JURNAL FISIKA DAN APLIKASINYA
VOLUME
3, NOMOR 1
JANUARI
2007
Struktur Kecepatan Gel~mbang S antara Episenter Gempa Bumi C022801L dan Stasiun Observasi KDAK dan INK melalui Ana6sis Seismogram Sagus Jaya Santosa* Jurusan FlSiIrD, FMlPA, ITS, Jl Arif Rahman Hakim 1, Kompus ITS SukolUo, Surabaya 60111, Indonesia, TeJplFax ++62 31594 3351
Abstraet· AnaIisa kuantitatif a1Ds seismogram berupa pengukuran waktu tiba gelombaDg S pada jarak episenttal dekat adatah tidak mudah, kaIena gelombaDg S tiba dekat dan tenggelam daIam gelombaog Love, sebingga penentuan wakIu tiba S menjadi tidak jelas. Dalam penelitian ini sttuktur kecepalUII S diinvestigasi meIalui 8IIII.Iisa seismogram. gempa C022801L deogan seismogram sintet:ilaiya di stasiun KDAI(, Alaska dUll INK. Kanada. Seismogram terukur dibandingkao terbadap sintetiknya daIam domain waktu dan ketiga kmnponen ruang liecam simultan. Seismogram sintetik dihitung deogan progmm GEMINL Input awal untuk meng1ritnng seism0gram sintetik ada1ab model bumi PREMAN dan solusi CMT dati gempa tersebut. FIlter luw-posa Butterworth deogan frekuensi sudut pada 20 mHz dikenalcan pada seismogram obserwsi dan sintetik. Pengamatan menunjukkan penyimpangan nyata pada waktu tempuh dan waveform bebempa fuse gelombang, yaitu gelombang S, gelombang permukaan Love danRayleigh dan gelombang SCS. Penelitian ini menunjukkan, bugaimana pekanya waveform terbadap struktur bumi. Penelitian ditujukan untuk menyelesaikan diskrepansi yang dijumpai pada gelombang-gelombang S, Love dan Rayleigh dUll SCS, di stasiun observasi KDAK. Untuk mendapatkan pcngepusan seismogram diperlukan koreksi alas struktur kecepatan S daIam model bmni, yaitu perubahan ketebalan kulit bumi. model kecepa1an Ph di upper mantle meliputi gradient kecepatan Ph dan besar koefisien..Imef order nol untuk fl,. dan {J., alas dislaepansi pada geJombang pemmkaan Love dan Rayleigh. Komksi alas penyimpangan pada gelombang S dilakukan pada sistim perlapisan bumi dati upper mantle biDgga keda1aman 630 kID, sedangkan untuk fuse gelombang SCS koreksi dilAksanakan bingga kedalaman CMB (2890 km). RIling seismogram diperoleh pada waveform beJbagai fuse gelombaog, yaitu geIombang s, ScS dan gelombang pemmkaan Love dan Rayleigh, baik pada waktu tempuh osilasi utama dan jumlah osilasi, khuswmya pada gelombBDg Love. Hasil ini menunjukkan babwa anisotropi terjadi tidak banya di upper mantle tetapi biDgga Japisan bumi yang lebih da1am, bingga CMB. KEYWORDS: Seismogmm, Model Kecepatan S daD Upper Mantle -
L
PENDAHULUAN
Gempa C02280IL adalah gempa kuat, terjadi pada tanggal2S Februari 2001 eli Washington, USA dengan magnitudo pada skala Richter 6.5. Akibat gempa ini seluruh isi bumi bergetar, sehingga semua tempat eli permukaan bumi dapat memsakan getamn tanah alo."bat gempa tersebul Getarao I pergerakan ta.nah dapat diukur melalui seismometer eli stasiun seismogram, eliubah dari satuan kecepatan [mm/dt] menjadi satuan tegangan Iistrik (mV), direkam Bebagai deret waktu dan disajikan kembali sebagai seismogram. Seismogram adalah data runtun waktu yang tersusun atas fase..fase gelombang yang kompleks, bemsal dati reOeksilreftaksi yang terjadi eli dalam bumi, sehingga seismogram tersusun atas berbagai fuse gelombang yang rumit. AuaIisa kuantitatif utama pada seismogram adalah men-
*B-NUUL:
[email protected]
® Jmusan Fisika FMIPA ITS
CMB,Wavefimn
catat waktu-waktu tiba beberapa fase-fase gelombang utama, polaritas gelombang P dan S. Waktu tiba yang paling mudah diamati adalah first break P. AuaIisa kuantitatif lain adalah mengukur kecepatan fase I group terhadap perioda I ftekuensi pada gelombang pemrukaan. disebut sebagai anaIisa dispersi. Namun data pada analisa dispersi adalah bubungan antata kecepatan fuse /group terhadap ftekuensi dan ini adalah data
sekunder. Dari catatan atas waktu tempuh fuse· gelombang dapat ditumnkan deskripsi tentang model-model bumi, seperti SPREM, PREMAN, Ocean [I], 1AsPEI91 [2] danAKl35 [3], baik~ del bumi global ataupun regional. Model bumi global dibentuk berdsarkan analisa mta-mta kecepatan gelombang seismik: yang diperolOO dari nlman gempa dan terekam 0100 jaringan seismografmondial. Adanya perbedaan kecepatan gelombang dari satu gempa yang tercatat di satu tasiun tentunya sudab dapat eliperkirakan, lihat Katalog dari Intemosional Seismological Catalog (lSC). Dad polarltas gelombang dan amplitudo daIam seismogram dituruokan deskripsi mengenai solusi CMT gempa bumi, baik lokasi biposenter, waktu terja070105-1
J. PIS. DAN APL., VOL. 3, No. I, JANUARI 2007
DAGUS JAYA
dinya gempa dan mekanisme gempa [4, 51. Himpunan data waktu tempuh yang dibentuk oleh pasangan biposenter - stasiun-stasiun observasi atas berbagai fuse gelombang dari obuan gempa bumi, daIam waktu puluban tahun dapat mencapai jumlah bingga jutaan data. Jumlah besar didapatkan untuk pengukumn waktu tiba gelombang P. Tetapi jumlah data untuk waktu b.oo gelombang S banya di bawah 1 % [1] dari jumlah keselunIhan data wak.tu tempub. KeciJnya jumlah data waktu tempuh g~lombang S kmena su1itnya mengukur waktu b.oo gelombang yang tidale datang di awal (dalam rentetan gelombang-gelombang yang kompleks) dan mengandung ftekuensi rendah • Struktur model bumi, IASPEI91. SPREM dan modelmodel bumi lanjutan dengan resolusi yang lOOih rinci dari 1mdua model bumi standard diturunkan dati data waktu tem.puh. Parameter elastik.yang diperoleh dengan metoda wak.tu tempub gelombang hanya kecepatan rambat gelombang P dan S, dimaoa struktur kecepatan P dideskripsi dengan lebih almrat daripada struktur kecepatan S, karenajumlah datanya yang Iebih banyak dan faktor kualitas data yang lebih baik. Parameter elastik yang lain, misal mpat massa, faktor kualitas redaman dan aniBotropi didapatkan dengan menggunakan metoda analisa dispersi pada gelombang pennu1aum per komponen Kartesian, dimaoa dicari hubungan antara kecepatan faselgroup gelombang terhadap perioda. Dua metoda kuantitatifyang digunakan untuk menganalisa seismogram di atas hanya mengevaluasi sedikit informasi tertentu daIam sebuah deret waktu seismogram, yaitu bebempa titik dalam deret waktu seismogram. Penelitian dalam tuIisan ini menggunakan metoda perbandingan seismogram teruk:ur dan sintetik dalam domain waktu dan ketiga komponen mang secara simultan. Masalah yang dijumpai dalam penelitian ini, apakab model-model bumi standard yang didapat dengan mengolah sedikit informasi daIam seismogram tersebut di atas dapat memberikan kembali seismogram sintetik yang menyerupai seismogram observasi, jika analisa waveform pcnub dilaksanakan dengan ftekuensi corner pada 20 mHz. Metoda ini ada1ah yang terkini [6, 7], kareDa keseluruhan informasi yang terkandung dalam seismogram akan diteliti melalui analisa waveform, bukan semata informasi-informasi tertentu daIam seismognun. Ada banyak: penelitian tentang model-model bumi di daemh riset ini, yaitu Amerika Utara, dengan resolusi yang lebih detil daripada model bumi global [8-10], dimana data utama yang dievaluasi ada1ah tetap data waktu tempub gelombang dan analisa dispersi pada gelombang pennukaan. Riset ini meneliti kembali model bumi di bwah sudut Barat-Utata beDUB Amerika Utata melalui perbandingao seismogram dalam domain wa.ktu dan ketiga komponen secara simultan. Seimogram sintetik dihitung dengan program GEMINI [II, 12], dimaoa inpu1nya ada1ah model bumi elastik lengkap, keterangan CMT dari gempa C022801L dan kedudukan stasiun-stasiun observasi. Guna membatutingkan seimogram terukur dan sintetik daIam satuan yang sarna, yaitu kecepatan mmldt, digunakan'file response dari stasiun-stasiun observasi. Data seismogram ada1ah milik Incorporated Research Institutions for Seismology (IRIS), dan didapat meJalui hubungan internet File response stasiun observasi melekat bersamaden-
S.
gao data seismik. Seismogram ditentukan oleh tiga &.ktor, yaitu model. bumi, solusi CMT dan tanggap response dati sistim peralatan seismometer di stasiun observasi. DaIam riset ini solusi CMT dibiarkan, sebagairnana diumumkan oleh Univ. Harvard (bttp:lIwww.seismology.barvard.edulCMTsearch.html). tanggap response dari sistim peralatan dapat dikalibmsi. Oleh kaIeDa ito masa1ab yang diteliti adaIah model bumi, apakah m0del bumi global dapat memberikan seismogram sintetik yang menyerupai sepenuhnya·seismogram teruk:ur.
IL
METODOLOGI PENELlTIAN
Data seismogmm dapat diperoleh dati Databank Center IRIS, yang datanya dipesan melaui e-mail dan diambil metalui HTIP. Setiap gempamengbaSllJcan pergemkan taDab, yang oleh sebuah stasiun akan direkam daIam amh ketiga komponen K.artesian (N-S, E-W and vertikal Z, lokal pada kedudukan stasiun penerima, dikenal sebagai kanal rekaman dengan akhiran -E -N &- Z). KecJudnkan sumber gempa adaIah di WashingtoD, U.S.A, dengan kooIdinat 47.15° Iintang Utata dan 122.73° bujur Baret, sedangkan stasiun pengamat KDAI{ terletak di 57.79° lintang Utata dan 152.57" bqjur Barat dan stasiun pengamat INK. terletak di 68.31° Untang Utara dan 133.5~ bujur Baret. Untuk memisahkan komponen perge-
14O"W
13O"W
Gambar I: Proyeksi vertikaI dati sinaMinar seismik yDg dilepaskan hiposenter gempa C02280IL 1m stasiun observasi KDAX. dan INK.
070105-2
DAGUS JAYA S.
J. FIS. DAN APL., VOL. 3, NO.1, JANUARI 2007
mkan tanah dalam arab toroidal dan radial, bidang horisontal yang dibentuk oleh garis N-S dan E-W lokal di stasiun observasi hams diputar. sedemikian hingga arab 'Utara' lokal diarabkan pada arab busur kecil dari stasiun observasi KDAK. ke arab episenter gempa C022801L (back-azimuth), ilustrasi chDerikan dalam Gambar I. Pengubahan arab diperlukan untuk metnisabkan lromponen-komponen penjalaran gelombimg dalam mang 3-D menjadi mode gelombang P-SV dan SH. Pertama dalam penelitian ini hams dijalankan program komputer untuk: melaksanakan perhitungan atas waktu tempub sintetik fuse-fase gelombang mang utama, yaitu program TfIMES yang chlmat berdasa:rkan makalab dari BuUand & Chapman [13], didapat dari http://orfeus komi nJ Sedanglam untuk: memproduksi seismogram sintetik: dari gempa tersebut di stasiun observasi digunakan program yang berbasis metoda GEMINI. Ketika program ini dijalankan, haruslab sebuah model bumi chberikan sebagai input awal, yaitu model bwni PREMAN. Sebagai model bwni masukan, data hams mengandung parameter elastik secara lengkap, yaitu meliputi kecepatan penjalaran gelombang primer dan sekunder dati batuan penyusun struktur bumi. Metoda GEMINI adalah metoda yang ekivalen dengan metoda Sumasi Mode, dimana ftekuensi batas dapat dipilih sembarang dan menghasilkan. seismogram sintetik yang lengkap, dalam domain waktu dan ketiga komponen Kartesian. Pr0gram GEMINI (Green's function of the Earth by MINor integration) ada1ah menghitung minor dari fungsi-fungsi Green atas suatu model bwni dan dengan suatu kedaJaman sumber gempa tertentu. di mana fungsi-fimgsi Green diekspansikan untuk: memenuhi kondisi syarat batas di titik terdalam gelombang, titik kedalaman sumber gempa dan permukaan bumi. Ekspansi dihdiskan dalam ftelruensi·kompleks, dengan memasukkan konstanta imaginer positif pada ftekuensi, untuk: menghindari time aliasing. Program DISPEC (termasuk dalam paket GEMINI) membaca posisi stasiun penerima dan parameter-parameter moment tensor, yang tertera dalam solusi CMT baris ketiga [5]. Posisi geografi episenter dan stasiun penerima ditranfonnasikan Ire dalam koordinat pusat episenter, jamk episentral dan azimut stasiun dibitung dan diekspansikan harmonik spherif untuk: stasiun penerima tersebut. Pr0gram DISPEC membaca solusi basis Green's dati GEMINI. dan· membentuk: sumasi atas harmonik sferis dan mengadakan transformasi batik ke koordinat geografis. Hasilnya Qdalab seismogram sintetik dalam kawasan ftekuensi kompleks. Program MONPR, mentranform seismogram sintetik dalam frekuensi kompleks dan mengubabnya menjadi seismogram sintetik dalam domain waktu. Pada seismogram sintetik dan terukur dikenakan filter 1010s rendah Butterworth pada sebuah frekuensi sudnt dan RESPONSE file dati sistim pera1atan seismometer di stasiun penerima dikenakan pada seismogram terukur (yang satuannya masih mV), sehingga seismogram sintetik dan seismogram riil dibandingkan dalam satuan yang sarna.
Jumlah data dalam komparasi seismogram pada ketiga komponen ada1ah nbuan, ~g pada panjang seismogmm. (dengan waktu cuplik tiap satu detik, dikenal sebagai kana! Long Period) dan dilcalikan ketiga komponen. Dikrepansi yang dijumpai pada perbandingan seismogram terukur
dan sintetik yang chbangun dati model bwni standard begitu banyak dan ini akan diselesaikan melalui perubahan ketebaJan kulit bumi, gradien kecepatao, dan besar koefisien awal fungsi po1inomial kecepatan di tiap Iapisan bumi, dimana perubaban dilaknkan melaloi metoda trial and error.
Ill. ANALISA DAN PEMBAHASAN
DaIam penelitian ditampilkan analisa sebuah gempa Washington, U.s.A., 28 Februari 2001, dengan kode C022801L, dimana gelombang seismik akibat gempa tersebut direkam oleh stasiun-stasiun observasi seismologi KDAK, Alaska dan INK, Kanada. Gambar 2 menunjukkan perbandingan antam seismogram terukur dan sintetiknya yang chbangun dati model bumi lASPEI91 yang diletakkan di atas perbandingan seismogram terukur dengan sintetiknya dari model bwni PREMAN, di stasiun obervasi KDAK. Pada gambar ini kita me1ihat potonganpotongan perbandingan seimogram dalam jendela waktu gelombang S, Love dan Rayleigh dan SCS. Gambar 2 menunjukkan analisa seismogram terukur dan sintetiknya dati gempa bwni C02280IL di stasiun KDAK. Gambar 2(a) menunjukkan, bahwa pada gelombang S dan gelombang permukaan Love dan Rayleigh, kedna model 00mi memberikan sintetik yang menyimpang jauh dari dta terukur. Model bwni IASPEI dengan ketebaJan kulit bwni 35 kID memberikan gelombang Love dengan waktu tunda yang lebih lama dan amplituda malcsimum yangjuga Iebih kuat daripada gelombang Love sintetik d8ri model bnmi PREMAN dengan ketebaJan kulit bumi 25 kID. Sementara waktu bba gelombang S ditiru lebih baik oleh gelombang S sintetik dati model bwni IAESPE191. Oelombang Rayleigh berreaksi 1mci1 terhadap perbedan ketebaJan kulit bwni ini. Gambar 2(b) menunjukkan simpangan besar pada gelombang SCS sintetik dari kedua model bumi, babkan model bnmi PREMAN memberikan simpangan yang lebih besar:. Dari perbandingan seismogram pada ketiga potongan jendela waktu ini, telah jelas, bahwa analisa seimogram dengan waveform memberikan pisan yang lebih tajam untuk menganaJisa seismogram. Juga eJapat kita ambit tarik kesimpulan, bahwa bentuk gelombang Love sangat reaktif terhadap ketebaJan kulit bumi Hal ini 00lum pemah dimanmatkan untuk riset tentang ketebalan kulit bumi Parameter elastik yang dimiliJcj oleh model bwni lABSPEl91 yang isotrop hanya dua, yaitu a dan p, sedangkan m0del bwni PREMAN lengkap dengan lima parameter elastik. Oleh karena simpangan pada gelombang permukaanLove dan Rayleigh besarannya beIbeda, jelas bahwa model isotrop tidak mampu untuk menjelaskan dan menyelesaikan perbedaan simpangan secara simultan pada kedua jenis ragam gelombang permukaan.. Dengan demikian untuk selanjutnya upaya dalam riset ini ada1ah untuk membuat pencocokan yang baik. pada OOrbagai fuse gelombang yang didasarkan pada model bnmi yang diubah. Perubahan. model bwni pada ketebaJan kulit bumi, dan stmktur kecepatan gelombang S, sedemiirian hingga dicapai pengepasan yang lebih baik pada berbagai fuse gelombang.
070105-3
J. FIS. DAN APL., VOL. 3, NO.1, JANUARl2007 010228 IIIISIIIIIGJON
DAGUS JAYA S.
(6.5)
010228 WASHIICJ1llN
(8.5)
8
a ...·,.. "''''i
s
~ t
~
\
\. I
i i I I
-:-
- ....... -...
..,...............
10
12
H iI I ...PlW.. J
_ _ tile origin lime (PIlE). _ _ " . -20. ~.:;: 7 • 8
.'
_ _ 11m arigin lime (PrE), comer In!q =20. _ ,
.~
(a)Gelombang 8,L & R
-. ':f :'.
..:~"i~ ...
i~~ '~~ \
:'~.
,
(a)Gelombang 8,L & R
'~.~.<,
01112211_
(U)
01l122li_
(8.8)
'\,
.~,
-:
•. ,..1.-
..
17
18
tl
III
:$Ja._. 11
.. : $ J a . 1~
1.
_ _ ... """"IImo(PllE)._rreq -m. ""'"
_ _ ... """"IImo(PllE)._rreq -20. "'""
(b)Ge1mnbang ScS
(b)Gelmnbang ScS
observasi. PRE-
Gambar 3: Perhandingan seismogram C022801L obseIvasi. PREMAN dan dikoreksi eli stasiun obsenrasi KDAI{
Ana1isa dan pengepasan seismogram di stasiun observasi KDAK. disajikan dalam gambar 3. Gambar 3(8) JDeIllJJ\iukkan perbandingan antar seismogram terukur, sinte1ik: dati PREMAN dan model bumi dikoreksi daIam segmen wakto gelombang S, gelombang permukaan Love dan Rayleigh. Jamk dati stasiun observasi KDAK. ke episenter gempa C022801L adalab. 20.9° culmp dekat, sehingga fase gelombang S terletak: di bagian awal dati gelombang Love, dan bentuk. gelombang kedua fase gelombang menjadi bersamInmg. Oleh karena itu
Uhat bahwa gelombang S sintetik yang dihitung dati model bumi PREMAN memberikan polaritas gelombang S negatif (1m amh bawab), sedangkan data terukur menunjukkan polaritas yang posi1i( dan ini disimulasikan dengan sangat baik oleh seismogram sintetik dati model bumi dikoreksi. Target awal untuk menyelesaikan diskrepansi pertama adalah mengepaskan gelombang pemmkaan Love dan Rayleigh, karena gelombang ini menunbat sepanjang permukaan bumi biDgga suato kedaJaman yang selata dengan panjang gelombangnya, yaitu ReJalaman dati dasar 1apisan mantel atas. Dapat kita amati, bahwa bentuk gelombang Love dati PREMAN mem-
Gambar 2: Perbandingan seismogram C022801L MAN dan JASPEI91 eli stasiun obsenrasi KDAI{
pengukman wakto bOa gelombang S pada stasiun observasi dengan jamk episentral kecil menjadi sangat suIit. Kita me-
0701054
,
DAGUS lAVA S.
l. Fls. DAN APL., VOL. 3, No. I, lANUARl2007
punyai tip maksimum dengan tinggi amplibido yang setara, dan kedga maksirnum memiJiki waktu tiba yang lebih dulu dBrlpada rnaksirnurn-maksililOlIi dalam bentuk gelombang Love terukur. Mela1ui metoda trial & error, pengepasan pada gelombang Love diperoleh dengan mengubah kedaJaman Moho menjadi 34 km dan gmdien kecepatan SH
seismologi lain yang menginteJpIetasikan struktur mantel bawah denganda1a waktu tempuh gelombang SKKS dan S. yang Iumya dapat diperoleh jika stasiun-stasiun observasi memUiki jamkepisentral di atas [14-16].
sao
D111Z111_
(&.II)
10 II _ _ IIIoIOlQlD-(PDEI._fRq _ _
(B)S.L &; R. Wave
D111Z111WASH11111R111
-.1IaIo q
(11.5)
···.IIjo.PIIBIIIII
n
m
m
--lIIoarlgln-(PDEI._fRq ..... -
(b)ScSWave
0ambar4: Perbandingan seismOlJDiDl C022801L eli stasiuo observasi INK a. Segmen waIdu gelombaog S, L &; R b. GeIombang ScS
Perlamakita bandingkan seismogram observasi dengan sinteti1mya. yang dibitung dati model bumi PeMAN dan lAS-
070105-5
J. Fls. DAN APL., VOL. 3, NO.1, JANUARI 2007
DAGUS JAYA S.
PEI91, di stasiun observasi INK, seperti diilustrasikan dalam gambar 4. Gambar 4(b) menunjukkan perbamtingan seism0gram untuk seegmen waktu gelombang permukaan dan SCS. Kedua bentuk gelombang pmnnkaan mgam Love dan Rayleigh menunjukkan penyimpangan yang sangat ramai. bahwa kedua model bumi standard memberikan gelombang permukaan yang jauh dati gelombang pennukaan rill. Gelombang Love dati IASpm91 memiliki empat maksimum seperti gelombang Love rill, sed'"'glmn model PREMAN memberilean lima maJcsjmum. Tetapi waktu bba gelombaog Love dati PREMAN lebih mendekati waktu tiba gelombang Love rill. Model bumi IASPE191 mempunyai ketebalan kulit bumi 35 km dan gradien positi! untuk Ph di mantel alas, sedanglmn model PREMAN 2S km dan mempunyai gradien negatifuntuk: Ph, dimana keteba1an kulit bumi berbeda hanya 10 km. Dengan frekuensi sudut 20 mHz, panjang gelombang sekitar ISO km (ambil kecepatan mta-mta gelombang S dekat permukaan l km/det), ternyata kedua model ketebaJm 1mIit bumi memberikan pengaruh yang nyata pada jumIah osilasi da1am gelombang Love [17]. Pengamatan lebih lanjut pada gelomb;mg ScS terlihat ScS sintetik dati PREMAN terlambat 3S detik,di beIakang SCS rill. , " '4Dalisa dan pengepasan seismogram di stasiun observasi ;-lNK disajikan dalam gambar S. Gambar S(a) menunjukkan .di•.. non scismogmm antara data, sintetik dati PREMAN t-'~.... dan-'mOdeI bumi dikoreksi dalam segmen wakto gelombang .prim'i.P. Karena gelombang P sintetik dati PREMAN terlamb;¢:~ 28 detik, koreksi atas stroktur kecepatan primer ~hingga 3%. Terlihat kereta waveform gelombanggelombang P sintetik dikoreksi lebih mendekati kereta waveform gelombang P rill. Oambar S(b) menunjukkan pencocolean yang baik pada simnlasi gelombang Love dan Scs. Terlihat, bahwa puncak maksimum kedua gelombang Love terpotong dan ini juga disimulasikan dengan baik oleh sintetik dati model dikoreksi. Pada awal dati Love wave tertera waktil bba gelombang PcP, &se gelombang ioi dapat kita Iibat di komponen z dan r, temyata koreksi pada stroktur kecepatan primer membawa juga perbaikan untuk: simulasi gelombang PcP. Koreksi atas kecepatan rambat gelombang P diperlukan hingga lapisan lebih bawah, hingga CMB guna mendapatlmn pencocokan yang bait di lase gelombang ScS. Dari sioi dapat kita simpulkan bahwa analisa dengan waveform pada jamk episentml yang kecil dapat mem.berikan pengetahuan yang lebih detil tentang struktur kecepatan S di Iapisan-lapisan mantel bawah. Perbitungan atas parameter gempa, yakni solusi CMT [4), dibentuk berdasarlmn pada sebuah model bumi yang standard 10668, dimana ketebalan 1mlit bmni diandaikan sarna pada stroktur bmni global Hal lain yang dapat kita tarik adalah, efek dati ketebalan kulit bomi terbadap tinggi amplitudo danjumlah osilasi pada gelombang Love belum dimanfaatJcan untuk penentuan moment tensor.
(8.5)
01022B WASHJNG10N
1\,4
5
0
51
::'1.. ..
L_::I
$ 0
'·1
."
~
I
~ ~ 1
II t-._._
1 i j
34 & 8 7 B gtll
oS
to ,IZ..----,
g
..} '
~
..
+-.
I
-,1IoIa - '5Jn. 1Corr.
•• :
5Jn. -
10 12 14 IIInuIa __ ilia arIgIn lime (PO£). _ _ Iraq co2II.
1·..Il¥A. j 4 :.Jz
58 7
a9
""'/a
. . . . . d .'a .n ' .
(8)8, L &; R. Wave
0I0221111A9111iGl1111
(8.5)
-,DaID -,lIjILiIaIr.
18
f1
",1IjIL1'REIIIII 18
19
IIiaIIIB _.". Illgin'Iimo (PII). _Iioq
em.
dIz
(b)ScSWave
rv.
SIMPULAN
Struktur kecepatan S antam biposenter gempa C022801L, Washington, USA dan stasiun observasi KDAK. dan INK te1ah diinvestigasi melalui analisa dan pencocolean seismogram
Oambar S: Perbandingan seismogram C022801L observasi, PR£. MAN dan koreksi di stasiun observasi INK, jendela waktu a. Gelombang S, Love dan Rayleigh b. ScS
070105-6
J. PIs. DAN APL., VOL. 3, No.1, JANUAR12007
BAGUS JAYA S.
daIam domain waktu dan tiga komponen K.artesian secam Iimulfan, dimana pada seismogram dikenakan filter lolos reodah dengan frequensi sudut 20 mHz. Kedua daerah terlelak di tepian benua (kontinental shelf),akan juga diteliti ketebaJan . kulit bumi di daerah ini. Seismogram sintetik dihitung dengan program GEMINI. Input awal adalah model bumi PREMAN dan solusi CMT dati gempa teIsebut. Perbandingan antam data dan sintetiknya pada stasiun KDAK dan INK. menunjukkan penyimpaogan nyata pada waktu tempuh.danjumlah osilasi dalam bebempa fBse gelombang, yaitu dari gelombang S hingga gelombang pernm1man Rayleigh dan Love, dan gelombang ScS. Penelitian ini monunjukkan, bahwa bentuk gelombang ternyaIa bersifilt sangat peka terhadap model bumi. Penelitian ini menyelesaikan penyimpangan yang ada pada gelombang-gelombang S, Love dan Rayleigh dan ScS. Te1ah djJa1rnkan koreksi alas struktur kecepatan dalam m0del bumi, yaitu perubaban ketebalan 1rnIit bumi. model kecepatan Ph di mantel atas meliputi gmdien kecepatan Ph positif dan besar koefisien-koefisien order nol untuk Ph dan fJv. Ini
[1] Dziewonski, AM. and Anderson. DL., Phys. of the Earth and Plan. Int., 25,297 -356 (1981) [2] Kennett, BL.N., IASPEI 1991, Seismological Tables, Research School ofEatths Sciences, AustmIian Nationall1nWersity(I99I) [3] Kennett, B.L.N. Engdahl, E.R. & BuIand R., Geophys J Int, m, 108--124 (1995) [4] Dreger, D.8., Tune-Domain Moment Tensor INVerse C0de (TDMLINVC), The Berkeley Seismological LabonItoIy (BSL), report number 8511 (2002) [5] Dziewonski, AM., Chou, T.A. and Woodhouse, J.H., Determination Eartbquakes Source Parameters From WavefoIm Data for Studies of Global and Regional Seismicity, Jour. of Geophys. Res., 86, 2825-2852 (1981). [6] Dagus J.S., Doktorarbeit, Bericbte Nr. 12, Inst. firer Geophysik, Uni Stuttgart (1999)
[7) Gubbins, D., Seismology and Plate 'Iectonlcs (Cambridge Univmsity Press, Cambridge, 1990)
UDtuk menyelesaj1am diskrepansi pada gelombang pernm1man Love dan Roy/eigIJ. Koreksi alas penyimpaogan pada gelombang S diJa1csanakan dengan mengubah stuktur kecepatan S pada sistim perlapisan bumi dati mantel alas ke bawah bingga Jredalaman 630 km. Diperoleh pengepasan yang sangat bait pada jumIah osilasi dalam bentuk gelombang, bait pada gelombang Love ataupun gelombang Rayleigh. Pengepasan terjadi dalam keseluruhan bentuk gelombang dati S biDgga gelombang permukaan Sedangkan untuk fuse gelombang ScS dUaJcsanaJcan kmeksi pada kecepatan S hinggalmdaJaman CMB.
S1ruktur kecepatan S I-D dikmeksi antara episenter dan sta&ion obsemlsi, dimana kmeksi diJaknkan hingga kedaJaman CMB. Model bumi dikoreksi menyatakan bahwa anisoIropi dan heterogenitas tidak banya terjadi di mantel atas, melainkanjuga terdapat pada lapisan-Iapisan yang lebih dalam. Basil peneIitian ada1ah model-model bumi I-D, tetapi kedua stasiun pengamatan memerlukan model bumi yang berbeda. Ini ada1ah seboah petunjuk, bagaimana kita membangun model awal untuk sebuah model bumi 3-D yang lebih detil.
[8] FnxIerikseD, A W.. Bostock, M.G. & Cassidy, J.F., S-wave veloci1¥ II1rUcture ofthe Canadian uppermantle. Phys. of1he Earth . and Plan. lot. 124, 175 -191 (2001) [9] Kmmett,BL.N.andGmbatovl,A.,Phys.oftheEarthandPlan. lot. 146, 87 -100 (2004) [10] Zhao, D, Phys. of tile Earth and Plan. lot. 146, 3 - 34 (2004) [11] DaIkoImo. J. ,Diplomarbeit, Inst firer Geophys., Uni. Stuttgart (1993) [12] Friederich, W. and DaIkoImo, J., Geophys. J. lot. m, (537550) (199S).
[13] BuDand, It.. and Chapman. Coo BSSA, 73, 1271 - 1302 (1983) [14] Souriau, A & p~ G.. Phys. of the Earth and Plan. lot. 68, Issue 1- 2, 183 -199 (1991) [15] Tanaka, s., Earth and Plan. Sci.l.e11I:nI203, 879 - 893 (2002) [16] Wysession. ME., Valenzuela, R.W., Zhu, A and Bartk, L., Phys. of the Earth and Plan. lot. 93, Issue 1-2, 67 - 84 (1995) [17] Dagus .1'.8.. Ml\ialah IPTEK-ITS IS, No.3, 1 - 6 (2004)
070105-7
