DISTRIBUTION HYPOCENTER VULCANIC EARTHQUAKE AT SEMERU MOUNTAIN LUMAJANG EAST JAVA Kadek Dewi Adistyawati Putri Sudana, Daeng Achmad Suaidi, Sujito, Hetty Triastuty Jurusan FMIPA Universitas Negeri Malang Email :
[email protected]
ABSTRACT The activity of mountain Semeru is in Jonggring Seloko cauldron which is located in the southeastern part of Mahameru top. The eruptions of Mountain Semeru are usually of Vulkanian and Trombolin types. The activity recorded in the monitoring station is volcanic earthquake which took place due to the activity of lava or fluid. Recognizing the condition on the activity of volcano is useful to give an early warning to people. Pointing out of the volcanic earthquake source either shallow (VB) or Deep Volcanic Earthquake (VA) is done by using the GAD software (Nishin, 2005). The changing of location and depth of the earthquake could indicate the changing in system inside the body of Mountain Semeru, which could determine the activity status of Mountain Semeru. During period of Januari-December 2013 an earthquake is recorded which is based around the vicinity of Mountain Semeru with depth of 2510 m beneath the top. It included some earthquakes which spread in the east and south-east. During this period the silting of volcanic earthquake is observed which indicates the effect of Fluid in the shallower depth. Generally silting up of volcanic earthquake does not ignite significant change in Mountain Semeru Volcanic activity. Key Words : Volcanic Quake, Mountain Semeru Activity, Hypocenter, Epicenter
terjadinya aliran awan panas yang mengalir kelembah-lembah yang lebih rendah dan arah alirannya sesuai dengan bukaan kawah dan lembah–lembah di Gunung Semeru. Arah bukaann kawah Gunung Semeru saat ini mengarah ke tenggara atau mengarah ke hulu besuk kembar. Kegiatan vulkanik letusan Gunung Semeru tidak hanya terjadi dari kawah pusat (puncak) tetapi terjadi dari lubang letusan samping atau celah. Letusan samping menghasilkan aliran lava dan piroklastik dilereng tenggara Gunung Semeru. Beberapa bukti terjadinya letusan samping pada masa prasejarah antara lain terbentuknya Ranu Darugan, Ranu Pakis, Gunung Leker, dan Gunung Papak. Dimasa datang letusan samping atau celah di Gunung Semeru berpeluang terjadi
PENDAHULUAN Indonesia termasuk dalam daerah Cincin Api Pasifik (Ring of Fire) yaitu wilayah melingkar dimana batas–batas lempeng bertemu yang mengakibatkan munculnya banyak gunungapi. Indonesia terletak antara pertemuan tiga lempeng Tektonik besar Indo-Australia, lempeng Benua Eurasia, dan lempeng Pasifik. Aktivitas Gunung Semeru terdapat dikawah Jonggring Saloko yang terletak di tenggara puncak Mahameru. Letusan Gunung Semeru umumnya bertipe Vulkanian dan Trombolian. Letusan Vulkanian dicirikan dengan letusan eksplosif yang kadang-kadang menghancurkan kubah dan lidah lava yang sebelumnya. Selanjutnya terjadi letusan tipe Trombolin yang biasanya terjadi diikuti oleh 1
karena zona lemah terutama disektor lereng timur tenggara. Akibat aktivitas Gunung Semeru gempa yang yang terekam pada stasiun pemantau adalah Gempa bumi vulkanik terjadi akibat adanya aktivitas magma, yang biasa terjadi sebelum gunung api meletus. Apabila keaktifannya semakin tinggi maka akan menyebabkan timbulnya ledakan yang juga akan menimbulkan terjadinya gempa bumi. Berdasarkan kedalaman hiposentrum terdiri dari gempa bumi dalam, menengah dan dangkal. Salah satu metode untuk mengetahui aktivitas gunungapi menggunakan metode seismik. Dasar pemikiranya letusan gunungapi dengan metode seismik, bahwa menjelang letusan pasti ada gejala yang mendahuluinya. Salah satu gejala yang dapat dirasakan terjadinya gempa bumi akibat naiknya kegiatan magma atau gempa vulkanik. Monitoring seismik atau pengamatan terhadap aktivitas seismic gunungapi dapat membantu dalam menentukan status gunungapi, meramalkan letusan, memperkirakan besar letusan dan memahami proses fisika. Pemantauannya didasarkan pada pada rekaman getaran yang gempa Vulkanik. Penentuan koordinat hiposenter pada gempa vulkanik sangat penting untuk diketahui. Apabila diketahui posisi hiposenter berada pada posisi yang berbeda dari kejadian gempa vulkanik sebelumnya, apalagi mengalami kenaikan posisi maka dari kejadian ini di prediksi akan memicu munculnya sebuah kubah lava yang baru. Tetapi bila posisi hiposenter berada pada suatu posisi yang dominan tetap, maka hal ini mengindikasikan bahwa gunung tersebut akan mengalami peningkatan aktivitas. Untuk memantau aktivitas kegempaan vulkanik Gunung Semeru terdapat beberapa stasiun seismik yang dipasang disekitar Gunung Semeru. Stasiun geophone yang terletak di 5 daerah yaitu Puncak Gunung Semeru, Gunung Kepolo, Gunung Laker, Tretes, dan Besuk Bang. Data kegempaan dari setiap stasiun dikirim melalui frekuensi radio ke Pos Pengamatan Gunung Api (PPGA) Semeru di Gunung Sawur Candipuro Lumajang Jawa Timur yang berjarak 11 kilometer dari Gunung Semeru.
Keistimewaan metode seismik satusatunya metode geofisika yang dapat melakukan mapping sekaligus monitoring pada survei gunungapi. Dengan meletakkan lebih dari 1 instrumen perekaman, dapat dilakukan monitoring aktivitas seismik di tempat itu, sekaligus mapping (mencangkup area yang lebih luas). Daerah di sekitar Gunung Semeru merupakan daerah pertanian yang subur. Dilereng timur dan tenggara yang merupakan daerah rawan bencana, terletak tanah pertanian dan permukiman dengan kepadatan penduduk lebih dari 850 jiwa/km². Semakin dekat suatu wilayah dengan letak hiposentrum, maka semakin besar derajat kerusakan yang ditimbulkan oleh gempa, begitu juga sebaliknya. Cakupan daerah terkena gempa ditentukan oleh kekuatan gempa pada hiposentrumnya. METODE EKSPERIMEN Salah satu metode penentuan lokasi hiposenter adalah metode tiga lingkaran, yang disebut juga dengan metode grafis. Sebelum melakukan metode tersebut, terlebih dahulu ditentukan waktu tiba gelombang P dan S yang diterima di stasiun pengamat. Picking arrival time gelombang P dilakukan pada komponen vertical seismogram (karena gelombang p merambat secara longitudinal, tegak lurus dengan komponen vertikal), sementara untuk gelombang S dilakukan pada komponen horizontal (Gelombang S merambat secara transversal, tegak lurus dengan komponen horizontal). Dari selisih waktu tiba gelombang S dengan gelombang P, maka akan diperoleh lokasi hiposenter dengan metode grafis (dengan asumsi kecepatan gelombang P dan gelombang S). Metode ini disebut Metode Wadati (1933) yang diambil dari havskov dan ottemoller (2010), yaitu : ……………………. (1)
2
Dan untuk menggunakan origin time atau waktu datang gempa menggunakan persamaan :
Keterangan : H = kedalaman focus gempa (hiposenter) D = Radius lingkaran (Metode Wadati) = Jarak episentrum terhadap stasiun pengamat Prinsip metode Geiger, yaitu dengan menghitung residual antara waktu pengamatan (observed) dan waktu perhitungan (calculated). Keterangan :
…………………... (2) Keterangan : D Vp Vs tp ts K t
= Radius lingkaran (Metode Wadati) = Kecepatan gelombang P = Kecepatan gelombang S = Waktu tiba gelombang P = Waktu tiba gelombang S = Konstanta omori = origin time waktu datang gempa Kemudian dapat ditentukan titik episenter dari radius setiap lingkaran yang ditentukan oleh gambar dan persamaan berikut : …………….……(3)
= Selisih antara hasil observasi dan hasil kalkulasi pada stasiun ke – i = waktu tempuh gelombang seismic pada stasiun ke-I () dari hiposenter = waktu tempuh yang dikalkulasi berdasarkan model kecepatan bahwa permukaan ………………………………. (5) Berikut adalah perhitungan Metode Geiger (Geiger,1910 dalam Havskov dan ottemoller,2010) : ………….. (6)
Keterangan : Dᵢ = Radius lingkaran ( Metode Wadati) Xᵢ , Yᵢ = Lokasi stasiun ke-i X , Y = Lokasi Episenter Ilustrasi dari metode grafis ( metode 3 lingkaran) menurut persama (1), (2), dan (3) ditunjukkan pada Gambar.
Atau bias dibuat dalam bentuk matriks sebagai berikut : ……………….. (7) Atau : …………………………... (8) Keterangan : Turunan parsial waktu tempuh kalkulasi terhadap lokasi hiposenter inisial: = Perusahaan lokasi hiposenter dan waktu tiba ri = residua tau selisih antar hasil observasi dan hasil kalkulasi pada stasiun ke-i = jumlah stasiun
Gambar 1. lokasi episenter yang diperoleh dari metode tiga lingkaran.
Keterangan lokasi episenter yang diperoleh dari metode tiga lingkaran, dimana Sᵢ adalah titik pusat lingkaran (lokasi stasiun), dan dᵢ adalah jari – jari lingkaran yang diperoleh dari metode Wadati (Wadati , 1933)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Untuk menentukan hiposenter atau kedalaman focus gempa, digunakan persamaan (4). ………………………….. (4)
Dalam mengkarakteristik Gempa vulkanik dangkal dan dalam, dilakukan proses seleksi data digital yang terekam dari 3
seismometer yang terletak dikawasan Gunungapi Semeru. Hasil dari seleksi data yang telah dilakukan dengan menggunakan software LS7-WVE, diperoleh 19 event yang dapat dianalisis selama bulan Januari–Desember. Event tersebut dipilih karena memiliki sinyal yang bagus. Dalam penentuan kedalaman hiposenter, pengolahan yang dilakukan adalah penentuan kedalaman, unuk mengetahui distribusi penyebaran hiposenter. Hasil koordinat hiposenter dengan acuan stasiun puncak sebagai pusat awal lokasi.
(b)
(c)
(a)
(d)
4
hiposenter dan episenter bulan Maret, (d) hiposenter dan episenter bulan April, (e) hiposenter dan episenter bulan Nopember, dan (f) hiposenter dan episenter bulan Desember. Vulkanik Gunung Semeru dari bulan Januari–Desember 2013 merupakan gempa vulkanik dangkal dan gempa vulkanik dalam. Dari episenter dan hiposenter pada gambar diatas (a) 1-31 Januari 2013, (b) 1-28 Februari 2013, (c) 1-31 Maret 2013, (d) 1-30 April 201, (e) 1-30 November 2013, dan (f) 1-31 Desember 2013 sebaran gempa pada periode Januari 2013 terdapat pada kedalaman 2.510-10.592 m dibawah puncak. Sebaran gempa pada periode Februari 2013 terdapat pada kedalaman 1.172 m dibawah puncak. sebaran gempa pada Maret 2013 terdapat pada kedalaman 215-10.869 m dibawah puncak. sebaran gempa pada April 2013 terdapat pada kedalaman 4-16.125 m dibawah puncak. Sebaran gempa pada November 2013 terdapat pada kedalaman 10911.532 m dibawah puncak. sebaran gempa pada periode Desember 2013 terdapat pada kedalaman 2510 m dibawah puncak. (e) KESIMPULAN Dari hasil data dan analisis yang dilakukan pada data rekaman seismik aktivitas Gunung Semeru, maka penulis dapat menyimpulkan sebagai berikut : 1. Vulkanik Gunung Semeru dari bulan Januari – Desember 2013 merupakan gempa vulkanik dangkal dan gempa vulkanik dalam. . Distribusi hiposentrum dan episentrum memiliki pola menyebar disekitar Gunung Semeru berada pada daerah 8°-8025 LS dan 112070 - 113°15 BT. 2. Perkembangan aktivitas vulkanik Gunung Semeru pada Januari-Desember 2013 mengalami peningkatan ditandai dengan gempa Vulkanik Dangkal (VB) dan gempa Vulkanik Dalam (VA) pada awal tahun yaitu bulan Januari, Februari, Maret, November, dan Desember. Dipereroleh gempa bersumber di sekitar Gunung Semeru dengan Kedalam 2 m dari puncak, serta beberapa gempa yang tersebar di bagian timur dan tenggara. Selama
(f) Gambar 2. Hasil olahan GAD dan Origin8 (a) hiposenter dan episenter bulan januari, (b) hiposenter dan episenter bulan Pebruari, (c) 5
periode ini teramati adanya pendangkalan Gempa Vulkanik yang mengindikasikan adanya pengaruh fluida atau magma kedalaman yang lebih dangkal. Secara umum pendangkalan Gempa Vulkanik tidak memicu perubahan signifikan dari aktivitas Vulkanik Gunung Semeru, serta berstatus normal.
Hasanuddin Z. Abidin, HeriAndreas , Dinar Maulana , M. Hendrasto, M. Gamal& Oni K. Suganda. 2004. Penentuan Tinggi Orthometrik Gunung Semeru Berdasarkan Data Survei GPS dan Model Geoid EGM 1996. PROC. ITB Sains & Tek.Vol. 36 A, No. 2, 2004, 145-157 145.Departemen Teknik Geodesi, Institut Teknologi Bandung (ITB).
DAFTAR RUJUKAN A. W. Coburn, R. J. S. Spence, A. Pomonis. 1994. Mitigasi Bencana (EdisiKedua). Cambridge Architectural Research Limited.
Hidayati, Y. Suparman, dan A. Loeqman. 2001. Mekanisme Fokus dan Parameter Sumber Gempa Vulkano-Tektonik di Gunung Guntur, Jawa Barat. Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi, Badan Geologi Bandung.
Agus Krisbiantoro. 2011. Analisis Ejeksi Dan Dispersi Awan Debu Vulkanik Gunung Semeru Jawa Timur. Jurnal Neutrino Vol.4, No.1.
Jarayanih. 2011. Geologi Dan Studi Potensi Likuifaksi Daerah Srihardono Dan Sekitarnya Kecamatan Pundong Kabupaten Bantul Propinsi Daerah Istimewa Yogyakarta. Skripsi : Jurusan Teknik Geologi, Fakultas Teknologi Mineral, Universitas Pembangunan Nasional “Veteran” Yogyakarta.
Ashar Muda Lubis dan Arif Ismul Hadi. 2005. Analisis Kecepatan Gelombang Seismik Bawah Permukaan di Daerah yang Terkena Dampak Gempa Bumi 4 Juni 2000 (Studi Kasus: Kampus Universitas Bengkulu). Jurnal GradienVol. 1 No. 2 Juli 2005: 69-73. Boko
Joachim Wassermann. 2011. Volcano Seismology. Geophysikalisches Observatorium der Ludwig-Maximilians Universitat Munchen, Ludwigshohe 8, D-82256 Fursten feldbruck, Germany.
Nurdiyanto, Eddy Hartanto, Drajat Ngadmanto, Bambang Sunardi, Pupung Susilanto. 2011. Penentuan Tingkat Kekerasan Batuan Menggunakan Metode Seismik Refraksi. Jurnal Meteorologi dan Geofisika Vol. 12 No. 3 Desember 2011: 211-220.
Kartika Andryana, Sukir Maryanto, Adi Susilo, Hetty Triastuti. 2011. Mekanisme Fokus Gempa Vulkanik Tipe A Gunung Semeru Jawa Timur Indonesia. Natural B Vol. 1 No. 2 Oktober 2011.
Deden Wahyudin. 2010. Aliran lava produk letusan celah Tahun 1941 serta kemungkinan terjadinya letusan samping baru di Gunung Semeru Jawa Timur. Jurnal Lingkungan dan Bencana Geologi, Vol. 1 No.3 Desember 2010: 199 – 211.
Krisbiantoro, Agus. 2011. Analisis Ejeksi dan Dispersi Awan Debu Vulkanik Gunung Semeru Jawa Timur. Jurnal Neutrino Vol. 4 No. 1 Oktober 2011. Mohammad Hasib, Sukir Maryanto, Ahmad Nadhir. 2002. Analisis Komponen Volatil Dan Laju Alir Lava Pada Erupsi Gunung Semeru, Jawa Timur. Skripsi: Jurusan Fisika, Fakultas MIPA, Universitas Brawijaya Malang.
E. Kriswati, Y. E. Pamitro, A. Basuki. 2010. Mekanisme Gempa Vulkanik Gunung Talang Pasca Gempa Tektonik Mentawai Tahun 2007-2009 Sumatera Barat. Jurnal Geologi Indonesia Vol. 5 No. 3 September 2010: 209-218
6
Novianty, Anita. 2011. Penyesuaian Dusun Jangka Panjang Ditinjau dari Resiliansi Komunitas Pasca Gempa. Jurnal Psikologi Vol. 38 No. 1 Juni 2011: 3039.
Stasiun Observasi UGM. Makara Vol. 12 No. 2 November 2008: 134-145. Sri Wahyuningsih, Gatot Yuliyanto, M. Irham Nurwidyanto. 2006. Interpretasi Data Seismik Refraksi Menggunakan Metode Reciprocal Hawkins danSoftware SRIM (StudiKasus Daerah Sioux Park, Rapid City, South Dakota, USA). Berkala FisikaVol. 9 No. 4 Oktober 2006: 177184.
Nurul Priyantari dan Agus Suprianto. 2009. Penentuan Kedalaman Bedrock Menggunakan Metode Seismik Refraksi di Desa Kemuning Lor Kecamatan Arjasa Kabupaten Jember. Jurnal Ilmu Dasar Vol. 10 No. 1 2009: 6-12.
Sukatja, C. Bambang. 2012. Sistem Prakiraan Aliran Debris dengan Frekuensi 2 Meter Band (Studi Kasus di Gunung Semeru). Kolokium Hasil Litbang Sumber Daya Air 2012.
Refrizon dan Suwarsono. 2006. Hubungan Aktivitas Gempa Tektonik Daerah Subduction Indo-Australia Eurasia Segmen Enggano Tahun 2000 Dengan Aktivitas Gempa Vulkanik Gunungapi Kaba Dan Dempo Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Bengkulu, Indonesia. Jurnal Gradien Vol. 2 No. 2 Juli 2006 : 167-171. Riyanto, Budi. 2010. Inversi Metodologi. FMIPA UI.
Supriyanto Rohadi, Sri Widiyantoro, Andri Dian Nugraha, Masturyono. 2012. Relokasi Hiposenter Gempa di Jawa Tengah Menggunakan Inversi Tomografi Double-Difference Simultandan Data dari Katalof Meramex. JTM Vol. XVIII No. 2/2012.
Seismik
Susilawati. 2004. Seismik Refraksi (Dasar Teori & Akuisisi Data). USU Digital Library.
Roemaf, Siti Rahmatul Aslamiah. 2013. Analisis Sesar Aktif Menggunakan Metode Focal Mechanism (Studi Kasus Data Gempa Sepanjang Cincin Api Zona Selatan Wilayah Jawa Barat pada Tahun 19992009). Jurnal Neutrino Vol. 5 No. 2 April 2013.
Wahyudin, Deden. 2010. Aliran Lava Produk Letusan Celah Tahun 1941 serta Kemungkinan Terjadinya Letusan Samping Baru di Gunung Semeru Jawa Timur. Jurnal Lingkungan dan Bencana Geologi Vol. 1 No. 3 Desember 2010: 199-211.
Romsi Yatin dan Abdul Basid.2012. Penentuan Sebaran Hiposenter Gunungapi Merapi Berdasarkan Data Gempa Vulkanik Tahun 2006.Jurnal Neutrino Vol. 4 No. 2 April 2012. Romsiyatin1, Abdul Basid. 2012. Penentuan Sebaran Hiposenter Gunungapi. Jurnal Neutrino Vol.4, No. 2 April 2012. Prosiding ITB Sains & Tek.Vol. 36 A, No. 2, 2004, 145-157 145. Santosa, Bagus Jaya. 2008. Struktur Kecepatan Gelombang S di Bawah Indonesia melalui Analisis Seismogram GempaGempa Bumi di Sekitar Indonesia pada
7
