1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Indonesia dikenal sebagai wilayah yang mempunyai tatanan geologi unik dan

rumit. Hal ini dikarenakan, Indonesia merupakan jalur pertemuan tiga lempeng besar

yaitu lempeng Indo-Australia yang relatif bergerak ke Utara, lempeng Eurasia yang

relatif bergerak ke selatan, dan lempeng Pasifik yang relatif bergerak ke Barat.

Pertemuan antar lempeng mengakibatkan sering terjadinya gempa bumi karena

tumbukan atau pergeseran lempeng. Oleh karena itu, Indonesia merupakan daerah

yang secara tektonik bersifat labil dan merupakan kawasan pinggir benua yang paling

aktif didunia.

Daerah Yogyakarta merupakan bagian dari jalur gempa bumi yang terbentang

dari Pulau Sumatra, Jawa, Bali hingga Nusa Tenggara.Sebagai wilayah yang terletak

dijalur gempa bumi, kondisi fisiografi Daerah Yogyakarta sangat dipengaruhi oleh

aktivitas tumbukan lempeng Indo-Australia dengan lempeng Eurasia. Kondisi ini

menjadikan Daerah Yogyakarta sebagai salah satu kawasan dengan tingkat aktivitas

seismik yang tertinggi di Indonesia.

Jika aktivitas vulkanisme merupakan bagian dari rangkaian kegiatan tektonik,

maka tingginya aktivitas Merapi tidak lepas dari pengaruh tingginya aktivitas seismik

di Yogyakarta dan sekitarnya.

Gunung Merapi (ketinggian puncak 2.968 m dpl, per 2006) adalah gunung

berapi di bagian tengah Pulau Jawa dan merupakan salah satu gunung api teraktif di

Indonesia. Lereng sisi selatan berada dalam administrasi Kabupaten Sleman, Daerah

Istimewa Yogyakarta, dan sisanya berada dalam wilayah Provinsi Jawa Tengah, yaitu

Kabupaten Magelang di sisi barat, Kabupaten Boyolali di sisi utara dan timur, serta

Kabupaten Klaten di sisi tenggara.Gunung Merapi adalah gunung termuda dalam

rangkaian gunung berapi yang mengarah ke selatan dari Gunung Ungaran.Gunung ini

terbentuk karena aktivitas di zona subduksiLempeng Indo-Australia yang bergerak ke

1

2

bawah Lempeng Eurasia menyebabkan munculnya aktivitas vulkanik di sepanjang

bagian tengah Pulau Jawa. Puncak yang sekarang ini tidak ditumbuhi vegetasi karena

aktivitas vulkanik tinggi. Puncak ini tumbuh di sisi barat daya puncak Gunung

Batulawang yang lebih tua.

Keberadaan dapur magma Merapi yang berdekatan dengan zona seismik aktif,

menyebabkan fluida di dapur magma menjadi labil karena terus menerus mendapat

pukulan dan tekanan dari getaran gempa bumi yang seringkali terjadi. Hingga tahun

2010 Merapi diperkirakan sudah mengalami erupsi besar yang tercatat sebanyak 84

kali. Rata-rata selang waktu erupsi periode pendek terjadi antara 2 hingga 5 tahun,

sedangkan selang waktu erupsi periode menengah terjadi setiap 5 hingga 7 tahun.

Namun demikian, Merapi juga pernah mengalami masa istirahat panjang selama lebih

dari 30 tahun terutama pada masa awal pembentukannya. Berdasarkan catatan sejarah

kegempaan, Daerah Yogyakarta sering mengalami gempa bumi merusak. Dari

seluruh gempa bumi ini, seluruhnya memiliki episentrum yang relatif dekat dengan

Merapi. Jika menilik waktu terjadinya gempa bumi, diantaranya bersamaan dengan

saat erupsi Merapi.

Oleh karena itu penulis tertarik untuk melakukan penelitian yang berjudul

“Analisis Mekanisme Sumber Gempa Vulkanik Gunung Merapi di Yogyakarta

pada tahun 2015”.

1.2 Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini dibatasi pada analisis parameter gempa dan mekanisme sumber

gempa Gunung Merapi. Sedangkan daerah penelitian di Yogyakarta yang terletak

pada koordinat posisi geografi 7°32,5' LS dan 110°26,5' BT. Data penelitian yang

digunakan adalah data sekunder gempa vulkanik di Gunung Merapi Yogyakarta pada

tahun 2014 yang diperoleh dari Kantor Balai Penyelidikan dan Pengembangan

Kebencenaan Geologi (BPPTKG) Yogyakarta.

3

1.3 Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara penentuan mekanisme sumber gempa Vulkanik gunung

Merapi ?

2. Bagaimana cara menentukan epicenter gempa dari hasil rekaman sinyal

seismograf sehingga diperoleh parameter gempa ?

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui mekanisme sumber gempa vulkanik Gunung Merapi.

2. Mengetahui penentuan parameter-parameter gempa vulkanik Gunung Merapi.

1.5 Manfaat Penelitian

1. Mengetahui fenomena gempa Vulkanik gunung Merapi.

2. Mengetahui dan mengerti cara menentukan mekanisme sumber gempa

Vulkanik gunung Merapi.

3. Mengetahui cara penentuan parameter-parameter gempa Vulkanik gunung

Merapi.

4

BAB II

DASAR TEORI

2.1 Sejarah Gunung Merapi

Gunung Merapi (ketinggian puncak 2.968 m dpl, per 2006) adalah gunung

berapi di bagian tengah Pulau Jawa dan merupakan salah satu gunung api teraktif di

Indonesia. Dengan posisi geografi 7°32,5' LS dan 110°26,5' BT. Kawasan hutan di

sekitar puncaknya menjadi kawasan Taman Nasional Gunung Merapi sejak tahun

2004.

Gunung ini sangat berbahaya karena menurut catatan modern mengalami

erupsi (puncak keaktifan) setiap dua sampai lima tahun sekali dan dikelilingi oleh

pemukiman yang sangat padat. Sejak tahun 1548, gunung ini sudah meletus sebanyak

68 kali.Kota Magelang dan Kota Yogyakarta adalah kota besar terdekat, berjarak di

bawah 30 km dari puncaknya. Di lerengnya masih terdapat pemukiman sampai

ketinggian 1700 m dan hanya berjarak empat kilometer dari puncak. Oleh karena

tingkat kepentingannya ini, Merapi menjadi salah satu dari enam belas gunung api

dunia yang termasuk dalam proyek Gunung Api Dekade Ini (Decade Volcanoes).

Gunung Merapi adalah gunung termuda dalam rangkaian gunung berapi yang

mengarah ke selatan dari Gunung Ungaran. Gunung ini terbentuk karena aktivitas di

zona subduksi Lempeng Indo-Australia yang bergerak ke bawah Lempeng Eurasia

menyebabkan munculnya aktivitas vulkanik di sepanjang bagian tengah Pulau Jawa.

Puncak yang sekarang ini tidak ditumbuhi vegetasi karena aktivitas vulkanik tinggi.

Puncak ini tumbuh di sisi barat daya puncak Gunung Batulawang yang lebih tua.

4

5

Gambar 2.1 Gunung Merapi (Wikipedia. 2014)

Proses pembentukan Gunung Merapi telah dipelajari dan dipublikasi sejak

1989 dan seterusnya. Berthomier, seorang sarjana Prancis, membagi perkembangan

Merapi dalam empat tahap. Tahap pertama adalah Pra-Merapi (sampai 400.000 tahun

yang lalu), yaitu Gunung Bibi yang bagiannya masih dapat dilihat di sisi timur

puncak Merapi. Tahap Merapi Tua terjadi ketika Merapi mulai terbentuk namun

belum berbentuk kerucut (60.000 - 8000 tahun lalu). Sisa-sisa tahap ini adalah Bukit

Turgo dan Bukit Plawangan di bagian selatan, yang terbentuk dari lava basaltik.

Selanjutnya adalah Merapi Pertengahan (8000 - 2000 tahun lalu), ditandai dengan

terbentuknya puncak-puncak tinggi, seperti Bukit Gajahmungkur dan Batulawang,

yang tersusun dari lava andesit. Proses pembentukan pada masa ini ditandai dengan

aliran lava, breksiasi lava, dan awan panas. Aktivitas Merapi telah bersifat letusan

efusif (lelehan) dan eksplosif. Diperkirakan juga terjadi letusan eksplosif dengan

runtuhan material ke arah barat yang meninggalkan morfologi tapal kuda dengan

panjang 7 km, lebar 1-2 km dengan beberapa bukit di lereng barat. Kawah Pasarbubar

(atau Pasarbubrah) diperkirakan terbentuk pada masa ini. Puncak Merapi yang

sekarang, Puncak Anyar, baru mulai terbentuk sekitar 2000 tahun yang lalu. Dalam

perkembangannya, diketahui terjadi beberapa kali letusan eksplosif dengan VEI 4

berdasarkan pengamatan lapisan tefra.

6

Karakteristik letusan sejak 1953 adalah desakan lava ke puncak kawah

disertai dengan keruntuhan kubah lava secara periodik dan pembentukan awan panas

(nuée ardente) yang dapat meluncur di lereng gunung atau vertikal ke atas. Letusan

tipe Merapi ini secara umum tidak mengeluarkan suara ledakan tetapi desisan. Kubah

puncak yang ada sampai 2010 adalah hasil proses yang berlangsung sejak letusan gas

1969.

Pakar geologi pada tahun 2006 mendeteksi adanya ruang raksasa di bawah

Merapi berisi material seperti lumpur yang secara "signifikan menghambat

gelombang getaran gempa bumi". Para ilmuwan memperkirakan material itu adalah

magma. Kantung magma ini merupakan bagian dari formasi yang terbentuk akibat

menghunjamnya Lempeng Indo-Australia ke bawah Lempeng Eurasia.

Letusan-letusan kecil terjadi tiap 2-3 tahun, dan yang lebih besar sekitar 10-15

tahun sekali. Letusan-letusan Merapi yang dampaknya besar tercatat pada tahun 1006

(dugaan), 1786, 1822, 1872, dan 1930. Letusan pada tahun 1006 membuat seluruh

bagian tengah Pulau Jawa diselubungi abu, berdasarkan pengamatan timbunan debu

vulkanik. Ahli geologi Belanda, van Bemmelen, berteori bahwa letusan tersebut

menyebabkan pusat Kerajaan Medang (Mataram Kuno) harus berpindah ke Jawa

Timur. Letusan pada tahun 1872 dianggap sebagai letusan terkuat dalam catatan

geologi modern dengan skala VEI mencapai 3 sampai 4. Letusan terbaru, 2010,

diperkirakan juga memiliki kekuatan yang mendekati atau sama. Letusan tahun 1930,

yang menghancurkan tiga belas desa dan menewaskan 1400 orang, merupakan

letusan dengan catatan korban terbesar hingga sekarang.

Letusan bulan November 1994 menyebabkan luncuran awan panas ke bawah

hingga menjangkau beberapa desa dan memakan korban 60 jiwa manusia. Letusan 19

Juli 1998 cukup besar namun mengarah ke atas sehingga tidak memakan korban jiwa.

Catatan letusan terakhir gunung ini adalah pada tahun 2001-2003 berupa aktivitas

tinggi yang berlangsung terus-menerus. Pada tahun 2006 Gunung Merapi kembali

beraktivitas tinggi dan sempat menelan dua nyawa sukarelawan di kawasan Kaliadem

karena terkena terjangan awan panas. Rangkaian letusan pada bulan Oktober dan

7

November 2010 dievaluasi sebagai yang terbesar sejak letusan 1872dan memakan

korban nyawa 273 orang (per 17 November 2010), meskipun telah diberlakukan

pengamatan yang intensif dan persiapan manajemen pengungsian. Letusan 2010 juga

teramati sebagai penyimpangan dari letusan "tipe Merapi" karena bersifat eksplosif

disertai suara ledakan dan gemuruh yang terdengar hingga jarak 20-30 km.

Gunung ini dimonitor non-stop oleh Pusat Pengamatan Gunung Merapi di

Kota Yogyakarta, dibantu dengan berbagai instrumen geofisika telemetri di sekitar

puncak gunung serta sejumlah pos pengamatan visual dan pencatat kegempaan di

Ngepos (Srumbung), Babadan, dan Kaliurang. (Wikipedia. 2014)

2.2 Gunung Berapi

Gunung berapi atau gunung api secara umum adalah istilah yang dapat

didefinisikan sebagai suatu sistem saluran fluida panas (batuan dalam wujud cair atau

lava) yang memanjang dari kedalaman sekitar 10 km di bawah permukaan bumi

sampai ke permukaan bumi, termasuk endapan hasil akumulasi material yang

dikeluarkan pada saat meletus.

Istilah gunung api ini juga dipakai untuk menamai fenomena pembentukan ice

volcanoes atau gunung api es dan mud volcanoes atau gunung api lumpur. Gunung

api es biasa terjadi di daerah yang mempunyai musim dingin bersalju, sedangkan

gunung api lumpur dapat kita lihat di daerah Kuwu, Grobogan, Jawa Tengah yang

populer sebagai Bledug Kuwu.

Gunung berapi terdapat di seluruh dunia, tetapi lokasi gunung berapi yang

paling dikenali adalah gunung berapi yang berada di sepanjang busur Cincin Api

Pasifik (Pacific Ring of Fire). Busur Cincin Api Pasifik merupakan garis bergeseknya

antara dua lempengan tektonik.

Gunung berapi terdapat dalam beberapa bentuk sepanjang masa hidupnya.

Gunung berapi yang aktif mungkin berubah menjadi separuh aktif, istirahat, sebelum

akhirnya menjadi tidak aktif atau mati. Bagaimanapun gunung berapi mampu istirahat

dalam waktu 610 tahun sebelum berubah menjadi aktif kembali. Oleh itu, sulit untuk

8

menentukan keadaan sebenarnya dari suatu gunung berapi itu, apakah gunung berapi

itu berada dalam keadaan istirahat atau telah mati.

2.3 Gempa Vulkanik

Gempa vulkanik atau gempa gunung api merupakan peristiwa gempa bumi

yang disebabkan oleh tekanan magma dalam gunung berapi. Gempa ini dapat terjadi

sebelum dan saat letusan gunung api. Getarannya kadang-kadang dapat dirasakan

oleh manusia dan hewan sekitar gunung berapi itu berada. Perkiraaan meletusnya

gunung berapi salah satunya ditandai dengan sering terjadinya getaran-getaran gempa

vulkanik. Ada dua katagori gempa yang terjadi pada gunung api :

1. Gempa vulkano-tektonik terjadi akibat perubahan tekanan pada batuan padat yang

oleh injeksi atau tarikan magma (Chouet, 1993). Gempa jenis ini dapat

menimbulkan tanah longsor dan retakan tanah yang luas. Gempa ini dapat terjadi

karena batuan bergerak untuk mengisi ruang-ruang dimana magma sudah kosong.

Gempa vulkano-tektonik bukan merupakan gejala gunung api akan meletus tapi

dapat terjadi sewaktu-waktu.

2. Gempa periode panjang ditimbulkan oleh injeksi magma ke dalam batuan di

sekitarnya, sehingga timbul tekanan terhadap batuan yang pada akhirnya timbul

gempa. Keaktifan gempa tipe ini menandakan bahwa gunung api akan meletus.

Para ahli menggunakan seismograf untuk mencatat signal dari gempa-gempa yang

disebut dengan tremor (getaran frekuensi tinggi ) (Chouet, 1993).

Gempa bumi vulkanik terjadi karena adanya proses dinamik dari magma dan

cairan yang bersifat hidrotermal (peka terhadap panas), sehingga dapat dipakai

sebagai tanda-tanda awal peningkatan keaktifan gunung api. Proses fluida (cairan)

dinamis yang terjadi karena adanya gradien suhu dan tekanan magma dapat

menimbulkan gelombang gempa yang berasal dari proses resonansi retakan yang

terisi cairan magma. Frekuensi gempa vulkanik yang dominan berkisar antara 1

sampai 5 Hz, selain frekuensi rendah lainnya.

Gempa vulkanik sebenarnya terdiri atas beberapa tipe seperti pada tabel di bawah ini :

9

Tabel 2.1 Tipe Gempa Vulkanik

TIPE GEMPA KETERANGAN

Frekuensi

Tinggi

Frekuensi dominant berkisar antara 5-15 Hz.

Disebabkan oleh sesar atau mendatar

Frekuensi

Rendah

Frekuensi dominant antara 1-5 Hz. Peneyebab

karena proses tekanan cairan (fluida)

Multifase Mengandung frekuensi rendah dan tinggi yang

merupakan proses kombinasi

Ledakan Disebabkan oleh letusan yang sifatnya explosive.

Sinyal mengandung gelombang udara juga

gelombang tanah.

Tremor Tremor adalah sinyal yang kontinyu dengan durasi

menit sampai beberapa hari. Frekuensi dominant 1-

5 Hz

Periode Sangat

Panjang

Periodenya dari 3 sampai 20 detik yang disertai

dengan letusan gas belerang

Dangkal Proses bukan vulkanik yang dapat menimbulkan

gelombang gempa. Contoh, gerakan salju,.

Gempa vulkanik biasanya terjadi di daerah sekitar gunung api dan

magnitudenya pada umumnya kecil rata rata kurang dari 5 Skala Richter. Gempa

vulkanik dengan magnitude 5-6 sangat jarang terjadi.Kedalaman gempa vulkanik

berkisar antara 0-40 km.Alat untuk merekam tinggi-rendahnya getaran gempa

namanya seismograf.

Table 2.2 Efek Gempa Berdasarkan Nilai SR (Skala Richter)

Skala Richter Efek gempa

< 2.0 Gempa kecil , tidak terasa

10

2.0-2.9 Tidak terasa, namun terekam oleh alat

3.0-3.9 Seringkali terasa, namun jarang menimbulkan

kerusakan

4.0-4.9 Dapat diketahui dari bergetarnya perabot dalam

ruangan, suara gaduh bergetar. Kerusakan tidak

terlalu signifikan

5.0-5.9 Dapat menyebabkan kerusakan besar pada bangunan

pada area yang kecil. Umumya kerusakan kecil pada

bangunan yang didesain dengan baik

6.0-6.9 Dapat merusak area hingga jarak sekitar 160 km

7.0-7.9 Dapat menyebabkan kerusakan serius dalam area

lebih luas

8.0-8.9 Dapat menyebabkan kerusakan serius hingga dalam

area ratusan mil

9.0-9.9 Menghancurkan area ribuan mil

10.0-10.9 Terasa dan dapat menghancurkan sebuah benua

11.0-11.9 Dapat terasa di separuh sisi bumi. Biasanya hanya

terjadi akibat tumbukan meteorit raksasa. Biasanya

disertai dengan gemuruh. Contohnya tumbukan

meteorit di teluk Chesepeak.

12.0-12.9 Bisa terasa di seluruh dunia. Hanya terekam sekali,

saat tumbukan meteorit di semenanjung Yucatan, 65

juta tahun yang lalu yang membentuk kawah

Chicxulub

2.4 Gelombang Seismik

Gelombang seismik adalah getaran kerak bumi yang diakibatkan adanya

gangguan pada salah satu lapisan bumi sehingga menyebabkan getaran. Getaran yang

11

mencapai permukaan bumi pada umumnya menyebabkan pergerakan keberbagai

arah, pergerakan tersebut dikenal dengan gempa. Gelombang seismik dapat

diklasifikasikan menjadi dua kelompok yaitu gelombang badan (body wave) dan

gelombang permukaan (surface wave). (Titin. 2010)

2.4.1 Gelombang Badan (Body Wave)

Gelombang badan (body wave) adalah gelombang yang merambat melalui

lapisan dalam bumi. Gelombang ini terdiri dari dua macam gelombang yaitu :

1. Gelombang Primer (P)

Gelombang P merupakan gelombang longitudinal dimana pergerakan partikel

medium yang dilewati searah dengan penjalaran gelombangnya.Gelombang P

dapat menjalar dalam segala medium baik padat, cair dan gas.Gelombang P

mempunyai kecepatan paling tinggi diantara gelombang lainnya dan tiba paling

awal tercatat dalam seismogram.

2. Gelombang Sekunder (S)

Gelombang S merupakan gelombang transversal dimana arah pergerakan

partikelnya tegak lurus terhadap arah penjalaran gelombangnya.Gelombang S

hanya dapat menjalar pada medium padat. Gelombang S tiba pada urutan kedua

setelah gelombang P. Gelombang ini dapat dipecah menjadi dua komponen yaitu:

a) Gelombang SV adalah gelombang S yang gerakan partikelnya terpolaritasi

pada bidang vertikal

b) Gelombang SH adalah gelombang S yang gerakan partikelnya terpolaritasi

pada bidang horizontal

12

Gambar 2.2 a) Gelombang P ; b) Gelombang S (Vivi. 2013)

2.4.2 Gelombang Permukaan

Gelombang permukaan adalah gelombang yang menjalar sepanjang

permukaan atau pada suatu lapisan bumi. Gelombang ini terdiri dari :

1. Gelombang Rayleigh (R) adalah gelombang permukaan yang gerakan partikel

mediumnya merupakan kombinasi gerakan partikel.

2. Gelombang Love (L) adalah gelombang permukaan yang menjalar dalam bentuk

gelombang transversal. Gelombang partikel akibat penjalaran gelombang love

mirip dengan gelombang SH.

Gambar 2.3 Gelombang Love dan Gelombang Rayleigh (Vivi. 2013)

13

2.5 Mekanisme Sumber Gempa

Mekanisme sumber gempa atau focal mechanism adalah istilah yang

digunakan untuk menerangkan sifat penjalaran energi gempa yang berpusat pada

hiposenter atau fokus gempa itu terjadi. Sesar sering dianggap sebagai mekanisme

penjalaran energi gelombang elastis pada fokus tersebut, sehingga dengan

memperoleh arah gerakan sesar dan arah bidang sesar untuk suatu gempa diperoleh

solusi mekanisme sumber gempa. (Achmad Zawawi. 2011)

2.5.1 Parameter Bidang Sesar

Mekanisme sumber gempa merupakan metode yang digunakan untuk

menentukan jenis sesar dengan cara menentukan parameter-parameter sesar yang

terdiri dari strike, dip dan rake.

1. Strike (Φ) adalah panjangnya pergesaran patahan secara horizontal yaitu sudut

yang dibentuk jurus sesar dengan arah utara. Strike diukur dari arah utara ke timur

searah jarum jam sampai jurus sesar (0 ° ≤Φ≤ 360 ° )

2. Dip (δ) adalah besarnya pergeseran patahan kearah bawah, yaitu sudut yang

dibentuk oleh bidang sesar dengan bidang horizontal dan diukur pada bidang

vertikal dengan bidang arahnya tegak lurus strike sesar (0 ° ≤ δ ≤ 90° )

3. Rake (λ) adalah sudut yang dibentuk oleh arah slip dan strike sesar. Rake bernilai

positif pada sesar naik (reverse fault) dan bernilai negatif pada sesar turun

(normal fault) (−180 °≤ λ ≤ 180 ° )

Arah pergerakan sesar secara umum dapat dibedakan menjadi tiga jenis yaitu :

1. Dip slip movement yaitu pergerakan sesar terjadi dalam arah sejajar dengan sudut

kemiringan sesar. Pergerakan yang dominan adalah arah vertikal.

2. Strike slip movement yaitu pergerakan dasar terjadi dalam arah sejajar dengan

sudut strike sesar. Pergerakan yang dominan adalah arah vertikal.

3. Kombinasi antara dip slip movement dengan strike slip movement.

14

Jika parameter-parameter strike, dip dan rake diketahui maka dapat ditentukan

jenis sesarnya. Berdasarkan genetisnya atau gaya yang bekerja padanya, sesar dibagi

menjadi beberapa bagian, yaitu :

1. Sesar naik (reserve fault atau thrust fault) yaitu bila hanging wall pada sesar

tersebut relative naik terhadap foot wall. Parameter jenis ini akan memenuhi nilai

δ ≠ 0 atau δ ≠ π /2, serta nilai λ terletak pada rentang π ,0

Gambar 2.4 Sesar naik (Median. 2010)

2. Sesar turun (normal fault) yaitu sesar dimana hanging wall pada sesar tersebut

relatif turun pada foot wall. Parameter jenis ini akan memenuhi nilai δ ≠ 0 atau

δ ≠ π /2, serta nilai λ terletak pada rentang −π , 0

Gambar 2.5 Sesar Turun (Median. 2010)

3. Sesar mendatar (strike dip fault) yaitu sesar dengan arah gerakan bergerak

mendatar relatif satu sama lain. Parameter jenis ini akan memenuhi nilai δ=π /2,

serta nilai λ=0 atau λ=π /2, sesar dibagi atas :

a) Strike slip left lateral fault (sinistral strike slip fault), bila hanging wall

bergerak kekiri dan nilai λ=0

b) Right lateral strike slip fault (dextral strike slip fault), bila bergerak ke kanan

dan nilai λ=π=180 °

15

Gambar 2.6 Sesar Mendatar (Median. 2010)

4. Gerakan kombinasi antara sesar mendatar dengan sesar naik atau turun disebut

oblique fault.

2.6 Seismograf

Seismometer adalah sebuah alat atau sensor getaran, yang biasanya

dipergunakan untuk mengetahui kekuatan gempa bumi. Seismometer yang dirangkai

dengan alat yang mencatat parameter gempa disebut seismograf. Hasil rekaman dari

alat ini disebut seismogram.

Gambar 2.8 Rekaman Seismogram (David. 2011)

Rekaman ini dapat dipergunakan salah satunya untuk menentukan magnitudo

gempa tersebut. Selain itu dari beberapa seismogram yang direkam ditempat lain,

dapat menentukan pusat gempa atau posisi dimana gempa tersebut terjadi.

16

Dengan perkembangan teknologi dewasa ini maka kemampuan seismometer

dapat ditingkatkan, sehingga bisa merekam getaran dalam jangkauan frekuensi yang

cukup lebar. Alat seperti ini disebut seismometer broadband.(Djoko Santoso. 2002)

Gambar 2.9 Seismograf (Djoko Santoso. 2002)

2.6.1 Prinsip kerja Seismograf

Ketika terjadi gempa, getaran gempa yang terekam adalah gelombang primer

karena kecepatan rambatnya paling tinggi, lalu diikuti oleh rekaman gelombang

sekunder yang memiliki kecepatan rambat lebih rendah dari gelombang primer.

Gelombang permukaan datang paling akhir karena memiliki kecepatan rambat paling

rendah.S eismograf mencatat semua getaran dan kecepatan rambat gempa bumi

dalam bentuk seismogram.

Seismograf memiliki instrumen sensitif yang dapat mendeteksi gelombang

seismik yang dihasilkan oleh gempa bumi.Gelombang seismik yang terjadi selama

gempa tergambar sebagai garis bergelombang pada seismogram.Seismologist

mengukur garis-garis ini dan menghitung besaran gempa.

Umumnya, sebuah seismometer terdiri dari massa yang melekat pada dasar

yang tetap. Selama gempa bumi, basis/dasar bergerak dan massa tidak. Gerakan basis

terhadap massa diubah menjadi tegangan listrik. Tegangan listrik dicatat/direkam di

atas kertas, pita magnetik, atau media rekaman lain. Rekaman ini berbanding lurus

dengan gerakan massa Seismometer relatif terhadap bumi, tetapi bisa dikonversikan

17

secara matematis kedalam rekaman dari pergerakan mutlak tanah/bumi. Seismograf

umumnya merupakan sebuah seismometer dengan alat perekamnya sebagai satu unit

alat.

Pada prinsipnya, seismograf terdiri dari gantungan pemberat dan ujung lancip

seperti pensil.Dengan begitu, dapat diketahui kekuatan dan arah gempa lewat

gambaran gerakan bumi yang dicatat dalam bentuk seismogram. (Djoko Santoso.

2002). Ada dua macam seismograf :

1. Seismograf Horizontal, yaitu seismograf yang mencatat getaran bumi pada arah

horizontal. Seismometer ini menggunakan pendulum. Ketika terjadi getaran yang

arah geraknya horizontal, maka bola pendulum akan bergerak kesamping dan

dibagian bawahnya ada alat seperti pena untuk menggambarkan grafik getaran

yang terjadi pada sebuah kertas. Akan tetapi penggunaan pendulum yang

sederhana ini belum dapat untuk merekam dengan bagus getaran dengan

frekwensi rendah. Untuk mengatasinya, digunakan inverted pendulum yang

terdapat pegas pada kedua sisi bola pendulum. Sehingga ketika bergetar, maka

salah satu pegas akan meredam getaran dan pegas yang lain memberikan

tambahan gaya kepada pendulum yang berakibat pendulum dapat berosilasi

dengan frekwensi yang kecil sehingga getaran berfrekwensi rendah tersebut akan

dapat direkam pada kertas. Dahulu, seismograf hanya dapat mendeteksi gerakan

horizontal, tetapi saat ini seismograf sudah dapat merekam gerakan-gerakan

vertikal dan lateral. Seismograf menggunakan dua gerakan mekanik dan

elektromagnetik seismographer. Kedua jenis gerakan mekanikal tersebut dapat

mendeteksi baik gerakan vertikal maupun gerakan horizontal tergantung dari

pendular yang digunakan apakah vertikal atau horizontal.

2. Seismograf Vertikal, yaitu seismograf yang mencatat getaran bumi pada arah

vertical. Seismometer ini menggunakan sebuah beban, pegas dan sebuah pena.

Beban digantungkan pada sebuah pegas dengan ujung pegas yang lain tergantung

pada sebuah tempat. Ketika terjadi getaran atau gempa, maka pegas akan segera

meregang atau memendek dan beban akan bergerak karena mempertahankan

18

keadaan inersia/kelebaman akibat bergerak pegas tersebut. Dibagian bawahnya

ada alat seperti pena untuk menggambarkan grafik getaran yang terjadi pada

sebuah kertas.

Seismograf modern menggunakan elektromagnetik seismographer untuk

memindahkan volatilitas sistem kawat tarik ke suatu daerah magnetis.Peristiwa-

peristiwa yang menimbulkan getaran kemudian dideteksi melalui

spejlgalvanometer.Pada perangkat pendeteksi getaran modern menggunakan sensor

elektronik, amplifier, dan perangkat untuk merekam data yang didapat.Seismometer

modern terdiri dari sebuah pegas, sebuah bebanyang pada bagian luarnya dililit

kumparan, rangkaian amplifier dan perangkat untuk melihat grafik yang dihasilkan

(seperti osiloskop). Prinsip kerjanya ketika getaran terjadi makan beban akan

bergerak, akibat gerakan tersebut akan terjadi perubahan fluks magnet yang

dihasilakan arus melalui kumparan untuk menuju ke amplifier. Oleh amplifier sinyal

yang dihasilkan akan diperkurat dan akan direkam pada sebuah alat seperti osiloskop.

(Effendi, Rahmat 2011)

19

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini rencananya akan dilaksanakan pada bulan Agustus 2015.

Bertempat di Kantor Balai Penyelidikan dan Pengembangan Kebencenaan Geologi

(BPPTKG) Yogyakarta di Jl. Cendana No 15, Yogyakarta.

3.2 Alat dan Data Penelitian

3.2.1. Alat

1. Seperangkat PC Komputer

2. Perangkat lunak yang digunakan disesuaikan dengan pengolahan data

yang akan dilakukan, diantaranya: Seiscomp3, Azmtak

3. Perangkat Lunak Miicrosoft Word 2010 dan Microsoft Excell 2010

(Sebagai perangkat Pendukung)

3.2.2. Bahan

Data sekunder dari data hasil rekaman (seismogram) Gunung Merapi

yang diperoleh dari Balai Penyelidikan dan Pengembangan Kebencanaan

Geologi (BPPTKG) Yogyakarta.

3.3 Prosedur Penelitian

Data bersumber dari Balai Penyelidikan dan Pengembangan Kebencenaan

Geologi (BPPTKG) diambil melalui SeiscomP3 berupa latitude, longtitude,

kedalaman untuk menentukan parameter gempa. Cara yang digunakan metode ini

yakni menentukan epicentrum dengan menggunakan stasiun yang mencatat getaran

gempa pada saat bersamaan. Untuk menentukan letak episentrum secara tepat,

dibutuhkan minimal 3 data jarak episentrum lagi dari 3 stasiun pengamat yang

berbeda. Jika masing-masing stasiun pengamat  dibuat lingkaran dengan jari-jari

sepanjang jarak episentrum masing-masing, maka akan didapatkan titik potong dari

20

ke 3 lingkaran yang merupakan lokasi episentrum dari gempa metode ini disebut

metode lingkaran.

Sedangkan untuk menentukan Fokal mekanisme sumber gempa menggunakan

Software Azmtak.Dalam pengukurannya menggunakan data yang diperoleh dari data

stasiun yang di operasikan BPPTKG.Fokal mekanisme sumber gempa dapat dilihat

dari partikel gerakan kompresi dan dilatasi atau polaritas gelombang P setiap stasiun

yang mencatat.

3.4 Alur Penelitian

Mulai

Data seismogram dari peristiwa gempa

Vulkanik gunung Merapi

Analisa

Kesimpulan

Selesai

Penentuan mekanisme sumber gempa Vulkanik

gunung Merapi menggunakan software

Azmtak

Penentuan parameter gempa Vulkanik gunung Merapi menggunakan software

SeiscomP3

21

3.5 Pengolahan Data

3.5.1 Penentuan Parameter Gempa

SeiscomP3 mendeteksi gempa secara otomatis jika terjadi suatu gelombang di

suatu tempat, baik itu gelombang dari gempa ataupun tidak. Sehingga software ini

harus aktif secara terus-menerus sehingga dapat merekam gelombang gempa yang

dideteksi oleh stasiun pencatat gempa.

Jika terdapat stasiun yang berkedip pada layer, maka hal ini mengindikasikan

terjadinya perubahan amplitude secara ekstrim pada stasiun tersebut.Jika berkedip

secara bersamaan maka hal ini mengindikasikan bahwa sistem mendeteksi event

gempa.Apabila gempa yang terjadi magnitudenya cukup besar, maka terdapat suatu

alarm yang memperingatkan bahwa telah terjadi gempa.

Dari rekaman gelombang gempa, kemudian dianalisa dengan Seiscomp3

diperoleh hasil parameter gempa (Origine Time, Latitude, Longtitude, Kedalaman,

Magnitude).

3.3.2 Penentuan Mekanisme Sumber Gempa

Penentuan fokal mekanisme sumber gempa menggunakan software Azmtak.

Diambil data polaritas gelombang P padasetiap event gempa yang terekam dari

seismogram. Kemudian ketik Latitude Longitude Depth JumlahStasiun

(cukupnilainya saja). Misal :-6.68 105.12 48.0 21. Kemudian disimpan pada notepad.

Ditulis NamaStasiundanpolaritasgelombang P yang tercatatpada event gempa yang

dimaksud. Polaritasgelombang P dapatberbentuk kompresi (1) / Dilatasi (-

1).Kemudian menginput data polaritas gelompang P kedalam software Azmtak.

Output dari software azmtak akan menjadi input program PinV. Keluaran dari

program PinV akan menghasilkan bidang bola yang terdapatkumpulan polaritas awal

gelombang P. Selanjutnya ditentukan 2 (dua) buah bidang nodal yang memisahkan

antara bidang kompresi dengan bidang dilatasi. Penentuan bidang nodal yang tepat

dapat ditentukan dengan melihat nilai data inkonsisten (inconsistency data) yang

mendekati 0 (nol). Selain menggunakan program PinV untuk menghasilkan bidang

22

nodal juga dapat menggunakan program Pman. Untuk menentukan hasil otomatis

focal mechanism maka disimpan dalam format pdf (membuat focal mechanism

dengan cara manual). Ditentukan bidang nodal pada bola fokus yang terbentuk secara

manual dengan cara memisahkan polaritas awal gelompang P. Dibuat model focal

mechanism di Command Prompt dalam file PS untuk selanjutnya dibuka dengan

program PDF. Secara Otomatis Hasil focal mechanismakan keluar pada PDF

tersebut. Langkah terakhir, lakukan análisis jenis sesar pada event gempa tersebut.

23

DAFTAR PUSTAKA

Daryono. 2012. Aktivitas Gempabumi Tektonik di Yogyakarta Menjelang Erupsi Merapi

2010. Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG) : Yogyakarta.

Effendi, Rahmat.2011. Analisis Waktu Berakhir Gempa bumi.Fisika Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah : Jakarta.

Harmadhoni, David. 2011. Analisis Mekanisme Fokus Gempa di Blitar Jawa Timur pada

tanggal 17 Mei 2011. Prodi Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam

Syarif Hidayatullah : Jakarta.

Hidayati S. dkk. 2011. Mekanisme Fokus dan Parameter Sumber Gempa Vulkano-Tektonik

di Gunung Guntur, Jawa Barat. Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi,

Badan Geologi : Bandung.

Ismawati, Titin. 2010. Mekanisme Fokus Gempa Bumi Mentawai 25 Oktober 2010. Prodi

Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Islam Syarif Hidayatullah : Jakarta.

Muslih,Imam. 2010. Analisis Seismo Tektonik Sulawesi Utara Berdasarkan Mekanisme

Fokus.ITB : Bandung.

Rahmania, Median. 2010. Penentuan Jenis Sesar pada Gempa Bumi Sukabumi 2 September

2009 Berdasarkan Gerak Awal Gelombang P. Fisika Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Sunan Kalijaga : Yogyakarta.

Santoso, Djoko. 2002. Pengantar Tehnik Geofisika. ITB: Bandung.

Vivi dkk. 2013. Gelombang Seismik. ITB : Bandung.

Wikipedia. 2014. Sejarah Gunung Merapi. (on line) http://wikipedia/2014/sejarah-gunung-

merapi diakses tanggal 24 September 2014

Zawawi, Achmad. 2011. Analisis Mekanisme Pusat Gempa Bumi di Cilacap Jawa Tengah

pada tanggal 04 April 2011. Prodi Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Universitas

Islam Syarif Hidayatullah : Jakarta.