PEMODELAN GELOMBANG TSUNAMI AKIBAT GEMPA BUMI TEKTONIK DASAR LAUT DI DAERAH PULAU NIAS DAN SEKITARNYA SKRIPSI METAR YOSEPLIN HUTAURUK

PEMODELAN GELOMBANG TSUNAMI AKIBAT GEMPA BUMI TEKTONIK DASAR LAUT DI DAERAH PULAU NIAS DAN SEKITARNYA

SKRIPSI

METAR YOSEPLIN HUTAURUK 080801062

DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013

Universitas Sumatera Utara


SKRIPSI

Diajukan untuk melengkapi dan memenuhi syarat mencapai gelar sarjana sains


DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013


PERSETUJUAN

Judul

:

Kategori Nama Nomor Induk Mahasiswa Program Study Departemen Fakultas

: : : : : :

PEMODELAN GELOMBANG TSUNAMI AKIBAT GEMPA BUMI TEKTONIK DASAR LAUT DI DAERAH PULAU NIAS DAN SEKITARNYA SKRIPSI METAR YOSEPLIN HUTAURUK 080801062 SARJANA (S1) FISIKA FISIKA MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

Diluluskan di Medan, 07 Mei 2013

Diketahui/disetujui oleh: Pembimbing I

Pembimbing II

Dr. Mester Sitepu, M.Sc, M.Phill NIP.195503161982031002

Retno Agung PK, M.Si NIP. 198010032006041006

Ketua Departemen Fisika FMIPA USU

Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003


PERNYATAAN


SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, 07 Mei 2013


PENGHARGAAN


Takut akan TUHAN adalah permulaan Pengetahuan (Amsal 1:7) Terima kasih saya panjatkan kepada TUHAN YME Pemilik Alam Semesta atas TuntunanNYA dan Kasih Setia-NYA, penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini. Ucapan terimakasih penulis sampaikan kepada orang – orang yang menjadi bagian hidup penulis, Terimakasih yang sebesar – besarnya kepada : 1. Kedua Orang tua saya B. Hutauruk dan A. Br. Sinaga; orangtua yang membimbing dan membesarkan dan setia mendoakan penulis sedari kecil, atas cinta kasih, teladan, dan semangat untuk selalu memberi yang terbaik kepada penulis. Dan juga saudara-saudara penulis dari kecil sampai sekarang ( Grace Kristin Hutauruk, Isra S Hutauruk, Mikka Patri Hutauruk) 2. Dr. Marhaposan Situmorang dan Dr. Syahrul Humaidi, M.Sc, Ketua dan Sekretaris Departemen Fisika, serta seluruh staf pengajar dan pegawai Departemen Fisika yang selalu memperhatikan terutama proses studi di Departemen Fisika FMIPA USU. 3. Bapak Dr. Mester Sitepu, M.Sc, M.Phill sebagai dosen pembimbing yang memberikan waktu, tenaga, serta bimbingannya kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. Ucapan terima kasih juga kepada Dr. Anwar Darma Sembiring selaku Dosen Wali penulis selama mengikuti perkuliahan dan semua dosen di Fisika USU. 4. Ibu Dr. Zuriah Sitorus MS. Kepala Laboratorium Instrumentasi Digital, yang membimbing penulis dan mempercayakan penulis di dalam menjalankan tugas di laboratorium Intrumentasi Digital dan juga rekan-rekan asisten di Laboratorium (Rieni K Sitanggang, Poltak Simarmata, Ferdi A) 5. Bapak Retno Agung PK, M.Si pegawai BMKG Medan yang membantu membimbing penulis selama penelitian 6. Tulang S. Sinaga yang mendukung penulis dalam menyelesaikan penelitian ini. 7. Tulang Patar & Patiar yang membantu penulis selama ini. 8. Untuk seluruh mahasiswa Fisika USU khususnya stambuk 2008 Yuni, Nyta, Nya, Bora, Elizabeth, Ervina, Putri, Theresia, Elda, Mangara, Donal, Eben, Asman, Bheng an, Andes, Indra, Perdana, Rolas, Zulkar, Martin, Hiras, Albert, Roni, teman seperjuagan penulis dalam menyelesaikan studi ini. 9. Semua Pribadi yang memberi dukungan dan semangat kepada penulis.

Kasih karunia dan Damai Sejahtera Tuhan Yesus Kristus menyertai kita semuanya. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun demi penyempurnaan isi dan analisa yang disajikan. Akhir kata, semoga tulisan ini bermanfaat bagi pembaca. Medan 07 Mei 2013 Penulis


ABSTRAK


ABSTRAK

Pulau Nias merupakan tempat pertemuan lempeng Indo – Australia dengan Eurasia. Karena Pulau Nias terletak di pantai barat Sumatera dan berbatasan langsung samudera Indonesia, maka gempa bumi yang terjadi berpotensi membangkitkan tsunami. Bencana tsunami yang pernah terjadi di pantai barat Sumatera ini telah memicu berbagai pihak di Indonesia maupun dari dunia internasional untuk memprediksi terjadinya tsunami serta melakukan mitigasi bencana untuk mengurangi dampak dan kerugian akibat bencana tersebut. Penelitian ini dilakukan di BMKG Wilayah I Medan. Penelitian ini menggunakan model tsunami WinITDB ( Windows Integrated Tsunami Data Base ). Model tsunami ini salah satu model tsunami yang dapat memprediksi waktu tiba gelombang tsunami (Tsunami Travel Time) dari sumber pembangkit gelombang tsunami ke daerah pesisir pantai yang terkena tsunami. Data gempa dan tsunami seperti panjang patahan, lebar patahan, episenter gempa diperlukan sebagai input model. Data tersebut diperoleh dari USGS (Survey Geologi Amerika Serikat) dan data tersebut diolah dan hasilnya berupa sebaran gelombang tsunami dari sumber ke semua daerah pesisir pantai yang terkena terjangan tsunami.

Kata kunci : gempabumi, tsunami, lempeng tektonik, waktu tiba tsunami, WinITDB


ABSTRACT

TSUNAMI MODELING CAUSED BY THE SEA TECTONICS EARTHQUAKE IN NIAS ISLAND AND IN THE REGION AROUND

ABSTRACT

Nias Island is the region of confluence of Indo – Australia plate with Eurasia plate. Because Nias island is situated on the west coast of Sumatra and the adjacent Indonesia ocean, so the earthquake has the potensial to generated tsunami. Tsunami disaster that has ever happened on the west coast of Sumatra has triggered various parties in Indonesia as well as from the international community as well as to predict the occurrence of tsunami disaster mitigation to reduce impacts and losses caused by the disaster. The research was conducted in BMKG Regional I Medan. This study uses a model of tsunami WinITDB (Windows Integrated Tsunami Data Base). Tsunami model is one model that can predict tsunami wave arrival time of tsunami (Tsunami Travel Time) of tsunami wave generation sources to the coastal areas affected by tsunami. Data of earthquake and tsunami included length rupture, width rupture and epicentrum required as input model. Data obtained from the USGS (United States Geoloical Survey) and data are processed and the results of the distribution of tsunami waves from the source to all the coastal areas affected by the tsunami.

Keywords WinITDB

: earthquake, tsunami, tectonics plate, arrival time of tsunami ,


DAFTAR ISI

Persetujuan Pernyataan Penghargaan Abstrak Abstract Daftar Isi Daftar Tabel Daftar Gambar Daftar Lampiran

BAB I

halaman i ii iii iv v vi ix x xi

PENDAHULUAN 1.1. 1.2. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6.

BAB II

Latar Belakang Perumusan Masalah Batasan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Sistematika Penulisan

1 3 4 4 5 5

TINJAUAN PUSTAKA 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6. 2.7.

Bencana Geologis di Indonesia 6 Sumatra Subduction Zone (Zona Subduksi Sumatra) 7 Kondisi Tektonik Pulau Nias 9 Lempeng Tektonik 10 Ring Of Fire 12 Tsunami 13 Penyebab Terjadinya Gelombang Tsunami 17 2.7.1. Gempa Bumi Bawah Laut (Undersea Earthquake) 17 2.7.2. Longsoran Lempeng Bawah Laut ( Undersea Landslides) 18 2.7.3. Aktivitas Vulkanik ( Volcanic Activities ) 18 2.7.4. Tumbukan Benda Angkasa Yang Jatuh 18 2.8. Gempa Bumi Penyebab Gelombang Tsunami 19 2.9. Besar Skala Tsunami 19 2.9.1. Magnitudo Tsunami 19 2.9.2. Intensitas Tsunami 20 2.9.3. Hubungan Magnitudo Gempa Dengan Magnitudo Tsunami 20 2.9.4. Skala Imamura 21 2.9.5. Hubungan Magnitudo Dengan Kedalaman Pusat Gempa 21


2.10. Karakteristik Dan Kecepatan Tsunami 2.11. Ciri-Ciri Terjadinya Tsunami 2.12. Dampak Terjadinya Tsunami

22 25 26

2.13. 2.14. 2.15. 2.16. 2.17. 2.18.

28 29 31 33 38 41

BAB III

Pemodelan Tsunami Model Deformasi Patahan Dan Parameter Gempa Bumi Sistem Sesar (Fault System) Dasar Pemodelan Tsunami Penentuan Parameter Sumber Tsunami Instrumentasi Dalam Sistem Peringatan Dini Tsunami

METODE PENELITIAN

3.1. 3.2. 3.3.

Waktu dan Tempat Penelitian Metode penelitian Alat dan bahan Yang Digunakan 3.3.1. Alat Penelitian 3.3.2. Bahan Penelitian 3.4. Prosedur penelitian 3.4.1. Studi literatur 3.4.2. Pengambilan data gempa 3.4.3. penentuan sumber pembangkit tsunami 3.4.4. parameter Gempa 3.4.5. Model WinITDB 3.4.6. Daerah Nias dan Sekitar yang terimbas tsunami 3.4.7. Waktu tiba Tsunami (Tsunami Travel Time/TTT) 3.4.8. Menjalankan Aplikasi WinITDB 3.5. Proses Analisis 3.5.1. proses analisa data dengan WinITDB 3.6. Diagram Blok Penelitian

BAB IV

43 43 44 44 44 45 45 47 49 49 50 51 52 52 54 54 60

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1.

Analisi Hasil 63 4.1.1. Parameter Gempa Berpotensi Membangkitkan Tsunami 64

4.2.

Model Penjalaran Waktu Tiba Tsunami (Tsunami Travel Time) di Pulau Nias Pantai Barat Sumatra 4.2.1. Gempa Bumi Dan Tsunami Nias 28 Maret 2005 4.2.1.1 Analisa Tsunami Travel Time Gempa Nias 28 Maret 2008 4.2.1.2 Analisa Tsunami Travel Time Gempa Nias 28 Maret 2008

65 66 67 68


4.3.

4.4.

BAB V

Gempa Bumi Dan Tsunami Mentawai 25 Oktober 2010

70

4.3.1. Mekanisme Gempa bumi 4.3.2. Model penjalaran Waktu Tiba Tsunami (Tsunami Travel Time) Gelombang Tsunami Mentawai 25 Oktober 2010

70 72

4.3.3. Analisa Pengaruh Jarak Terhadap Waktu Tempuh 4.3.4. Observasi Tsunami Pada Tide Gauge Padang 4.3.5. Perbandingan hasil waktu tiba tsunami antara laporan BMKG dan Hasil Penelitian Untuk Tsunami Mentawai

74 76 79

Variasi Data Parameter Gempa Berpotensi Tsunami

80

4.4.1. Variasi Kedalaman Pusat Gempa 4.4.2.. Variasi Besar Magnitudo Gempa 4.4.3. Variasi Titik Pusat (Episenter) Gempa 4.4.4. Variasi Panjang Dan Lebar Patahan Sesar

80 84 88 89

KESIMPULAN DAN SARAN

92

DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN


DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1 Tabel 2.2 Tabel 2.3 Tabel 2.4 Tabel 2.5 Tabel 3.1 Tabel 3.2 Tabel 3.3 Tabel 3.4 Tabel 4.1 Tabel 4.2 Tabel 4.3 Tabel 4.4 Tabel 4.5

Tabel Nama Lempeng yang Membentuk Litosfer. 12 Magnitudo Tsunami dan Ketinggian Tsunami 20 Skala Tsunami 21 Tabel kecepatan tsunami bergantung kedalaman laut 24 Sejarah peristiwa tsunami di samudera Indonesia 27 Daftar Kejadian Tsunami Di Pantai Barat Sumatra 45 Kejadian Tsunami dari Tahun 1979 s/d 2008 48 Tabel Parameter Gempa Bumi Untuk Model Tsunami 50 Titik Daerah Terimbas Tsunami 51 Tabel Parameter Gempa Model Tsunami Nias 28 Maret 2005 66 Tsunami Travel Time gempa Nias 28 Maret 2005 69 Tsunami Travel Time gempa Nias 28 Maret 2005 70 Tsunami Travel Time Ke Daerah Terimbas 74 Waktu Tempuh Model Tsunami Saat Gempa 75 Mentawai 25 oktober 2010 Tabel 4.6 Laporan Waktu Tiba Tsunami (Laporan BMKG) 79 Tabel 4.7 Waktu Tiba Tsunami ( Hasil Penelitian) 80 Tabel 4.8. Waktu Tempuh Gelombang Tsunami Dari Sumber Tsunami Ke 82 Daerah Pantai Dengan Kedalaman Pusat Berbeda. Tabel 4.9 Jarak Episenter Ke Titik Pengamatan 84 Tabel 4.10 parameter gempa dengan magnitudo berbeda pada kedalaman sama 85 Tabel 4.11 Waktu Tiba Tsunami Dengan Magnitudo Berbeda Dan posisi Episenter Sama 85 Tabel 4.12. Hasil waktu tempuh variasi panjang patahan 91


DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Peta sumber gempa di Indonesia Gambar 2.2. Lapisan Dalam Inti Bumi Gambar 2.3. Kondisi tektonik pulau Sumatra dan Nias Gambar 2.4. Zona Subduksi di Pantai barat Sumatera Gambar 2.5. Peta Lempeng tektonik bumi Gambar 2.6. Peta ring of fire / cincin api Gambar 2.7. Zona Ancaman Bencana Tsunami Di Indonesia Gambar 2.8. Proses Terjadinya tsunami Gambar 2.9. Asteroid jatuh ke samudra Gambar 2.10. Peristiwa Tsunami Gambar 2.11. Parameter Patahan/ Sesar Pembangkit Tsunami Gambar 2.12. Jenis-jenis Sesar Gambar 3.1. Peta Sumber historis tsunami di Pantai barat Sumatra Gambar 3.2. Peta Sumber Gempa Yang Menimbulkan Tsunami Gambar 3.3. Parameter Patahan Gambar 3.4. Daerah Titik Pengamatan Sebaran Tsunami Gambar 3.5. Tampilan Program Hubungan Empiris Wells Dan Coppersmith Gambar 3.6. Tampilan WinITDDB dalam Dekstop Gambar 3.7. Tampilan Awal WinITDB Gambar 3.8. Tabel Source Parameter Gambar 3.9. Tampilan Menu Untuk Kalkulasi Data Input Gambar 3.10. Menu Star Modeling Gambar 3.11. Tampilan Menu Modeling Data Input Gambar 3.12. Proses Simulasi Gelombang Tsunami Gambar 3.13. Tampilan Progres Modeling Tsunami Gambar 3.14. Diagram Alir Penelitian Gambar 4.1 Mekanisme Terjadinya Tsunami (COMET Program) Gambar 4.2 Sebaran Gelombang Tsunami Dari Titik Pusat pembangkit Tsunami. Gambar 4.3 Sebaran Gelombang Tsunami Dari Titik Pusat pembangkit Tsunami Gambar 4.4. Peta Distribusi Gempabumi Susulan Mentawai, 25 Oktober 2010 Gambar 4.5. Hasil Laporan Survey (BMKG) Gambar 4.6 Sebaran Tsunami Dengan WinITDB Pada Tsunami Mentawai 2010 Gambar 4.7. Grafik Waktu Tiba Ke Daerah Terimbas Gambar 4.8. visualisasi tsunami mentawai 2010

Halaman 6 7 8 9 12 13 15 17 19 23 29 33 46 47 49 52 55 55 56 56 57 57 58 59 59 60 65 68 70 72 73 74 76 77


Gambar 4.9. Rekaman tide gauge pada Stasiun Padang Gambar 4.10 Rekaman Tide Gauge pada Stasiun Padang Gambar 4.11 Rekaman tide gauge pada stasiun Enggano Gambar 4.12 Time Line Tsunami Mentawai Gambar 4.13. Peta Lokasi Episentrum Gempa Nias 28 Maret 2005 Gambar 4.14. Tampak Melintang Kedalaman Pusat Gempa Gambar 4.15. Model Penyebaran Dan Penjalaran Gelombang Tsunami Gambar 4.16. Grafik Waktu Tiba Tsunami Dari Sumber Ke Titik Pantai Dengan Sumber Berbeda Dan Posisi Sumber Tetap Gambar 4.17. Titik merah menunjukkan episenter gempa Gambar 4.18. Grafik Waktu Tiba Tsunami Ke Pantai Dengan Magnitudo Berbeda Dengan Posisi Pusat Gempa Yang Sama Gambar 4.19. Visualisasi Penyebaran Gelombang Tsunami Gambar 4.20. Peta Seismisitas Pulau Nias Gambar 4.21. Posisi Sumber Gempa Gambar 4.22. grafik hubungan panjang patahan dengan waktu tiba tsunami ke daerah barus

78 78 79 79 82 82 83 83 84 86 87 88 89 91

DAFTAR LAMPIRAN LAMPIRAN A LAMPIRAN B LAMPIRAN C LAMPIRAN D LAMPIRAN E LAMPIRAN F


PEMODELAN GELOMBANG TSUNAMI AKIBAT GEMPA BUMI TEKTONIK DASAR LAUT DI DAERAH PULAU NIAS DAN SEKITARNYA SKRIPSI METAR YOSEPLIN HUTAURUK

Recommend Documents