pemodelan seismotektonik busur sunda · pdf file4. seluruh jajaran staf ... terjadi di batas...

26
PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA WILAYAH SUMATERA DENGAN ANALISA COULOMB STRESS TUGAS AKHIR Disusun untuk memenuhi syarat kurikuler Program Sarjana Teknik Geofisika Oleh : ULANDARI NIM : 12404005 PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2008

Upload: vothu

Post on 06-Feb-2018

216 views

Category:

Documents


3 download

TRANSCRIPT

Page 1: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA WILAYAH SUMATERA DENGAN ANALISA COULOMB STRESS

TUGAS AKHIR

Disusun untuk memenuhi syarat kurikuler

Program Sarjana Teknik Geofisika

Oleh :

ULANDARI

NIM : 12404005

PROGRAM STUDI TEKNIK GEOFISIKA

FAKULTAS TEKNIK PERTAMBANGAN DAN PERMINYAKAN

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

2008

Page 2: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

LEMBAR PENGESAHAN

PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA WILAYAH SUMATERA DENGAN ANALISA COULOMB STRESS

Oleh

_Ulandari_ NIM : 12404005

Program Studi Geofisika Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

Institut Teknologi Bandung

Bandung, September 2008

Telah diperiksa dan disahkan,

Pembimbing

Wahyu Triyoso, Ph.D. NIP : 131 801 350

Page 3: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

KATA PENGANTAR

Segala puji bagi Allah SWT yang senantiasa memberikan kemudahan kepada hamba-Nya dalam segala urusan. Salawat serta salam semoga dilimpahkan kepada Rasul rahmatan lil alamin Nabi Besar Muhammad SAW. Semoga dalam penyelesaian Tugas Akhir ini selalu berada dalam keridhoan-Nya.

Pada kesempatan ini penulis sangat berterima kasih kepada:

1. Ibunda, ayahanda, kedua kakak serta keluarga besar yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materil yang tak terhingga sampai saat ini.

2. Bapak Wahyu Triyoso, Ph.D selaku pembimbing yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan, saran, motivasi, perbaikan, dan fasilitas sampai penyelesaian tugas akhir ini.

3. Bapak Sonny Winardhi, Ph.D, Bapak Dr. Hendra Grandis, Bapak Untoro MS, Bapak Dr. Awali Priyono, Bapak Dr Nanang T Puspito, Bapak Prof. Sri Widiyantoro, Bapak Afnimar, Ph.D, Bapak Drs Muhammad Ahmad, Bapak Dr Gunawan Ibrahim, dan Bapak Tedy Yudistira M.Si, atas segala ilmu yang diajarkan selama penulis berada di ITB, semoga dapat bermanfaat bagi penulis khususnya dan masyarakat pada umumnya.

4. Seluruh jajaran staf Tata Usaha Departemen GM dan staf Tata Usaha Program Studi Teknik Geofisika, atas kelancaranya dalam administratif.

5. Lestari Cendikia Dewi yang selalu memberikan bimbingan dan juga masukan dalam penyusunan Tugas Akhir ini.

6. Ketiga sahabatku, Jono, Samsoe, dan prast atas segala bantuan yang telah diberikan. 7. Semua teman-teman mahasiswa angkatan 2004 yang turut memberikan saran dan bantuannya

dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 8. Semua pihak yang telah membantu dan memperlancar penelitian dan penyusunan tugas akhir

ini yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Semoga segala bantuan baik secara langsung maupun tidak langsung dapat menjadi amal kebaikan dan mendapatkan keridhoan Allah SWT, serta mendapat balasan yang setimpal dan berlipat. Semoga penulisan Tugas Akhir ini dapat bermanfaat bagi penulis sendiri pada khususnya dan bagi pembaca pada umumnya. Kritik dan saran membangun sangat diharapkan penulis demi pengembangan keilmuan geofisika.

Bandung, September 2008

Penulis,

Ulandari

Page 4: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

Daftar Isi

Lembar Pengesahan ................................................................................................................i

Kata Pengantar..................................................................................................................................... ii

Daftar Isi .............................................................................................................................................. iii

Abstrak ..................................................................................................................................................iv

I. Pendahuluan ...................................................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang.............................................................................................................................1

1.2 Tujuan..........................................................................................................................................2

1.3 Batasan Masalah ..........................................................................................................................2

1.4 Sistematika Pembahasan..............................................................................................................3

II. Teori Dasar ......................................................................................................................................3

2.1 Tektonik Lempeng.......................................................................................................................3

2.2 Gempa Bumi................................................................................................................................4

2.3 Hubungan Tegangan dan Regangan ............................................................................................5

2.3.1 Strain ................................................................................................................................5

2.3.2 Stress ................................................................................................................................7

III. Data dan Pengolahan Data............................................................................................................7

3.1 Data .............................................................................................................................................7

3.2 Analisa Coulomb Stress...............................................................................................................8

IV. Hasil dan Analisa ...........................................................................................................................9

V. Kesimpulan dan Saran..................................................................................................................11

5.1 Kesimpulan................................................................................................................................11

5.2 Saran ..........................................................................................................................................11

Daftar Pustaka.....................................................................................................................................12

Lampiran..............................................................................................................................................13

Page 5: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA WILAYAH SUMATERA DENGAN ANALISA COULOMB STRESS

Oleh : Ulandari

NIM : 12404005

Pembimbing : Wahyu Triyoso, Ph.D.

Program Studi Geofisika Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

Institut Teknologi Bandung

ABSTRAK

Studi mengenai seismotektonik di Busur Sunda wilayah Sumatra perlu dilakukan untuk

memahami perilaku seismotektoniknya. Studi seismotektonik ini dapat dilakukan dengan

menganalisa pola dari vektor perpindahannya, strain, dan juga pola stress yang terjadi. Data yang

digunakan berupa data Sesar Sumatera dan data Subduksi yang diperoleh dari penelitian Sieh

dan Natawidjaja. Studi ini akan meninjau pola perilaku seismotektonik untuk periode 100 dan

500 tahun sebelum terjadi pelepasan energi sampai setelah terjadi pelepasan energi. Dalam studi

ini khususnya ditujukan untuk melihat perilaku seismotektonik Nias setelah gempa Aceh pada

Desember 2004. Dengan mempelajari coulomb failure stress change dari aftershock gempa,

dapat dilihat potensi failure disekitar zona sesar Sumatra untuk masa yang akan datang.

Kata kunci : vector perpindahan, strain, stress, coulomb failure stress change

Page 6: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

SEISMOTECTONIC MODELLING OF THE SUNDA ARC WITH COULOMB STRESS ANALYSIS

By

Ulandari 12404005

Supervisor : Wahyu Triyoso, Ph.D.

Geophysics Program Faculty of Mining and Petroleum Engineering

Institut Teknologi Bandung

ABSTRACT

Studies of seismotectonic in Sumatra are needed to obtain seismotectonic behavior.

Seismotectonic study can be done by observation of displacement vectors, strain, and also stress

occurance. This study is uses Sumatra Fault Data and Sumatra Subduction Data from Sieh and

Natawidjaja. We will analyze seismotectonics behavior for 100 and 500 years before release

energy until after release energy. Especially, in this study we will compare Nias seismotectonics

after Aceh shock on December 2004. By using Coulomb failure stress change Analysis

aftershock, we will know about potential failure nearby Sumatra Fault Zone in the future.

Keywords : displacement vectors, strain, stress, coulomb failure stress change

Page 7: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

7

I. PENDAHULUAN

1.1. Latar belakang

Studi ini dilakukan dengan

mengadopsi dari penelitian yang

dilakukan oleh Ross Stein,dkk yang

melakukan penelitian untuk wilayah

California tepatnya pada Sistem Sesar

San Andreas. Dalam studi ini, dilakukan

pengujian bahwa suatu gempa akan

menjadi pemicu terjadinya gempa lain.

Gempa besar yang terjadi di

California sangat berhubungan dengan

adanya Sesar San Andreas. Ketika

terjadi gempa Landers, ternyata akan

memberi pengaruh dalam perilaku Sesar

San Andreas.

Ide dari penelitian ini bahwa di bumi

terdapat bagian-bagian kerak yang

bersifat brittle. Pada kondisi brittle ini

terdapat keadaan pada batuan yang akan

mengalami failure ketika batas elastisitas

batuan terlampaui.

Dari ide tersebut dihasilkan model

Perubahan static stress (Coulomb failure

stress change) di sekitar Sistem Sesar

San Andreas.

Berdasarkan metode yang dilakukan

di California tersebut, maka dalam studi

ini metode tersebut dicoba untuk

diterapkan di wilayah Sumatera.

Hasil dari studi yang dilakukan di

California tersebut membuktikan bahwa

gempa Lander memicu terjadinya gempa

Big Bear dan Hector Mine.

Gambar 1.1

Gempa Lander memicu terjadinya gempa

Big Bear

Gambar 1.2

Gempa Lander juga memicu gempa Hector

Mine tujuh tahun kemudian

Sumatera merupakan salah satu wilayah

tektonik aktif. Adanya subduksi antara

lempeng Indo-Australia terhadap lempeng

Eurasia menyebabkan terjadinya oblique

konvergen . Oblique konvergen dibagi

menjadi dua komponen, yaitu : komponen

dip-slip terdapat pada zona subduksi antar

lempeng dan komponen strike-slip pada

Page 8: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

8

Sesar Besar Sumatera (Natawidjaja dan

Triyoso, 2006).

Gambar 1.3

Oblique konvergen

Sesar Besar Sumatera memiliki

panjang 1900 km yang membentang di

sepanjang Pulau Sumatera yang sering

disebut the back bone of Sumatra (tulang

punggung Sumatera) dan terletak dekat

busur gunung api aktif (Sieh and

Natawidjaja,2000). Sesar Besar

Sumatera ini bergerak right-lateral. Di

bagian utara Pulau Sumatera, Sesar

Besar Sumatera berubah bentuk menjadi

Pusat Pemekaran di Laut Andaman

(Curray and others, 1979). Di bagian

selatan Pulau Sumatera, sesar ini

mengarah ke selatan hingga memotong

Palung Sunda (gbr.1.2).

Gambar 1.4

Sesar Besar Sumatera merupakan sesar strike slip menganan yang menjalar dari Selat Sunda sampai ke pusat pemekaran

samudera di Laut Andaman

1.2. Tujuan

Tujuan dari Tugas Akhir ini adalah

sebagai berikut :

• Memahami perilaku seismo- tektonik

Sumatera dengan melakukan analisa

Coulomb stress yang diadopsi dari

Stein, dkk.

1.3. Batasan Masalah

Ruang Lingkup studi meliputi

penelitian terhadap perilaku

seismotektonik Busur Sunda wilayah

Sumatera. Pekerjaan diawali dengan

perhitungan displacement, nilai strain

dan stress di sekitar zona subduksi

Sumatra dan SFZ (Sumatra Fault Zone).

Dalam pengolahan data terdapat asumsi-

asumsi, seperti : menganggap medium

Page 9: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

9

bersifat elastis sehingga untuk

perhitungan stress digunakan konsep

mekanika meium kontinu, coulomb

stress digunakan untuk menghitung

static displacement, strain, stress yang

disebabkan oleh fault slip, expansion

dan contraction. Adapun data yang

digunakan adalah data sesar dan data

subduksi Sumatera (Sieh and

Natawidjaja). Selanjutnya hasil

perhitungan digunakan untuk interpretasi

seismotektonik di wilayah studi.

1.4. Sistematika Pembahasan

Sistematika pembahasan hasil studi

ini adalah :

• Bab I Pendahuluan

Berisikan latar belakang, tujuan,

batasan masalah dan sistematika

penulisan.

• Bab II Teori Dasar

Menjelaskan dasar teori yang

berkenaan dengan tugas akhir ini.

• Bab III Data dan Pengolahan Data

Membahas mengenai data dan

perangkat lunak yang digunakan

serta langkah pengerjaan hingga

diperoleh hasil yang diinginkan.

• Bab IV Hasil dan Analisa

Berisikan analisa terhadap hasil data

yang diperoleh.

• Bab V Kesimpulan dan Saran

Berisikan mengenai kesimpulan

dari keseluruhan hasil penelitian

dalam Tugas Akhir ini dan juga

saran untuk penelitian serupa di

masa yang akan datang.

II. TEORI DASAR

2.1. Tektonik Lempeng

Teori Tektonik Lempeng yang

dikemukakan oleh Henry Hess

menyatakan bahwa bumi terdiri dari

lempeng-lempeng tektonik yang berada

pada lapisan litosfer dan bergerak di

atas lapisan astenosfer yang bersifat

plastis. Teori ini juga didukung oleh

Teori Arus Konveksi yang dapat

menjelaskan mekanisme pergerakan

lempeng-lempeng tektonik.

Gambar 2.1

Lempeng tektonik bumi

Berdasarkan teori tersebut maka ada

tiga batas lempeng, (plate boundary)

yaitu :

• Konvergen

Pada zona konvergen, lempeng

saling bertumbukan bahkan

Page 10: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

10

menujam antara satu dengan

lainnya.

• Divergen

Lempeng-lempeng saling

bergerak menjauh. Di zona

divergen ini biasanya terjadi

pemekaran lantai samudera (sea

floor spreading).

• Transform

Transform merupakan

pergerakan lempeng secara

lateral, baik itu right-lateral

ataupun left-lateral.

Gambar 2.2

Tiga batas lempeng

2.2. Gempa Bumi

Gempa bumi ialah suatu pelepasan

energi secara tiba-tiba dan cepat serta

merambat ke segala arah sebagai

gelombang seismik. Berdasarkan sumber

terjadinya, gempa bumi digolongkan

menjadi tiga jenis, yaitu : gempa bumi

vulkanik, gempa bumi tektonik, dan

gempa bumi akibat runtuhan.

Gambar 2.3

Gelombang seismik pada gempa bumi

Gempa bumi tektonik biasanya

terjadi di batas pertemuan antar lempeng

yang saling bersinggungan.

Adanya gaya – gaya yang bekerja pada

lempeng – lempeng tersebut dan konstanta

elastisitas serta akumulasi energi

menyebabkan terjadinya deformasi batuan

dan pelepasan energi menjadi perambatan

gelombang seismik. Ilustrasi dari

mekanisme gempa bumi dapat dijelaskan

dalam Teori Bingkai Elastik.

Page 11: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

11

Gambar 2.4

Teori Bingkai Elastik

Pada time 1 merupakan kondisi saat sesar

terkunci, kemudian mendapat gaya yang

akan menimbulkan pergerakan dari lempeng

sampai menuju ke kondisi elastis batuan

(time 2). Deformasi akan terjadi per

sentimeter dalam periode tahun. Ketika

strain pada batuan telah mempunyai cukup

kekuatan maka akan terjadilah gempa bumi.

Selama terjadi gempa bumi, lempeng yang

tadinya terkunci akan mengalami pergerakan

(time 3). Periode dari time 1 ke time 2 bisa

terjadi dalam hitungan bulan sampai ratusan

tahun, sedangkan periode antara time 2 ke

time 3 terjadi dalam detik.

2.3. Hubungan Tegangan (Stress) dan Regangan (Strain)

2.3.1. Strain

Jika suatu material dikenai gaya /

stress maka titik-titik di dalam material

tersebut berpindah / bergerak.

Perpindahan ini disebut dengan

displacement. Perubahan bentuk /

volume akibat adanya gaya / stress

disebut sebagai deformasi.

Strain secara prinsip merupakan

gradien spasial dari perpindahan /

displacement.

Gambar 2.5

Jika original titik materi adalah x

kemudian terjadi perubahan sebesar U.

Posisi x setelah perpindahan adalah

x+∂x, maka dengan menggunakan

approksimasi deret Taylor perpindahan

Ui (x+∂x) dapat dituliskan sebagai

berikut :

( )( ) ( ) ( )Ui xUi x x Ui x xj Ui x Uixj

∂+ ∂ ≈ + ∂ = + ∂

……persamaan (1)

Page 12: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

12

Sehingga perpindahan relatif dari x ke

∂Ui bisa dituliskan sebagai berikut :

( )Ui xUi xjxj

∂∂ = ∂

∂ ………persamaan (2)

Perpindahan boleh diikuti oleh

adanya translasi atau rotasi. Untuk

memisahkan komponen translasi dan

rotasi, maka bisa dituliskan dengan

persamaan di atas yang merupakan

penjumlahan translasi dan rotasi

sebagai berikut :

1 12 2

Ui Uj Ui UjUi xj xixj xi xj xi

⎛ ⎞ ⎛ ⎞∂ ∂ ∂ ∂∂ = + ∂ + + ∂⎜ ⎟ ⎜ ⎟∂ ∂ ∂ ∂⎝ ⎠ ⎝ ⎠

……..persamaan (3)

Hubungan antara stress dan strain

dalam satu medium elastik linier dapat

dinyatakan dalam Hukum Hooke. Jika

σij dan eij adalah komponen stress dan

strain tensor, maka Hukum Hooke bisa

dituliskan sebagai berikut :

*ij Cijkl eijσ =

Cijkl = Konstanta elastik

Perhitungan yang menghubungkan

antara tensor stress dan strain pada

suatu waktu dan ruang tertentu akan

menentukan rheology material tersebut.

Terdapat dua kelas rheology, yaitu :

• Elastik

Terjadi apabila strain dapat

kembali ke kondisi awal.

Material dapat kembali ke

bentuk awalnya jika stress

dikembalikan ke nilai awalnya.

• Viskous

Terjadi apabila strain permanen.

Gambar 2.6

Strain dibagi menjadi dua jenis, yaitu :

• Strain yang homogen, dimana

sumbu-sumbu yang sejajar tidak

mengalami perubahan orientasi.

• Strain yang inhomogen, dimana

melibatkan perubahan orientasi

sumbu-sumbu yang ada.

Gambar 2.7

Jenis-jenis strain

Page 13: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

13

2.3.2. Stress

Stress ialah gaya yang bekerja pada

suatu unit area.

Keterangan : s = stress

F = Gaya

A = area

Gambar 2.8

Jenis-jenis stress

Stress yang bekerja pada suatu bidang

pada umumnya terdiri dari dua stress, yaitu :

normal stress dan shear stress. Normal stress

ialah stress yang bekerja tegak lurus bidang.

Sedangkan, shear stress ialah stress yang

bekerja sejajar bidang.

Selain dua jenis stress di atas, terdapat

pula stress yang merupakan penjumlahan

dari normal stress dan shear stress yang

disebut dengan Coulomb stress.

Gambar 2.9

Coulomb Stress, merah merupakan stress

naik dan ungu merupakan stress turun

Hubungan Tegangan (Stress) dan

Regangan (Strain)

Hubungan Stress dan Strain dalam

mekanika medium kontinu dapat dituliskan

dengan persamaan, sebagai berikut :

Jika i = j, maka δij = 1

Jika i ≠ j, maka δij = 0

Sehingga diperoleh persamaan stress untuk tiga dimensi :

III. DATA DAN PENGOLAHAN DATA

3.1 Data

Data yang digunakan dalam Tugas Akhir

ini berupa data subduksi dan Sesar Besar

Page 14: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

14

Sumatera yang diperoleh dari Sieh dan

Natawidjaja. Adapun parameter-parameter

yang digunakan berupa koordinat sesar,

panjang sesar, ketebalan sesar, kedalaman,

momen magnitude tiap segmen sesar, dan

dip. Data koordinat yang digunakan dalam

satuan derajat, sehingga untuk proses

pengolahan data selanjutnya data koordinat

tersebut akan dikonversi kedalam UTM.

Dengan parameter yang ada, akan

dihasilkan plotting subduksi dan Sesar Besar

Sumatera. Setelah pengeplotan data tersebut,

kemudian dilakukan perhitungan

displacement, strain, dan stress pada daerah

subduksi dan sesar Sumatera untuk

mempelajari perilaku seismotektoniknya.

Selain data subduksi dan sesar,

digunakan juga data katalog gempa Aceh

pada Desember 2004. Data katalog gempa

ini dimaksudkan untuk melihat perilaku

seismotektonik Nias setelah terjadi gempa

Aceh.

Gambar 3.1

Zona Subduksi Sumatera dan Sesar Besar Sumatera

3.2 Analisa Coulomb Stress

Analisa Coulomb Stress ini

merupakan estimasi kuantitatif pada

medium batuan. Dengan menganggap

bahwa medium batuan tersebut bersifat

elastik. Pada Tugas Akhir ini dilakukan

perhitungan stress dan strain dengan

menggunakan prinsip mekanika

medium kontinu.

Metode Analisa Coulomb Stress ini

dapat dideskripsikan dalam tiga

tahapan, sebagai berikut :

1. Tahap pertama adalah perhitungan

displacement vectors berupa

horisontal displacement dan vertikal

displacement. Dari tahapan ini dapat

dilihat arah pergerakan dari sesar

yang berarah right-lateral.

Sedangkan vertikal displacement

menunjukkan daerah-daerah yang

mengalami deformasi ke arah

vertikal. Perhitungan displacement

ini dilakukan untuk beberapa

periode, yaitu periode 100, 200, dan

500 tahun. Hal ini bertujuan untuk

melihat perilaku seismotektonik

Sumatra sejak 500 tahun sebelum

release energi sampai setelah release

energi.

2. Tahap kedua adalah perhitungan

strain. Dari perhitungan tersebut

akan diperoleh peta distribusi strain

Page 15: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

15

di Busur Sunda wilayah Sumatera.

Peta tersebut akan menunjukkan

tingkat resiko dari bencana gempa

bumi di tiap daerah di wilayah

Sumatera. Strain yang besar (positif)

menunjukkan bahwa daerah tersebut

mengalami dilatasi. Sedangkan strain

yang kecil (negatif) menunjukkan

bahwa daerah tersebut mengalami

kompresi.

3. Selanjutnya ialah perhitungan stress.

Stress yang dihitung berupa shear

stress, normal stress, dan coulomb

stress. Dari peta distribusi stress

dapat dilihat daerah-daerah yang

mendapat stress yang besar.

IV. HASIL DAN ANALISA

Dari hasil pengolahan data

yang dilakukan sesuai dengan

diagram alir yang telah ditentukan

maka diperoleh pemodelan

seismotektonik untuk wilayah Busur

Sunda wilayah Sumatera. Pemodelan

yang dihasilkan berupa peta

distribusi displacement, strain, dan

stress.

Gambar 4.1

Peta distribusi horisontal displacement

Dalam studi ini akan dilakukan

perbandingan antara kondisi Sumatera

sebelum terjadi pelepasan energi dan

sesudah terjadi pelepasan energi.

Gambar 4.2

Vertical displacement pada kondisi 500 tahun sebelum pelepasan energi

Page 16: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

16

Gambar 4.3

Vertical displacement pada kondisi 500 tahun setelah pelepasan energi

Dari gambar vertical displacement di

atas dapat dilihat bahwa terjadi deformasi

vertikal ke arah bawah di daerah Aceh

setelah terjadi pelepasan energi. Ketika

lempeng samudera yang menujam di bawah

lempeng benua terdorong akibat gaya

tektonik, terjadi deformasi vertikal ke arah

atas. Namun, ketika energi yang diberikan

ke batuan melampaui batas elastisitas batuan

akan terjadi fracture (patahan) dan stress

yang diberikan menurun sehingga deformasi

ke atas berubah menjadi deformasi ke

bawah.

Gambar 4.4

Perubahan static stress untuk 500 tahun pada kondisi sebelum pelepasan energi

Gambar 4.5

Perubahan static stress pada kondisi setelah pelepasan energi

Jika dilihat dari perubahan static

stressnya dapat dilihat bahwa di daerah

Aceh mengalami penurunan stress setelah

pelepasan energi. Selain itu, transfer stress

mengarah semakin ke selatan.

Page 17: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

17

Gambar 4.6

Perubahan static stress di overlay dengan data gempa

Tahun 2004 terjadi gempa Aceh

dengan Mw = 9.1 yang kemudian disusul

dengan gempa Pulau Nias pada tahun 2005

dengan Mw = 8.7. Dari gambar 4.6 dapat

dilihat ketika mainshock dari gempa Aceh

lepas, transfer stress mengarah ke Nias dan

bagian selatan Sumatera. Dengan kata lain,

gempa Aceh memberi pengaruh terhadap

perilaku seismotektonik di Nias.

V. KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

Dalam studi Tugas Akhir ini

dapat diambil beberapa kesimpulan,

diantaranya :

• Aftershock dari gempa Aceh

menimbulkan arah dari transfer

stress menuju ke arah Pulau Nias.

• Dilihat dari vertical displacement

aftershock dari gempa Aceh, Pulau

Nias mengalami deformasi vertikal

ke arah atas.

• Aftershock dari gempa akan

menambah potensial failure

disepanjang Sesar Besar Sumatra.

5.2. Saran

Beberapa saran dalam penelitian

di masa yang akan datang diantaranya

adalah:

• Hasil dari pemodelan seismotektonik

wilayah Sumatera dalam studi ini

dapat dijadikan bahan acuan dalam

mitigasi maupun aplikasinya dalam

bidang geoteknik.

• Perlu dilakukan penelitian lebih

lanjut tentang perilaku

seismotektonik di wilayah lain

mengingat bahwa Indonesia

merupakan negara yang sangat

rawan terjadinya bencana gempa

bumi karena merupakan zona

tektonik aktif.

• Data-data mengenai hasil penelitian

tentang kegempaan lebih lanjut dari

pihak-pihak terkait sangat

Page 18: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

18

diperlukan guna kemajuan ilmu

kegempaan di Indonesia.

VI. DAFTAR PUSTAKA

• Curray, J. and others. Tectonic of

The Andaman Sea and Burma,

AAPG Mem., 29, 189-198. 1979.

• King, G. C. P., Stein, R. S. and Lin,

J., Static stress changes and the

triggering of earthquakes, Bull.

Seismol. Soc. Amer., 84, pp. 935-

953, 1994.

• Natawidjaja, H.Danny and

Triyoso,Wahyu. The Sumateran

Fault Zone : from source to hazard.

Geteknologi, Lembaga Ilmu dan

Penelitian Indonesia (LIPI). 2006.

• NewComb and McCann. A Report

on The Historic Sunda Earthquiake

in Eighteenth Century. 1987.

• Reid, H.F., The Mechanics of the

Earthquake, The California

Earthquake of April 18, 1906, Report

of the State Investigation

Commission, Vol.2, Carnegie

Institution of Washington,

Washington, D.C. 1910.

• Sieh, K. and Natadwijaja, D.H.

Deformation and Slip Along The

Sunda Megathrust During The Giant

Nias-Simeulue Earthquake f March

2005, Science, 31 March. 2006.

• Stein, R.S. and others, Stress

Triggering Teaching High

Resolution. USGS. 1994.

Page 19: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

19

LAMPIRAN

Page 20: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

20

FLOW CHART

Page 21: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

21

Gambar 1

Ilustrasi co-seismic deformation dimulai dari fase interseismic dimana energi terakumulasi akibat dari adanya locking part lempeng dan ketika energi semakin besar menyebabkan

rupture dan terjadi fase co-seismic

Page 22: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

22

Gambar 2

Gambar 3

Kondisi seismotektonik Sumatra 100 tahun sebelum pelepasan energi

Gambar 4

Kondisi seismotektonik Sumatra 500 tahun sebelum pelepasan energi

Gambar 5

Vertikal displacement Sumatra setelah pelepasan energi

Page 23: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

23

Ganbar 6

Kondisi Strain pada 500 tahun sebelum pelepasan energi

Page 24: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

24

Gambar 7

Strain setelah pelepasan energi

Page 25: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

25

Gambar 8

Stress sebelum pelepasan energi untuk periode 100 tahun

Gambar 9

Stress sebelum pelepasan energi untuk periode 500 tahun

Page 26: PEMODELAN SEISMOTEKTONIK BUSUR SUNDA · PDF file4. Seluruh jajaran staf ... terjadi di batas pertemuan antar lempeng yang saling bersinggungan. Adanya gaya ... Terdapat dua kelas rheology,

26

Gambar 10

Stress afterhock gempa Aceh