STUDI KEGEMPAAN GUNUNG KELUD OKTOBER 2007 TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Kurikuler Program Sarjana Geofisika
Oleh : Muhaiminin 12403026
Program Studi Geofisika Fakultas Pertambangan dan Perminyakan Institut Teknologi Bandung 2008
TUGAS AKHIR
Dengan Judul :
STUDI KEGEMPAAN GUNUNG KELUD OKTOBER 2007
Oleh : Muhaiminin 12403026
Telah di periksa dan di setujui oleh : Bandung, 26 Juni 2008
Afnimar Ph.D
Ir. Kristianto M.Si.
Pembimbing I
Pembimbing II
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT. atas segala limpahan ilmu dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini. Tugas Akhir ini disusun untuk memenuhi syarat kurikuler program sarjana Geofisika, ITB. Penyelesaian laporan Tugas Akhir ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, maka penulis ingin mengucapkan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada: •
Bapak Afnimar Ph.D atas ilmu dan bimbingannya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
•
Bapak Ir. Kristanto, Msi. selaku pembimbing di Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi untuk data seismogram Gunung Kelud, ilmu, dan waktunya.
•
Bapak, ibu, mas takim dan mba titin atas doa, nasehat, bantuan dan motivasinya.
•
Bapak Untoro dan Bapak Gunawan selaku dosen wali dan dosen penguji, terimakasih atas nasehat, masukan, dan bantuannya.
•
Semua temen-temen GMO terutama NoGame angkatan 2003 untuk diskusi-diskusinya, pengalaman menarik dan segala bantuan selama penulis belajar di sini.
•
Pak maman dan petugas TU GMO, atas segala bantuannya selama ini.
•
Bapak-bapk petugas perpustakaan GMO, maaf sering terlambat balikin bukunya.
•
Teh ciwi buat ilmu matlabnya, teh alwin atas ilmunya, teh ratih atas nasehatnya, serta teteh-teteh yang lain yang sudah memberikan warna pada hidup saya.
•
Temen-temen akhwat angkatan 2003, yuli, winda, umi, puput, ninda, helni, nisa, dkk yang lain yang tidak bisa disebutin satu persatu, terimakasih buat semuanya.
•
Temen-temen Cisitu Baru 80 mba fika, mba dira, mba efi, mba indah, mba irna, mba reiry, wina, dan fani yang sudah menemani selama 4 tahun di ITB, serta teman-teman di Taman Pelesiran 5, yasmin, desti, rika, rahmi, teh anita, uni, trimakasih untuk semuanya.
Penulis menyadari bahwa isi Tugas Akhir ini masih banyak kekurangan, oleh karenanya kritik dan saran yang membangun merupakan masukan yang berharga. Mudah-mudahan tulisan ini dapat bermanfaat.
Bandung, Juli 2008
Penulis i
DAFTAR ISI
Kata Pengantar .......................................................................................................... i Abstrak ....................................................................................................................... ii Daftar Isi .................................................................................................................... iv Daftar Gambar .......................................................................................................... v
BAB I. PENDAHULUAN .......................................................................................... 1 1.1
Latar Belakang .................................................................................................... 1
1.2
Tujuan ................................................................................................................. 2
BAB II. STRUKTUR GEOLOGI DAN SEISMISITAS GUNUNG KELUD ...... 2 2.1 Geologi Gunung Kelud ....................................................................................... 2 2.2 Seismisitas Gunung Kelud .................................................................................. 3 2.3 Deformasi Batuan ................................................................................................ 4 2.4 Mekanisme Pergerakan Magma ........................................................................... 5
BAB III. METODOLOGI ........................................................................................ 6
BAB IV. DATA dan PENGOLAHAN DATA ........................................................ 7 3.1
Data .................................................................................................................. 7
3.2
Pengolahan Data ................................................................................................ 7
BAB V. ANALISA DAN KESIMPULAN................................................................ 9 3.1
Analisa ................................................................................................................ 9
3.2
Kesimpulan ........................................................................................................ 11
Daftar Pustaka ............................................................................................................ 11 Lampiran .................................................................................................................... 13
iv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1.
Peta Administrasi G. Kelud …………………………………………………... 1
Gambar 2.
Peta Geologi G. Kelud ………………………………………………………... 3
Gambar 3.
Diagram stress-strain ………………………………………………………… 5
Gambar 4.
Penampang Gunungapi ..................................................................................... 6
Gambar 4.
Posisi Gempa terhadap Kedalaman ................................................................... 8
Gambar 5.
Sebaran Magnitudo 3D ................................................................................................ 8
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran A-1. Sebaran Magnitudo 2D ..................................................................................... 15 Lampiran A-2. Sebaran Magnitudo 3D ..................................................................................... 16 Lampiran B-1. Magnitudo Kedalaman 2 - 10 km ...................................................................... 16 Lampiran B-2. Magnitudo Kedalaman 2 - 12 km ...................................................................... 17 Lampiran B-3. Magnitudo Kedalaman 14 - 20 km .................................................................... 17 Lampiran C-1. Pergerakan Magma H 1 – 5 ............................................................................... 18 Lampiran C-2. Pergerakan Magma H 6 – 10 ............................................................................. 19 Lampiran C-3. Pergerakan Magma H 11 – 15 ........................................................................... 20 Lampiran C-4. Pergerakan Magma H 16 – 20 ........................................................................... 21 Lampiran C-5. Pergerakan Magma H 21 – 25 ........................................................................... 22 Lampiran C-6. Pergerakan Magma H 25 – 31 ........................................................................... 23
v
STUDI KEGEMPAAN GUNUNG KELUD OKTOBER 2007 Oleh: Muhaiminin/12403026 Pembimbing: Afnimar Ph.D1), Ir. Kristianto M.Si2) 1) Fakultas Pertambangan dan Perminyakan ITB, 2) Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi
ABSTRAK
Aktivitas kegempaan Gunung Kelud terus meningkat pada bulan September dan mencapai puncaknya pada bulan Oktober 2007, yang diindikasikan dengan terjadinya ratusan gempa vulkanik yang terekam pada empat stasiun pengamat. Data seismogram periode 1 sampai 31 Oktober 2007 difilter dengan band-pass antara 3 sampai 15 Hz untuk mereduksi noise. Data yang sudah difilter tersebut akan mempermudah dalam picking waktu tiba gelombang P dan S yang merupakan input dalam perhitungan hiposenter dengan menggunakan program GrHypo. Selanjutnya, amplitudo maksimum dari masing-masing stasiun diambil untuk perhitungan magnitudo lokal (ML). Diantara banyak perumusan magnitudo lokal, pada studi ini digunakan perumusan magnitudo yang dipakai pada penelitian gempa G. Vesuvius di Italia (Del Pezzo dan Petrosino, 2001). Magnitudo akhir diperoleh dengan mengambil nilai rata-rata dari keempat stasiun tersebut. Hasil perhitungan memperlihatkan hiposenter tersebar pada kedalaman 0 sampai 20 km dengan magnitudo antara -3.44 sampai 1.52 skala Richter. Gempa-gempa bermagnitudo relatif besar antara 0.1 sampai 1.33 terdapat pada kedalaman 14 - 20 km, disebabkan oleh rekahan akibat tekanan magma yang memiliki densitas rendah pada dapur magma. Gempa– gempa bermagnitudo antara -2.97 sampai 1.46 yang melintang arah barat laut - tenggara dengan kedalaman 2 sampai 10 km dan gempa-gempa bermagnitudo antara -3.41 sampai 1.17 yang melintang timur laut - barat daya dengan kedalaman 2 sampai 12 km, berkorelasi dengan sesar-sesar normal di gunung ini. Gempa-gempa ini akibat dislokasi sesar-sesar normal tersebut. Gempa-gempa bermagnitudo relatif kecil antara -3.44 sampai 1.52 yang terdapat di bawah kubah lava akibat gesekan antara magma dengan dinding diaterma saat magma menuju ke permukaan. Kata kunci: seismisitas, magnitudo lokal, rekahan, sesar, gesekan.
ii
SEISMICITY STUDY OF KELUD VOLCANO ON OCTOBER 2007
By: Muhaiminin/12403026 Supervisor: Afnimar Ph.D, Ir. Kristianto M.Si
ABSTRACT
Seismicity of Kelud Volcano increased continuously in September and reached the peak at October 2007 indicated by hundred volcanic earthquakes which recorded at four stations. To reduce the noises, a band pass filter with range 3 - 15 Hz was applied to the seismogram data recorded from October 1st till 31st 2007. The hypocenters are estimated using arrival times of P and S waves which are easier to pick in the filtering data. The local magnitude (ML) at each station is calculated using its maximum amplitude. Among local magnitude formulations, in this study, we use the formulation developed by Del Pezzo and Petrosino (2001) applied to Mount Vesuvius data. The final magnitude is the average value from four magnitudes values. The results show that the hypocenters are distributed in depth 0 - 20 km with magnitude range from -3.44 to 1.52 in Richter scale. The strong events whose magnitude 0.1 - 1.33 at depth 14 - 20 km are generated by cracks which are caused by magma pressure from magma chamber. The events whose magnitude from -2.97 until 1.46, in NW - SE direction are placed at 2 – 10 km depth, meanwhile the events whose magnitude from -3.41 until 1.17 at NE - SW direction are at 2 – 12 km depth. Those events are about along two normal faults in this volcano. Of course, those events are caused by dislocation of those faults. The events with relatively low magnitude beneath the crater are caused by the friction between the magma and the conduit when the magma flows to the surface. Keywords: seismicity, local magnitude, crack, faults, friction.
iii
PENDAHULUAN
Sejarah aktivitas Gunung Kelud tercatat sejak tahun 1000 hingga terakhir
1.1. Latar Belakang
pada bulan Oktober 2007 kemarin. Letusan
Indonesia merupakan salah satu
tahun 1586 merupakan letusan yang paling
wilayah dengan aktivitas tektonik yang
banyak menimbulkan korban jiwa yaitu
kompleks di dunia. Lempeng-lempeng besar
sebanyak 10.000 orang meninggal. Selama
seperti Lempeng Pasifik, Lempeng Indo-
abad 20 telah terjadi 5 kali letusan masing-
Australia, Lempeng Eurasia, dan beberapa
masing pada tahun 1901, 1919, 1951, 1966
lempeng lainnya berinteraksi membentuk
dan 1990 dengan jumlah korban seluruhnya
palung dan jajaran gunungapi disepanjang
mencapi 5400 jiwa (Sabry, 1993). Setelah
kepulauan Indonesia.
sejak tahun 1990 mengalami masa dorman
Gunung Kelud merupakan salah satu
(istirahat),
Gunung
Kelud
kembali
gunungapi strato andesitik aktif yang secara
menunjukkan aktivitasnya pada 16 Oktober
administrasi terletak di Kabupaten Kediri,
2007 ditandai dengan lebih dari 170 gempa
Kabupaten Blitar, dan Kabupaten Malang
dangkal, tektonik dan vulkanik. Melihat
Jawa Timur (Gambar 1). Secara geografis
keaktifan dari gunungapi ini, menarik
gunung setinggi 1731 m ini terletak pada
dilakukan studi di bidang seismologi untuk
7°56’ LS dan 112°18,5’ BT. Pencapaian
meminimalisir kerugian yang ditimbulkan.
kawah hanya dapat dilakukan dari Kediri,
Gunungapi
Kelud
merupakan
melalui Wates – Ngancar – Margomulyo
gunungapi yang berdanau kawah. Kawah
sampai ke depan terowongan Ampera.
yang ada pada saat ini merupakan seri terbaru dari rangkaian pembentukan kawah Kelud sejak beberapa puluh ribu tahun yang lalu. Kawah ini menjadi pusat aktivitas letusan sampai saat ini. Pada bulan Agustus 2007 terjadi peningkatan aktivitas kembali, ditandai dengan munculnya gempa vulkanik yang cukup banyak yang mengakibatkan peningkatan status G. Kelud dari ‘Aktif
Gambar 1. Peta Administrasi G. Kelud (Mustakim, 2008)
Normal’ menjadi ‘Waspada’ pada tanggal 11 September 2007.
1
Aktivitas
kegempaan
terus
Jawa.
Sebagai
gunungapi
tumbuh
dan kimia maka status dinaikkan menjadi
(Holosen), Gunung Kelud merupakan salah
‘SIAGA’ pada tanggal 29 September 2007,
satu gunungapi dalam deretan gunungapi
dan kemudian menjadi ‘AWAS’ pada
yang tumbuh dan berkembang di dalam Sub
tanggal 16 Oktober 2007 karena pada
Zona Blitar dari Zona Solo, yang dimulai
tanggal tersebut terekam ratusan gempa
dari daerah bagian selatan Jawa bagian
vulkanik
tengah (G. Lawu) hingga Jawa bagian timur
juga
gempa
tremor.
zaman
yang
meningkat, didukung oleh data deformasi
dan
pada
muda
Kwarter
Terekamnya gempabumi vulkanik dalam
(G. Raung), yang dibatasi
dan vulkamik dangkal sejak 16 Oktober
Pegunungan Selatan.
2007
telah
menyebabkan
Muda
gawir sesar
peningkatan
Perkembangan gunungapi muda ini
tekanan di dalam tubuh G. Kelud. Pada
sangat terbatas, hal ini nampak dari kerucut
tugas akhir ini akan dilakukan proses
gunungapi yang rendah, puncak tidak
pengolahan
teratur, tajam dan terjal. Keadaan puncak –
data
pada
bulan
Oktober,
mengingat pada bulan tersebut aktivitas
puncak
kegempaannya cukup besar.
letusannya yang sangat merusak (eksplosif)
tersebut
disebabkan
oleh
sifat
yang disertai dengan pertumbuhan sumbat2.1. Tujuan Tujuan dari tugas akhir ini adalah: Analisa aktivitas kegempaan Gunung Kelud berdasarkan perhitungan magnitudo lokal.
sumbat
lava
seperti
puncak
Sumbing,
Gajahmungkur dan puncak Kelud. Secara morfologi, Gunung Kelud dapat dibedakan menjadi 5 satuan morfologi (Djumarma, 1991) yaitu: Satuan Morfologi Puncak dan Kawah; Satuan Morfologi
2. STRUKTUR GEOLOGI DAN SEISMISITAS GUNUNG KELUD
Tubuh
Satuan
Morfologi
Kerucut Samping; Satuan Morfologi Kaki, dan
2.1. Geologi Gunung Kelud
Gunungapi; Dataran
serta
Satuan
Morfologi
Pegunungan sekitar.
Gunung Kelud (1731 m) merupakan
Satuan
Morfologi
Puncak
dan
hasil dari proses subduksi antara lempeng
kawah mempunyai ketinggian lebih dari
Indo-Australia yang menunjam ke bawah
1000 m di atas permukaan laut tersusun oleh
lempeng Asia tepatnya di sebelah selatan
aliran
lava,
kubah
lava,
dan
batuan
2
piroklastik, bentuk morfologi tidak teratur,
Gunung Butak dan Gunung Anjasmoro.
bukit – bukit kecil dengan tebing curam
Satuan ini dicirikan dengan tebing yang
dengan kemiringan lereng lebih besar dari
curam, pola aliran paralel, serta tersusun
40°, serta pola aliran yang ada pada satuan
oleh litologi aliran lava, breksi lava, dan
morfologi ini adalah pola aliran radial.
batuan piroklastik.
Satuan Morfologi Tubuh Gunungapi
Selain itu, berdasarkan peta geologi
terletak pada ketinggian antara 600 – 1000
G. Kelud (Gambar 2) terdapat sesar normal
m di atas permukaan laut, tersusun atas
arah barat laut - tenggara di sebelah barat
batuan
dan
laut G. Kelud dengan hanging wall(naik) di
endapan lahar. Kemiringan lereng antara (5
bagian timur. Di sebelah timur laut sampai
– 20)°, serta pola aliran yang berkembang
barat daya G. Kelud juga terdapat sesar
adalah pola radial – paralel.
normal yang melintang arah timur laut -
piroklastik
Satuan
aliran,
Morfologi
jatuhan
Kerucut
Samping yang terdiri dari Bukit Umbuk
barat daya dengan hanging wall di bagian utara.
(1014 m) di sebelah barat daya, Bukit Pisang (865 m) di sebelah selatan dan Bukit Kramasan (944 m) di sebelah tenggara lereng Gunung Kelud. Satuan ini tersusun oleh aliran lava, piroklastik aliran, dan kubah
lava.
Satuan
morfologi
ini
mempunyai kemiringan lereng lebih besar dari 20°. Satuan Morfologi Kaki dan Dataran mempunyai ketinggian kurang dari 600 m di atas permukaan laut, kemiringan lereng
Gambar 2. Peta Geologi G. Kelud (Zaenuddin dkk, 1992)
kurang dari 5° dan pola alirannya parallel – braided, litologi penyusunnya terdiri dari endapan lahar dan piroklastik jatuhan.
2.2. Seismisitas Gunung Kelud Dari hasil pengamatan gempa yang
Pegunungan
dilakukan Matahelumual dan Siswowijoyo
sekitar, terletak di sebelah timur – timur laut
(1976), diperoleh bahwa sebagian besar
dari danau kawah yaitu Gunung Kawi,
sumber gempa terdapat di sebelah selatan G.
Satuan
Morfologi
3
Kelud sampai ke Samudera Indonesia. Hal
2.3. Deformasi Batuan
ini sesuai dengan teori tektonik lempeng
Batuan yang terkena tekanan (stess)
dimana penunjaman dasar samudera yang
akan mengalami deformasi yaitu perubahan
terjadi di daerah selatan Jawa membentuk
bentuk dan atau volume dalam keadaan
suatu zone gempa yang dinamakan Zone
padat yang disebut strain atau regangan.
Benioff. Berdasarkan data lokasi hiposenter
Deformasi
pada
batuan
dibagi
gempa di sekitar G. Kelud selama Februari
menjadi tiga (Christopher, 2002), pertama
sampai Mei 1976 dari kedalaman ±100 km,
Elastic
gempa makin dangkal dan mengarah ke G.
sementara
Kelud.
ada
kembali ke bentuk awal (reversible). Begitu
hubungannya dengan kegiatan magma atau
stress hilang, batuan kembali ke bentuk dan
migrasi magma ke arah permukaan yang
volume semula. Seperti karet yang ditarik
dapat menyebabkan terjadinya letusan.
akan melar tetapi jika dilepas akan kembali
Mungkin
gejala
tersebut
Deformation tidak
adalah
permanen
deformasi atau
dapat
Gunung Kelud merupakan salah satu
ke panjang semula. Elastisitas ini ada
gunungapi yang digolongkan masih sangat
batasnya yang disebut elastic limit, yang
aktif tipe ’A’, yaitu gunungapi yang pernah
apabila dilampaui batuan tidak akan kembali
meletus sejak tahun 1600 M. Menurut Van
pada kondisi awal.
Padang & Kusumadinata (1979) sejarah aktivitas
gunung
bahkan
Ductile
deformation
sudah
merupakan deformasi dimana elastisitas
tercatat sejak tahun 1000 M, tetapi hingga
limit dilampaui dan perubahan bentuk dan
tahun 1311 tidak tercantum keterangan ciri
volume batuan tidak kembali ke bentuk
erupsi
semula. Ketiga, Fracture terjadi apabila
gunungapi
kelud
Kedua,
tersebut
(Djumarma,
1991). Letusan-letusan G. Kelud umumnya tidak berlangsung lama, tetapi selalu saja berbahaya sebab disamping mengeluarkan awan panas juga menimbulkan lahar letusan karena adanya danau kawah.
batas atau limit elastisitas terlampaui. Untuk mempermudah membayangkannya dapat dilihat diagram stress-strain yang didapat dari percobaan dengan menekan contoh batuan berbentuk silindris.
4
menutupinya. Jika elastisitas batuan akibat tekanan (stress) tersebut terlampaui, maka X1
X
batuan tersebut akan terpatahkan (dislokasi)
Z
dan terbentuk retakan (crack) di atas dapur
Y
magma (Magetsari, 2001). Gelombang seismik akibat dislokasi akan men-trigger sesar-sesar disekitarnya untuk ikut bergerak. Sesar memiliki bidang
Gambar 3. Diagram stress-strain
gelincir (slip) yang membuatnya mudah
(Jaeger and Cook, 1976)
bergerak jika ada energi yang mengenainya. Energi
Mula-mula kurva stress-strain naik tajam sepanjang daerah elastis limit (Z), kurvanya mendatar. Penambahan stress menyebabkan terjadinya deformasi ductile. Bila proses stress dihentikan pada titik X, silinder akan kembali sedikit ke arah semula (Ductile deformation). Strain permanennya XlY yang merupakan deformasi
adalah ductile.
yang
dibutuhkan
untuk
menggerakkan batuan yang telah memiliki bidang sesar lebih kecil jika dibandingkan energi yang dibutuhkan untuk memecahkan batuan yang kompak. Karena itu, gempagempa
karena
aktivitas
dapur
magma
memiliki energi (magnitudo) yang lebih besar jika dibandingkan dengan energi (magnitudo) akibat pergerakan sesar. Saat magma menuju ke permukaan, akan terjadi gesekan antara magma dengan
2.4. Mekanisme Pergerakan Magma Subduksi
lempeng
dinding diaterma. Gesekaan antara magma ke
dan batuan menghasilkan suatu energi yang
bawah lempeng benua menimbulkan energi
membuat batuan disekitarnya bergerak.
panas karena gesekan lempeng tersebut.
Energi (magnitudo) yang dilepaskan oleh
Energi panas ini melelehkan batuan pada
batuan yang bergerak tersebut dirasakan
kedalaman 100 – 150 km. Pada kedalaman
sebagai gempa vulkanik. Sebagai ilustrasi,
tersebut
berikut ditampilkan gambar penampang
diperkirakan
samudera
magma
mulai
terbentuk. Magma memiliki suhu yang
gunungapi.
tinggi dan densitas yang rendah akan berusaha mendorong keatas batuan yang
5
di Italia yang dikembangkan oleh Del Pezzo and Petrosino tahun 2001 (Havskov, 2001). ML = logA + 1.34 log ∆ - 1.10 Dimana: A = amplitude maksimum (µm) ∆ = jarak episenter (km) Perhitungan magnitudo ini didapat dari penurunan skala magnitudo pertama
Gambar 4. Penampang Gunungapi (http://www.georesources.co.uk/crosssec.gif.)
yang dikembangkan oleh C. Skala Richter pada awal tahun 1930an dengan motivasi untuk menerbitkan katalog pertama gempa
3. METODOLOGI
California yang mempunyai ratusan event dengan ukuran magnitudo dari hampir tidak
Perhitungan
magnitudo
gempa
terasa sampai yang besar.
vulkanik dalam banyak kasus cukuplah sulit. Salah satu masalah utamanya adalah jarak episenter yang sangat pendek, biasanya lebih pendek daripada jarak episenter pada gempa tektonik. Data hiposenter pada jarak yang pendek
sangat
dipengaruhi
oleh
efek
geometri dan atenuasi dibandingkan data hiposenter pada jarak yang lebih jauh. Akhirnya dihasilkan perbandingan nilai signal per noise yang cukup rendah pada
ML = log (Ar) – log (Aө) Dimana: ML = magnitudo gempa Ar = hasil koreksi pembacaan amplitudo dengan
pembesaran
seismograf
standar
(Wood
Andersons
standard
torsion
seismometer) log Aө = logaritma variabel amplitudo gempa khusus fungsi dari jarak episenter Perumusan magnitudo lokal mana
data magnitudo yang membuat penelitian yang
semakin sulit.
dipilih
sebenarnya
tidak
terlalu
perumusan
berpengaruh pada penilitian tugas akhir ini,
magnitudo lokal (ML), pada tugas akhir ini
karena dalam hal ini besaran magnitudo
digunakan
yang
akan digunakan untuk perbandingan dalam
dipakai pada penelitian gempa G. Vesuvius
menentukan energi gempa sebagai fungsi
Diantara
banyak
perumusan
magnitudo
6
dari
pergerakan
magma
menuju
ke
4.2. Pengolahan Data Langkah pertama yang dilakukan
permukaan. Perumusan ini dipilih karena faktor
adalah mencari kejadian gempa pada data
geometri daerah penilitian G. Vesuvius yang
seismogram tanggal 1 sampai 31 Oktober
hampir sama dengan daerah penelitian G.
2007 dari 4 stasiun dengan menggunakan
Kelud, dimana pada penelitian G. Vesuvius
program GrHypo, disini dilakukan proses
nilai hiposenter yang dipakai kurang dari 17
pemilihan data gempa. Hanya gempa-gempa
km dan tercatat magnitudo gempa sampai
yang memiliki sinyal bagus yang diambil,
kurang dari -2.
terdapat 480 kejadian gempa. Data kejadian gempa yang telah ada kemudian di-convert dalam bentuk ASCii
4. DATA DAN PENGOLAHAN DATA
dengan menggunakan program WVW. Data dalam bentuk ASCii kemudian di-
4.1. Data
filter dan ditentukan amplitudo maksimum,
Data yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah data seismogram gempa vulkanik Gunung Kelud dari tanggal 1 sampai 31 Oktober 2007 dengan 4 stasiun pencatat gempa, yaitu Stasiun KLD (0.733 0.124 -1.492), Stasiun SUM (-0.553 -0.290 -1.350), Stasiun GJM (-0.314
1.048
-
1.400), dan Stasiun KWH (0 0 -1.259), dimana dalam periode tersebut terdapat 480 kejadian gempa. Pemantauan perekaman kegempaan
dengan
seismograf
digital
menggunakan Datamark LS7000. Luas kompleks Gunung Kelud yang dijadikan daerah penelitian meliputi daerah seluas 6 km X 6 km, dengan batas kedalaman 20 km.
waktu tiba gelombang P dan S untuk setiap kejadian gempa pada tiap stasiun dengan menggunakan program Matlab. Filtering ini dilakukan
untuk
menghilangkan
noise,
dimana hal ini sangat berpengaruh pada besaran amplitudo dan penentuan posisi waktu tiba gelombang P dan S (tp ts) serta besaran magnitudo untuk kemudian. Filter yang dipakai adalah bandpass filter dengan frekuensi yang digunakan antara 3 sampai 15 Hz. Frekuensi rata-rata sekitar 7 Hz. Penentuan nilai frekuensi dilakukan dengan try and error picking frekuensi sampai didapat signal sebelum tp dalam keadaan
flat, yang mana artinya
noise telah minimum. Dari Filtering akan
7
Nilai magnitudo dihitung pada setiap
didapat waktu tiba gelombang P dan S serta amplitudo maksimum pada setiap stasiun.
kejadian gempa pada tiap-tiap stasiun. Satu
Langkah selanjutnya adalah picking
kejadian gempa direkam oleh 4 stasiun,
waktu tiba gelombang P dan S dari data
berarti ada empat nilai magnitudo. Hasil
filter untuk menentukan posisi gempa (x y z)
akhir nilai magnitudo lokal didapat dengan
dengan menggunakan program GrHypo.
mengambil
GrHypo (Graphical Hypocenter Calculation
magnitudo lokal kemudian dibagi dalam
Software) merupakan program penentuan
beberapa kelas:
nilai
rata-ratanya.
Data
Magnitudo ≤ -3
masukannya berupa waktu tiba gelombang P
-3 < Magnitudo ≤ -2
dan S yang di-picking pada sinyal di layar
-2 < Magnitudo ≤ -1
monitor, data koordinat stasiun, dan data
-1 < Magnitudo ≤ 0
kecepatan
daerah
0 < Magnitudo ≤ 1
pengamatan. Hasil yang didapat kemudian
Magnitudo > 1
posisi
hiposenter
(Nishi,
struktur
2005).
batuan
Data
diplot untuk mengetahui persebarannya. Nilai magnitudo lokal yang ada kemudian diplot berdasarkan posisi lintang, bujur, dan hiposenternya pada program Matlab.
Gambar 5. Posisi Gempa terhadap Kedalaman
Langkah
terakhir
adalah
perhitungan
magnitudo gempa dengan perumusan: ML = log A + 1.34 log ∆ - 1.10 Dimana: A = amplitudo maksimum (µm)
Gambar 6. Sebaran Magnitudo 3D
∆ = jarak episenter (km)
8
Data magnitudo juga diplot pada interval
kedalaman
untuk
besar pada bagian bawah dimungkinkan
mengetahui sebaran gempa-gempa besar
karena adanya aktivitas dari dapur
disekitar sesar dan dapur magma. Sedangkan
magma. Magma yang memiliki panas
untuk
pergerakan
yang tinggi dan densitas yang rendah
magma, data magnitudo diplot berdasarkan
akan mendorong lapisan batuan di
waktu. Interval waktu yang digunakan
atasnya. Jika elastisitas akibat tekanan
adalah 5 hari. Di sini digunakan interval
pada batuan tersebut terlampaui, maka
waktu yang cukup besar karena gempa-
akan
gempa dari tanggal 1 sampai 31 Oktober
dinding
2007 tidak tersebar dalam jumlah yang
magnitudo sebanding dengan energi
merata. Ada yang dalam satu hari hanya
yang dilepas.
mengetahui
tertentu
Richter (Lampiran B-1). Gempa-gempa
adanya
terjadi
crack
dapur
(rekahan)
magma.
pada
Besarnya
tercatat 1 kejadian gempa, tapi ada juga yang dalam sehari tercatat terjadi ratusan
•
Pada kedalaman 2 - 10 km terdapat
gempa misalnya pada tanggal 16 Oktober
gempa-gempa bermagnitudo kurang dari
dimana tercatat terjadi 178 gempa. Dengan
-3 sampai lebih besar dari 1 skala
interval yang cukup besar, maka pola
Richter (Lampiran B-2). Di sini terlihat,
persebaran gempanya akan lebih terlihat.
gempa-gempa
bermagnitudo
cukup
besar antara -2.97 sampai 1.46 skala Richter membentuk suatu pola garis arah
5. ANALISA DAN KESIMPULAN
barat laut - tenggara dengan kemiringan sekitar 40˚ di bagian barat laut G. Kelud.
5.1. Analisa •
Berdasarkan terhadap
hasil
kedalaman,
plot
magnitudo
terlihat
bahwa
gempa-gempa relatif besar antara lebih besar dari 0 sampai lebih besar dari 1 skala Richter terdapat pada 3 tempat (Lampiran A-1 dan Lampiran A-2). Pada kedalaman 14 – 20 km terdapat gempagempa
yang
cukup
besar
dengan
magnitudo antara 0.1 sampai 1.33 skala
Demikian
juga
gempa-gempa
bermagnitudo antara -3.41 sampai 1.17 skala Richter yang melintang timur laut – barat daya G. Kelud membentuk suatu pola garis dengan kemiringan 45˚ pada kedalaman 2 - 12 km. Hal ini sesuai dengan data dari peta geologi G. Kelud, dimana terdapat sesar-sesar normal arah barat laut - tenggara disebelah barat laut
9
dan sesar arah timur laut - barat daya
gempa
daya G. Kelud.
diperkirakan
di
bawah
dapur
magma
akibat
gesekan
antara
magma dengan dinding diaterma saat •
Dari hasil plot data gempa terhadap
magma naik ke permukaan. Magnitudo
waktu terlihat, pada hari ke-1 sampai
di atas dapur magma dan sekitar area
hari ke-5 gempa-gempa relatif besar
sesar lebih besar jika dibandingkan
bermagnitudo 0 sampai lebih besar dari
dengan magnitudo di bawah kubah lava,
1 skala Richter terkonsentrasi di sekitar
hal
dapur magma dan sesar barat laut –
kemampuan untuk menyimpan energi
tenggara (Lampiran C-1). Beberapa
sehingga
gempa terdapat di sekitar sesar timur laut
terlampaui
– barat daya dan di bawah kubah lava
dislokasi energi yang dilepas akan lebih
dengan magnitudo yang lebih kecil.
besar jika dibandingkan energi hasil
Pada hari ke-6 sampai ke-10, gempa-
gesekan antara magma dengan dinding-
gempa bermagnitudo antara -1 sampai
dinding diaterma. Pada hari ke-16
lebih
Richter
sampai 25 terdapat ratusan gempa
terkonsentrasi di sekitar sesar timur laut
bermagnitudo kurang dari -3 sampai -2
– barat daya, di atas dapur magma, dan
skala Richter pada kedalaman kurang
di bawah kubah lava dengan magnitudo
dari 3 km di bawah kubah lava
lebih kecil (Lampiran C-2). Gempa-
(Lampiran C-4 dan Lampiran C-5.).
gempa bermagnitudo -1 sampai lebih
Tekanan sebanding dengan kedalaman,
besar dari 1 skala Richter terkonsentrasi
saat
di bawah kubah lava dan dapur magma
tekanannya akan semakin kecil sehingga
pada hari ke-11 sampai 15 (Lampiran C-
energi yang dilepas akan kecil pula.
3). Gelombang seismik yang dilepas saat
Gempa-gempa berskala kurang dari -1
terjadi dislokasi pada rekahan akibat
skala Richter juga terjadi di sekitar sesar
tekanan magma akan men-trigger sesar-
timur laut – barat daya. Pada hari ke-25
sesar disekitarnya untuk ikut bergerak.
sampai
Sesar memiliki bidang gelincir (slip)
kurang dari -3 sampai -2 skala Richter
yang membuatnya mudah bergerak jika
kembali
ada energi yang mengenainya. Gempa-
(Lampiran
besar
dari
1
skala
ini
karena ketika
batuan batas
dan
magma
31
mempunyai elastisitasnya
kemudian
naik
ke
gempa-gempa
terjadi
di
C-6).
terjadi
permukaan
berskala
sekitar
sesar
Gempa-gempa
10
bermagnitudo kurang dari -3 sampai -1
DAFTAR PUSTAKA
pada skala Richter juga terdapat di bawah kubah lava.
•
A.
Magetsari,
Noer,
dkk,
2001,
Catatan Kuliah Geologi Fisik. ITB 5.1. Kesimpulan
•
Aktivitas vulkanik yang terjadi di G.
volcanology,petrology and structure of
Kelud pada periode 1 sampai 31 Oktober 2007
ditinjau
dari
besaran
magnitudo
Mt. Kelud, east Java, Indonesia, thesis. •
lokalnya dapat dikelompokkan menjadi 3: •
Application
0.1 - 1.33 skala Richter pada kedalaman
Volcano
14 - 20 km disebabkan oleh rekahan
Gempa – gempa bermagnitudo antara -
•
yang melintang timur laut – barat daya G. Kelud dengan kedalaman 2 - 12 km Gempa-gempa
bermagnitudo
relatif
kecil -3.44 sampai 1.52 yang terdapat di
Journal
of
Jaeger, J. C., and Cook, N. G. W., 2nd edition, John iley and Sons, N.Y. Chapters 2 and 3.
•
Mustakim, 2008, Peta Administrasi G. Kelud, Jakarta.
•
Nishi, K., 2005, Graphical Hypocenter Calculation Software, Silver Expert
akibat dislokasi sesar-sesar normal. •
(Antartica),
Island
1976, Fundamentals of Rock Mechanics,
- tenggara pada kedalaman antara 2 - 10 antara -3.41 sampai 1.17 skala Richter
Deception
128(2003) 115-133.
2.97 - 1.46 skala Richter arah barat laut km dan gempa- gempa bermagnitudo
for
Volcanology and geothermal research
akibat tekanan magma yang memiliki •
Havskov, Jens. , 2001, Magnitude Scales for very local earthquakes.
Gempa-gempa dengan magnitudo antara
densitas rendah pada dapur magma.
Djumarma, A., 1991, Some studies of
JICA Indonesia. •
Sabry, M., 1993, Mekanisme Letusan G.
bawah kubah lava akibat gesekan antara
Kelud 10 Februari 1990 Berdasarkan
magma dengan dinding diaterma saat
Analisis
Seismik,
Tugas
Akhir
Departemen Geofisika dan Meteorologi,
magma menuju ke permukaan.
ITB. •
Scholz, C. H., 2002, The Mechanics of Earthquakes and Faulting 2nd Edition, Cambridge University Press.
11
•
Zaenuddin,
A.
dkk,
Gunungapi
Kelud,
1992, Jawa
Peta Timur,
Direktorat Vulkanologi. •
http://www.vsi.esdm.go.id/gunungapiInd onesia/kelud/umum.html
•
http://www.georesources.co.uk/crosssec. gif.
12
LAMPIRAN
13
FLOWCHART PENGOLAHAN DATA Data gempa vulkanik G. Kelud 1 – 31 Oktober 2007 (480 gempa) (lon, lat, date, magnitude, depth)
Konversi data dalam ASCii dengan program WVW
Filtering data (Band Pass Filter 3 - 15 Hz) dan penentuan Amp. max
Penentuan posisi gempa (X, Y, Z) dengan program GRHYPO
Konversi Amplitudo dan penentuan Magnitudo Lokal ML = log (A) + 1.34 log (Δ) – 1.1
Plot data gempa berdasarkan waktu dan kedalaman
Analisis seismisitas
14
N T T N
6 km Barat - Timur
Lampiran A-1. Sebaran Magnitudo 2D
15
Lampiran A-2. Sebaran Magnitudo 3D
Lampiran B-1. Magnitudo Kedalaman 2 - 10 km (Berkorelasi dengan sesar arah barat laut – tenggara)
16
Lampiran B-2. Magnitudo Kedalaman 2 - 12 km (Berkorelasi dengan sesar arah timur laut – barat daya)
Lampiran B-3. Magnitudo Kedalaman 14 - 20 km (Aktivitas dapur magma)
17
Lampiran C-1. Pergerakan Magma H 1 – 5
18
Lampiran C-2. Pergerakan Magma H 6 – 10
19
Lampiran C-3. Pergerakan Magma H 11 – 15
20
Lampiran C-4. Pergerakan Magma H 16 – 20
21
Lampiran C-5. Pergerakan Magma H 21 – 25
22
Lampiran C-6. Pergerakan Magma H 26 – 31
23
