$ ui engan

ni$ai se%erti #ang itunukkan %aa Ta&e$ 1 an

Ta&e$ 2' Hasi$ %erhitungan kom%onen raia$

receiver function ari moe$ %aa Ta&e$ 2

itunukkan o$eh >am&ar 2' ari >am&ar 2 ini

ter$ihat &ah*a fase-fase ge$om&ang "s, "%"s

an "%(s4"s"s ter$ihat engan e$as' "aa

moe$ ini, kontras #ang %a$ing &esar i&uat

terai %aa kea$aman +6 km #ang kita angga%

meru%akan &atas antara kerak &umi engan

mante$ &umi La%isan Moho' (eangkan %aa

moe$ ui &erasarkan Ta&e$ 1, kontras ter&esar

i&uat %aa kea$aman +2 km'

(b)

>am&ar 2' a)om%onen raia$ receiver function #ang ihitung menggunakan moe$ se%erti #ang i&erikan %aa Ta&e$ 2'

&moe$ kece%atan $a%isan %aa Ta&e$ 2 #ang igunakan untuk mena%atkan kom%onen raia$ receiver function'

PENENTUAN KEDALAMAN KERAK BUMI DENGAN TEKNIK STACKING H- MENGGUNAKAN MATLAB PADA DATASINTETIK RECEIVER FUNCTION

Wiwit Suryanto, Drajat Ngadmanto, Pupung Susilanto

&6

'κ

, engan

'κ aa$ah*i

*@i0'

- akan

κ



III, HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasi$ %erhitungan s & -κ receiver

function ari keua moe$ sintetik #ang i&uat

&erasarkan moe$ kece%atan $a%isan &umiiatas itunukkan o$eh >am&ar +' ari

>am&ar + terse&ut ia%atkan koherensi

maksimum terai %aa kea$aman #ang

menai target ata sintetis, #aitu masing-

masing %aa kea$aman +2 km an +6 km #ang

sangat &ersesuaian engan moe$-moe$ #ang

a

te$ah i&uat' "aa gam&ar +a tam%ak koherensimaksimun %aa kea$aman +2 km, ha$ ini

menunukkan kesesuaian engan ata sintetik 1

imana kontras kece%atan &eraa %aakea$aman +2 km se%erti moe$ kece%atan

$a%isan &umi 1 Ta&e$ 1' (ementara itu, %aa

gam&ar +& mem%er$ihatkan engan e$as

koherensi maksimum %aa kea$aman +6 km

sesuai engan kontras kea$aman moe$

kece%atan $a%isan &umi 2 Ta&e$ 2'

&

>am&ar +' H-κ untuk receiver function se%erti %aa >am&ar 1 an >am&ar 2' )oherensi maksimum terai %aa

kea$aman masing-masing +2 km an +6 km sesuai engan moe$ sintetik #ang i&uat'

)esesuaian kea$aman antara koherensimaksimum %aa gam&ar H-κ moe$

kece%atan $a%isan &umi menunukkan &ah*a

%erhitungan engan menggunakan stacking H-

cuku% akurat untuk menentukan kea$aman

&atas kontras kece%atan #ang &iasan#a

menunukkan &atas kerak &umi engan mante$'

"erhitungan stacking H an κ ata

receiver function ini tiak memer$ukan *aktu

#ang $ama' Menggunakan com%uter "3 norma$

=nte$ ua$ 3ore, Memor# 2 >& %erhitungan

han#a %er$u sekitar 20 etik engan gri κ

se&an#ak masing-masing +01 +01 &uah'

engan emikian %rogram ini cuku% efisien

untuk itera%kan %aa ata-ata $a%angan

untuk memetakkan kea$aman kerak &umi i

&a*ah stasiun %engamatan gem%a&umi'

menggunakan metoe &-κ engan akurat

an efisien' "enguian menggunakan ata-atareceiver function sintetik menunukkan

kemam%uan %rogram ini mena%atkan

kea$aman imana kontras kece%atan #ang

cuku% &esar terai' )ontras kece%atan #ang

cuku% &esar ini &iasan#a terai %aa &iang

&atas antara $a%isan kerak &umi an mante$

7oho discontinuity'

V, UCAPAN TERIMAKASIH

Terima kasih #ang se&esar-&esarn#a kami

uca%kan ke%aa "usat "ene$itian an"engem&angan BM)> #ang te$ah menanai

%ene$itian ini me$a$ui kegiatan %ene$itian

Ana$isis "reikti&i$itas an "engem&angan

Moe$ >em%a&umi an Tsunami tahun

anggaran 200.'IV, KESIMPULAN

ari %ene$itian ini te$ah ihasi$kan se&uah

% r o g r a m & e r & a h a s a M AT L A B u n t u k

mem%erkirakan kete&a$an kerak &umi

VI, DAFTAR PUSTAKA1

(chu$te-"e$kum, 8', Mons$ave, >', (heehan,A', "ane#, M' C', (a%kota, (', Bi$ham,

&7


untuk

%$ot

engan

ari

an H

stack



C', an Du, ?', 2005' maging the ndian subcontinent beneath the &imalaya,

Nature, +5, 1222-5, oi:

10'10+69nature0+7;6'

Langston, 3' A', 1.;.' Structure under 7ount 6ainier, 5ashington, inferred from

teleseismic body waves' !' >eo%h#s' Ces'

6, ;.-;72'

Ammon, 3'!', Cana$$, >'E' an ant, >',

1..0' 0n the nonuni:ueness of receiver

function inversion, !' geo%#s' Ces' .5,

%%' 15+0+-15+16'

hu, L' an )anamori, H', 2000' 7oho depth

variation in southern alifornia from

teleseismic receiver functions' !ourna$ of

>eo%h#sica$ Cesearch, 105B2

(venningsen, L' an !aco&sen, B' H', 200;'

Absolute S-velocity estimation from

<*ens, T' !' an 3rosson' C'(', 1.66' Shallow

structure effects on broadband

teleseismic P waveform, Bu$$etin of the

(eismo$ogica$ (ociet# of America, v';;,

%%:.7-106'

(ur#anto D', 2010' mplementasi Perhitungan

6eceiver ;unction untuk gempa jauh

)teleseismic+ menggunakan 7A2<A='

(u&mitte to !urna$ >eofisika

Meteoro$ogi BM)>, !akarta'receiver function' >eo%h#s' !' =nt, 1;0,

%%' 106.-10.'

PENENTUAN KEDALAMAN KERAK BUMI DENGAN TEKNIK STACKING H- MENGGUNAKAN MATLAB PADA DATASINTETIK RECEIVER FUNCTIONWiwit Suryanto, Drajat Ngadmanto, Pupung Susilanto

&+

κ

dokumen 4140 volume 11 nomor 1 juli 2010 penentuan kedalaman kerak bumi dengan teknik stacking h-k...

Documents