Documents.tips Modul III Seismologi

8/16/2019 Documents.tips Modul III Seismologi

http://slidepdf.com/reader/full/documentstips-modul-iii-seismologi 1/15

Modul Pembelajaran Mata Kuliah Seismologi

MODUL III

EPISENTER DAN HIPOSENTER GEMPA BUMI

BAB I

PENDAHULUAN

A.Latar Belakang

Untuk menentukan lokasi sumber gempa bumi diperlukan data waktu tiba gelombang Primer

(P) dan sekurang-kurangnya tiga komponen arah, yang dimasudkan tga komponen arah

yakni, Arah kedalaman atau komponen Z, arah Timur ke Barat dan arah Utara ke Selatan

Sedang besar ke!adian gempa dinyatakan magnitude Parameter yang diperlukan dalam

menentukan magnitude gempa adalah amplitude dan periode gemapa

Setiap ke!adian gempa bumi akan menghasilkan in"ormasi seismi# berupa rakaman sinyal

berbentuk gelombang $n"ormasi seismi# tersebut kemudian diproses dan dianalisis sehingga

ditemukan parameter-parameter gempa bumi seperti % waktu ke!adian gempa, lokasi

episenter, kedalaman sumber gempa, kekuatan gempa dan intensitas gempa bumi

&aktu ke!adian gempa bumi ('rigin Time) adalah waktu terlepasnya akulumasi tegangan

yang terbentuk akibat pen!alaran gelombang al ini dinyatakan dengan hari, tanggal bulan,

!am, menit, detik dalam satuan UT (Uni*ersal Time oordinated)

+pisenter dapat dikatakan sebagai titik dipermukaan saat ter!adi gempa atau dapat dikatakan

!arak lateral antara pusat gempa bumi dan stasiun pengamat, titik ini merupakan re"leksi dari

hiposenter atau "o#us gempa

iposenter atau kedalaman sumber gempa adapun !arak hiposenter dihitung tegak lurus dari

permukaan bumi, edalaman dinyatakan oleh besar !arak dalam satuan

ekuatan empa atau magnitude adalah ukuran kekuatan gempabumi menggambarkan

besarnya energy yang terlepas pada saat gempa bumi ter!adi Skala pemba#a gempa bumi

dinyakan dalam Skala .i#ter (S.) onsep magnitude dinyatakan dalam bentuk logaritma

berbasis /0 arga magnitude diperoleh sebagai hasil analisis tipe gelombang P

Program Studi GeofsikaPage 25




$ntensitas gempa bumi adalah ukuran kerusakan akibat gempa bumi berdasarkan hasil

pengamat e"ek gempa bumi terhadap kerusakan struktur bangunan, manusia dan lingkungan,

$ntensitas gempa bumi dinyatakan dengan 11$(1odi"ied 1er#ally $ntensity)

B. Ruang lingkup Isi :

- 1etoda 2ingkaran

- 1etoda &adati

asus 3ua stasiun dan Tiga stasiun

- +pisenter 3an edalaman gempa bumi

- 1etoda Sterometeri- 1etoda Bola

. !aitan M"#ul

1odul ini merupakan modul ke tiga dan disa!ikan pada pertemuan ke tiga, modul ini

terkait dengan modul yang berisi tentang pen!alaran gelombang seismi# di dalam

bumi Tidak ini sa!a modul ini dapat dikaitkan pada modul yang mempela!ari arah

dating, arah keluar gelombang akibat gempa Sedang madul ini berisi tentang metode-

metode dalam penentuan episenter dan hiposenter gempa bumi

D. Sasaran Bela$ar

Setelah mengikuti modul ini mahasiswa diharapkan4

/ 1enentukan episenter dan hiposenter gempa bumi dengan metoda dasar yang sederhana

seperti metoda lingkaran untuk kasus dua stasiun, tiga stasiun

5 1enentukan konstanta 'mori

6 1enentukan episenter dan hiposenter dengan metoda &adati7 1enentukan episenster dan hiposenter dengan metode 8uens 9ain

: 1enentukan episenster dan hiposenter dengan metode bola

; 1embandingkan masing-masing metoda yang dipela!ari dalam berbagai kasus gempa

bumi

BAB II

PEMBELA%ARAN





A.Episenter

empa bumi berkaitan erat dengan adanya pelepasan energi se#ara mendadak yang ter!adi di

bumi Pelepasan energi dapat disebabkan akibat ter!adinya patahan-patahan baru ataupun

bergesernya patahan lama, peristiwa benda !atuh, runtuhan akti*itas *ulkanik dan lain-lain

iposenter adalah tempat ke!adian gempa di "okus (bagian dalam bumi) +pisenter adalah

proyeksi hiposenter dipermukaan bumi

+ < S eterangan%

S % Stasiun Pengamatan + % +pisentrum

h 3 = % iposenter

3 % >arak iposentral

< % >arak +pisentral

h % edalaman empa

Untuk menentukan episenter dan hiposenter gempa bumi, banyak sekali metoda yang bisa

digunakan Sesuai dengan perkembangan ilmu pengetahuan, penentuan episenter dan

hiposenter banyak mengalami perubahan dan penyempurnaan

3alam praktikum ini yang akan dipela!ari adalah penentuan episenter dan hiposenter dengan

1etoda 2ingkaran, baik untuk kasus dua stasiun atau tiga stasiun, dan 1etoda Bola

Perumusan untuk menggunakan kedua metoda ini diturunkan dari anggapan bahwa

gelombang seismik merambat dalam lapisan homogen isotropik sehingga dianggap ke#epatan

gelombang tetap dalam pen!alarannya Bila gempa ter!adi pada suatu titik?tempat di dalam

suatu ruang di dalam bumi pada saat t0, maka beberapa saat kemudian "ase gelombang P dan

S akan ter#atat dari stasiun pengamatan, dan gelombang P akan ter#atat lebih dulu dari

gelombang S dan ts @ t p

B.METODA LING!ARAN





1etoda ini merupakan metoda yang paling sederhana dalam penentuan episenter

3alam metoda ini digunakan selisih waktu tiba gelombang P dan S yang ter#atat pada

masing-masing stasiun perekam gempa

B.& PENENTUAN HIPOSENTER

B.&. METODA !LASI! 'Dk (

Setelah dihitung selisih waktu datangnya gelombang S dan P (ts @ t p) pada masing-

masing stasiun, maka !arak hiposentral dapat langsung dilihat pada table tra*el time

>e""ereys-Bullen

B.) METODA LO!US 'DL(

3ata-data yang dibutuhkan adalah%

9p % e#epatan !alar gelombang P

9s % e#epatan !alar gelombang S

tp % &aktu tiba gelombang P di stasiun

ts % &aktu tiba gelombang S di stasiun

arena maka

dan

atau

dan

karena

, maka %

(/)

3imana adalah onstanta 'mori





B.* Menentukan !"nstanta O+"ri

asus 7 stasiun

dimana %

B., METODA -ADATI

3ata yang diperlukan adalah , 3iagram didapatkan dengan mengeplotkan

sebagai absis dan sebagai ordinat 3ata dari n stasiun akan memberikan garis

optimasi / yang di#ari dengan metoda least-square

atauProgram Studi Geofsika

Page 29




ambar 5

Perpotongan antara garis / dengan sumbu ordinat akan memberikan 'rigin Time (t 0)

'rigin Time adalah waktu ter!adinya gempa di"okus Slope garis tersebut adalah Sehingga

3w dapat di#ari dengan rumus %

(5)

.PENENTUAN EPISENTER

.& !ASUS DUA STASIUN

Buat lingkaran dengan pusat posisi masing-masing stasiun pengamatan dengan !ari-

!ari 3 (3 , 3 2, 3&) Tarik garis lurus antara kedua perpotongan lingkaran tersebut emudian

hubungkan kedua stasiun Perpotongannya adalah episentrum gempa bumi (lihat gambar 6)

>arak episentralnya adalah (terhadap S/) + adalah episenter gempa





ambar 6

.) !ASUS TIGA STASIUN

Buat lingkaran dengan pusat di masing-masing posisi stasiun dengan !ari-!ari 3 (3 ,

3 2, 3&) Pada daerah yang dibatasi oleh perpotongan ketiga lingkaran, tarik ketiga garis dari

titik-titik perpotongannya sehingga diperoleh suatu segitiga Perpotongan garis berat ketiga

sisi segitiga tersebut adalah episenter gempa yang dimaksudkan >arak episentral terhadap

masing-masing stasiun pengamatan dapat diukur langsung seperti a#ara kasus dua stasiun

ambar 7

D.!ASUS GELOMBANG P

asus gelombang P atau kasus dimana ketiga lingkaran tidak saling berpotongan,

dimana ketiga stasiun hanya men#atat gelombang P sa!a, yaitu%

S/ t p/

Program Studi GeofsikaPage 3!




S5 t p5

S6 t p6

maka kita pilih dari t p tersebut harga yang terke#il sebagai a#uan 1isal%

t p6 t p5 dan t p6 t p/

Sehingga diperoleh%

(6)

(7)

emudian dibuat lingkaran $ dengan pusat stasiun-/ (S/) dan !ari-!ari r /, lingkaran $$

dengan pusat stasiun-5 (S5) dan !ari-!ari r 5 Selan!utnya dibuat lingkaran $$$ sedemikian rupa

sehingga lingkaran $$$ ini menyinggung lingkatan $ dan lingkaran $$, serta melalui stasiun-6

Titik pusat lingkaran $$$ ini merupakan episentrum gempa bumi yang dimaksudkan

ambar :

D.&PENENTUAN !EDALAMAN '(

D.) METODA /UES 0AIN





ambar ;

(:)

Subtitusikan persamaan (/) ke dalam persamaan (:), sehingga diperoleh %

(;)

atau bisa !uga memakai hubungan %

< C 3 #os D (E)

#os D C < ? 3

tan D C h ? 3

h C < tan D (F)

dengan D adalah arah sudut dating gempa

D., METODA STEREOMETRI

ambar E

Penentuan kedalaman adalah sebagai berikut %Program Studi Geofsika

Page 33




/ Buat lingkaran dengan pusat pada masing-masing stasiun dengan !ari-!ari 3

5 Perpotongan ketiga lingkaran tersebut pada satu titik (+) adalah episenter gempa

6 Perhatikan garis AB (salah satu garis potong dua lingkaran), pindahkan garis ini

men!adi AG BG yang se!a!ar AB

7 Proyeksikan titik + ke garis AG BG, diperoleh titik +G: Bagi garis AG BG men!adi dua bagian yang sama pan!ang, di dapatkan titik '

; 3ari titik ' dibuat setengah lingkaran melalui AG dan BG

E Tarik garis dari titik +G tegak lurus AG BG sampai memotong lingkaran

F Titik h adalah kedalaman gempa yang dimaksudkan

D.1 METODA BOLA

1etoda ini memperbaiki metoda lingkaran dimana ruang hiposenter merupakan irisan tiga

bola yang berpusat pada stasiun Posisi episenter merupakan proyeksi posisi hiposenter ke

permukaan arena metoda bola merupakan pengembangan dari metoda lingkaran, makadiperlukan pula data waktu tiba gelombang P dan gelombang S untuk menentukan besarnya

!ari-!ari bola sebagai !arak hiposenter

>arak hiposenter dapat di#ari dengan menggunakan hubungan %

dimana dan adalah ke#epatan gelombang P dan S dan adalah waktu tiba

gelombang P dan S distasiun pengamat

Apabila posisi-posisi stasiun pengamat adalah %

(H/, I/, Z/), (H5, I5, Z5), (H6, I6, Z6) dan !ari-!ari bola adalah r /, r 5, dan r 6, maka berlaku tiga

persamaan bola berikut %

3ari ketiga persamaan tersebut dapat di#ari harga H, I, dan Z tertentu yang memenuhi ketiga

persamaan tersebut Titik (H, I, Z) itulah yang dapat dita"sirkan sebagai hiposenter dan titik

(H,I) merupakan posisi?koordinat dipermukaan (episenter)

D.2 TUGAS

/ 1enentukan onstanta 'mori ()

Program Studi GeofsikaPage 3"




Persamaan yang digunakan adalah %

H dan y adalah koordinat stasiun

Sehingga diperoleh %

a// a/5 a/6 5 . /

a5/ a55 a56 J C . 5

a6/ a65 a66 y . 6

3engan eliminasi auss diperoleh 5, J, y

Tabelkan

5 1enentukan hiposenter dengan metoda 2o#us (32)

Persamaan yang digunakan %

% konstanta 'mori, harga 5 diambil yang positi"

Tabelkan

6 1enentukan T0 dari hasil pengeplotan 32 pada sumbu J dan Tp pada sumbu y untuk

semua data

3engan menggunakan metoda least sKuare atau 2otus atau program bisa diperoleh

suatu garis dengan persamaan tertentu Perpotongan garis / dengan sumbu y (Tp)

adalah T0

7 1enentukan hiposenter dengan metoda wadati (3w)

Persamaan yang digunakan %





Tabelkan

: 1enentukan episenter dengan metoda dua lingkaran

a Plot posisi stasiun (sebagai pusat lingkaran)

b Buat dua lingkaran sesuai dengan besarnya !ari-!ari (32 atau 3w)

# Tarik garis lurus antara perpotongan lingkaran-lingkaran tersebutd Titik potongnya adalah episentrum gempa, Tabelkan

e Plot hasil episenter pada peta sebenarnya

3ibuat masing-masing untuk metoda lo#us dan wadati

; 1enentukan episenter dengan metoda tiga lingkaran

a Plot ketiga stasiun sebagai pusat lingkaran

b Buat tiga lingkaran dengan !ari-!ari 32 dan 3w, sesuaikan dengan metoda

# Bentuk segitiga dari perpotongan ketiga lingkaran tersebut

d Perpotongan garis berat segitiga adalah episenter, Tabelkan

e Plot episenter pada peta sebenarnya

3ibuat masing-masing untuk metoda lo#us dan wadati

E 1enentukan episenter dan hiposenter dengan metoda stereometri

a Plot tiga stasiun (sebagai pusat lingkaran)

b Buat tiga lingkaran sesuai dengan besarnya !ari-!ari 32 dan 3w, sesuaikan dengan

metoda

# Perpotongan ketiga lingkaran pada suatu titik merupakan episenter

d 3ari salah satu garis potong dua lingkaran (AB) pindahkan men!adi AG BG yang

se!a!ar AB

e Proyeksikan titik + pada garis AG BG sehingga diperoleh titik +G

" Bagi garis AG BG men!adi dua bagian sehingga diperoleh titik 'g Buat setengah lingkaran melalui AG dan BG dari titik '

h Tarik garis dari titik +G tegak lurus AG BG sehingga memotong tepi setengah lingkaran

i Pan!ang garis hasil tarikan dalam lingkatan setengah tadi adalah kedalaman gempa

(h)

3ibuat masing-masing untuk metoda lo#us dan wadati Tabelkan hasilnya

F 1enentukan hiposenter dengan metoda bola

a Ambil posisi stasiun sesuai dengan stasiun pada kombinasi tiga stasiun

b Tentukan r i C 9 pi T pi

# 1asukkan ke persamaan dengan tiga *ariabel, sehingga harga J, y, L, bisaditentukan

d (J, y, L) merupakan koordinat hiposenter

e (J,y) merupakan koordinat dipermukaan bumi

" (L) merupakan kedalaman hiposenter (h)

g 3alam data ini harga L C 0

h Tabelkan hasilnya

E. STRATEGI PEMBELA%ARAN





E.& !ulia Pengantar

uliah pengantar menggunakan modul ini yang disa!ikan pada pertemuan ke empat

dalam materi pembela!aran episenter dan hiposenter gempa bumi dalam waktu 60 menit

• Diskusi !el"+p"k

3iskusi kelompok dilakukan dengan membentuk kelompok-kelompok ke#il

beranggotakan 6 7 orang Tugas setiap kelompok 4

- mendiskusikan topik-topik kuliah yang diuraikan di atas yang ditentukan oleh "asilitator

Sebagai dasar untuk merumuskan pengertian-pengertian yang terkandung di dalamnya,

peserta akan diberikan bahan ba#aan

- memberikan permasalahan mengenai unsur-unsur pembangkitan sinyal, pembentukan

sinyal waktu diskrit

• Presentasi !el"+p"k

Presentase setiap kelompok dilaksanakan pada pertemuan kelima dan keenam Setiap

kelompok mempresentasikan hasil praktikum untuk berbagi dengan peserta lainnya asil

rumusan terhadap topik yang diberikan diharapkan dapat membantu peserta lainnya

dalam memahami materi pembela!aran se#ara komprehensi" 3alam presentasi hasil

diskusi kelompok diupayakan men!adi suatu dialog antara presenter dengan audien#e

E.) Tugas !ulia

Pada pertemuan keenam, mahasiswa mengumpulkan laporan seluruh hasil presentasi

yang telah didiskusikan

E.* E3aluasi Singkat

+*aluasi dalam bentuk uraian yang diberikan kepada mahasiswa untuk menuliskan

pemahaman mereka tentang materi kuliah yang telah didiskusikan 3alam hal ini diharapkan

mahasiswa dapat memahami pembangkitan sinyal waktu diskrit

G. In#ikat"r Penilaian$ndikator penilaian berupa kemuthiran algoritma, kreati*itas dan ker!asama tim alam

menemukan !awaban dari masalah yang diberikan oleh "asilitator omponen penilaian

meliputi 4

• Akti"itas perkuliahan (/: M), terdiri dari %

- eakti"an dalam diskusi (/0 M)

- ehadiran (: M)





• Penguasaan materi (:0 M), terdiri dari %

- emampuan mengusai membuat sinyal pembangkit (/: M)

- emampuan dalam membuat sinyal waktu diskrit (/:M)

- emampuan dalam men!umlah sinus waktu diskrit skuen pulsa (50 M)

• Tugas-tugas kuliah (6: M), terdiri dari %

- etepatan waktu pengumpulan tugas (/0 M)

- Tingkat kebenaran tugas (5: M)

- erapian peker!aan (/0 M)

BAB III

PENUTUP

Setelah mengikuti mata kuliah ini, mahasiswa diharapkan mampu menentukan episentar dan

hiposenter gempa bumi

DA4TAR PUSTA!A

.as!id, SA, N Penyelidikan egempaan omplek 9ulkanik untur-Papandayan, >anuari-

1aret /OFO, 2aporan, 3irektorat 9ulkanologi, /OFO

Umar =auLi, NPenentuan iposenter dengan 1etoda iposenter

&aluyo, et Al N Penentuan +pisenter empa-empa 1ikro? 2okal dengan 1enggunakan

Tiga Buah Seismogra"G, 1akalah P$T A$ 9$$, Bandung




