studi morfostruktur dan paleoseismik sesar way baka di ... 20130101... · morfostruktur triangular...

Naskah diterima 21 September 2012, selesai direvisi 5 Februari 2013Korespondensi, email: [email protected]

Jurnal Lingkungan dan Bencana Geologi, Vol. 4 No. 1 April 2013: 1-13

1

Studi morfostruktur dan paleoseismik sesar Way Baka

di daerah Bakauheni, Lampung Selatan

Morphostructure and paleoseismic study of Way Baka fault at Bakuheni,

South Lampung

Muhammad S. Sadewo1, Dicky Muslim1, Kamawan2, dan Asdani Soehaimi2

1Universitas Padjadjaran, Jln. Raya Bandung Sumedang Km. 21, Jatinangor, Sumedang 2Badan Geologi, Jln. Diponegoro No. 57 Bandung

ABSTRAK

Studi morfostruktur dan paleoseismik sesar Way Baka merupakan upaya untuk mengetahui potensi bencana gempa bumi akibat sesar aktif di daerah Bakauheni dan sekitarnya. Keberadaan sesar di daerah ini telah ditelu-suri melalui analisis citra satelit DEM SRTM (Digital Elevation Model Shuttle Radar Topography Mission) dan penelitian langsung di lapangan. Analisis kinematika struktur geologi menunjukkan bahwa sesar Way Baka merupakan sesar mendatar mengiri dengan arah jurus dan kemiringan U 185o T/ 74o dengan arah gaya utama U165oT. Morfostruktur sepanjang lajur sesar ini memiliki rasio lebar terhadap tinggi lembah dengan indeks Vf = 1,54 – 3,75 (rendah – tinggi) yang mencerminkan proses pengangkatan tinggi hingga sedang. Karakter morfostruktur lainnya adalah sinusitas muka pegunungan dengan indeks Smf = 1 - 1,5 (rendah). Kedua anali-sis morfostruktur ini menunjukkan telah terjadi deformasi tegak secara langsung yang berkaitan erat dengan tektonik aktif di sepanjang lajur sesar Way Baka. Studi paleoseismik di sepanjang lajur sesar Way Baka menun-jukkan bahwa kegiatan tektonik telah berlangsung sejak ± 3 juta tahun yang lalu, atau pada periode tektonik Plio-Plistosen. Dengan demikian sesar Way Baka adalah sesar potensial aktif.

Kata kunci: morfostruktur, paleoseismik, sesar aktif

ABSTRACT

Morphostructure and paleoseismic study of Way Baka Fault is an attempt to determine the earthquake potential especially earthquake caused by active fault in Bakauheni and surrounding area. The presence of fault in this area has been traced through the analysis of satellite imagery SRTM DEM (Shuttle Radar Topography Mission Digital Elevation Model) and research in the field. Kinematic analysis of the geological structure indicates that the Way Baka fault is a sinistral strike-slip fault oriented in N 185o E trend with NE dipping of 74o of which N 165o E bearing is the mean stress. Morphostructure along this fault lane has Vf (valley floor and valley width ratio) value = 1.54 - 3.75 (low – high) which reflects a high to moderate uplift process. Another morphostructure character is Smf (mountain front sinuosity) with value index = 1 – 1.5 (low) both of morphostructure analysises show there has been a direct vertical deformation occured which was closely related with an active tectonic along Way Baka Fault. Paleoseismic study along this fault lane indicates that tectonic activity has been occurred after ± 3 million years ago (during Plio-Pleistocene terctonic period). Therefore Way Baka Fault can be classified as a potential active fault.

Keywords: morphostructure, paleoseismic, active fault


PENDAHULUAN

Bakauheni secara geografis terletak di ujung tenggara Pulau Sumatra, sebagai pintu gerbang Jawa ke Sumatra dengan jarak laut terpendek di Selat Sunda. Daerah ini menjadi pusat per-hatian, karena pemerintah merencanakan membangun jembatan selat sunda yang akan dimulai pada tahun 2014. Untuk mengungkap feno mena geologi terbentuknya morfostruk-tur telah dilakukan penelitian berbagai aspek genetika sesar aktif. Dengan diketahuinya ke-beradaan sesar aktif, maka besaran potensi ben-cana gempa bumi yang akan ditimbulkan oleh sesar tersebut dapat ditentukan secara kuanti-tatif. Daerah Bakauheni terletak pada radius < 400 km dari lajur sumber gempa bumi tunja-man oblique antara lempeng Samudera Indo-Australia dan lempeng Benua Eurasia, terletak

< 200 km dari lajur sumber gempa bumi sesar Aktif Mentawai serta 100 km dari lajur sumber gempa bumi sesar aktif Sumatra (Gambar 1). Ketiga sumber utama sumber gempa bumi se-sar aktif tersebut, mengakibatkan terbentuknya sesar-sesar aktif lokal di daerah Bakauheni yang keberadaannya belum terpetakan dan teriden-tifikasi secara baik dan benar. sehingga dalam studi ini dilakukan pengenalan ciri-ciri struktur geologi sesar aktif tersebut dari sudut pandang morfostrukturnya.

KAJIAN PUSTAKA

Penelitian sesar aktif dilakukan dengan meng-gunakan berbagai macam metode, salah satu-nya adalah morfostruktur yang merupakan ca-bang dari ilmu geomorfologi yang mempelajari hubungan bentuk morfologi dengan keaktifan

Gambar 1. Lokasi daerah Bakauheni dan sekitarnya yang terletak di sebelah timur tiga sumber utama gempa bumi yaitu tunjaman Sunda, sesar aktif Mentawai, dan sesar aktif Sumatra (Anonim, 2012).

3Studi morfostruktur dan paleoseismik sesar Way Baka di daerah Bakauheni, Lampung Selatan - Muhammad S. Sadewo, drr

sebuah sesar. Penelitian seperti ini dapat dilaku-kan sebelum ke lapangan dengan melakukan penarikan kelurusan (punggungan, lembahan, offset punggungan) di atas citra DEM Land-sat dan perhitungan morfometri berbasis peta topografi (Smf dan Vf ) (Keller dan Pinter, 2002). Hasil penelitian kemudian dilengkapi dengan hasil pengamatan di lapa ngan, yaitu pengamatan bentukan bentang alam khas yang mencirikan keterdapatan struktur aktif (trian-gular facet, wine glass), pengukuran kekar dan cermin sesar di sepanjang sesar Way Baka. Diagram balok morfostruktur tria ngular facets dapat dilihat pada Gambar 2.

Sesar aktif (Current Tectonic Rezim) adalah sesar yang pernah bergerak pada kurun waktu 10.000 tahun yang lalu menurut Huzita (1992). Rezim tektonik aktif yang memicu kegiatan tektonik di sekitar daerah penelitian adalah aktivitas tek-tonik zona penunjaman Sunda, sesar Sumatra segmen Semangko serta sesar aktif Mentawai.

Daerah penelitian disusun oleh batuan vulkanik yang berumur antara Pliosen sampai Holosen.

Gambar 2. Diagram balok morfostruktur triangular facets (Fenton, 2003).

Batuan paling tua berupa batuan vulkanik an-desit, berumur Pliosen diatasnya diendapkan batuan Tufa Lampung yang berumur Pliosen Akhir sampai Plistosen. Terakhir adalah enda-pan gunung api muda yang berasal dari Gu-nung Rajabasa, terdiri dari lava (andesit-basal) breksi dan tufa (Mangga drr, 1993).

METODOLOGI

Urutan penelitian dimulai dengan membagi pola aliran sungai, penarikan kelurusan sesar, pengolahan data struktur geologi dan keluru-sannya dengan menggunakan diagram rossete serta pengukuran morfostruktur seperti Vf dan Smf. Metode pemetaan geologi dilakukan un-tuk dapat menentukan stratigrafi satuan batuan dan struktur geologi.

Beberapa pola aliran sungai mempunyai indi-kasi keterdapatan sebuah sesar, seperti: pola ali-ran paralel dan trellis. Pengelompokan pola ali-ran sungai dapat membantu dalam penentuan identifikasi lokasi sesar, seperti terlihat dalam Gambar 3.

Interpretasi kelurusan dan lembahan yang di-lakukan dari DEM SRTM (Digital Elevation Model Shuttle Radar Topography Mission) men-cakup wilayah yang lebih luas untuk mendapat-kan data yang beragam serta mewakili arah ke-lurusan secara regional, seperti terlihat dalam Gambar 4.

Untuk perhitungan Vf (rasio lebar dan tinggi dasar lembah), jika nilai Vf tinggi maka berkait-an dengan kecepatan pengangkatan rendah, se-hingga sungai akan memotong secara luas pada dasar lembah dan bentuk lembah akan sema-kin melebar. Sedangkan nilai Vf rendah akan mencerminkan tinggi dan penambahan aktivi-


Gambar 4. Kenampakan citra DEM SRTM dengan sudut penyina-ran U 00 T, U1800T, dan U3150T di daerah penelitian kelurusan punggungan (merah), kelurusan lembahan (biru).

Gambar 3. Pola pengaliran Paralel (kiri) dan Trellis (kanan) (Howard, 1967, dalam Van Zuidam, 1985).

tas sungai, hal ini berkaitan dengan kecepatan tinggi pengangkatan (Gambar 5).

Perhitungan perbandingan lebar dan tinggi lembah (Vf ) diperlihatkan dengan persamaan:

Vf = 2 Vfw / (Eld-Esc) + (Erd-Esc)

Vfw : Lebar dasar lembahEld : Ketinggian bagian kiri lembah Erd : Ketinggian bagian kanan lembahEsc : Ketinggian dasar lembah

Perhitungan Smf (mountain front sinuosity), merupakan suatu indeks yang mencerminkan keseimbangan antara gaya/kekuatan erosi yang mempunyai kecenderungan memotong sepan-jang lekukan pegunungan muka dan kekuatan tektonik yang menghasilkan secara langsung pegunungan muka dan bertepatan dengan zona sesar aktif yang mencerminkan tektonik aktif. Smf dengan nilai rendah berkaitan dengan tek-tonik aktif dan pengangkatan secara langsung. Apabila kecepatan pengangkatan berkurang,


Gambar 5. Metode perhitungan rasio lebar dan tinggi lembah (Keller dan Pinter, 2002).

maka proses erosi akan memotong pegunungan muka secara tak beraturan dan nilai Smf akan semakin bertambah. Smf sangat mudah untuk dihitung dari peta topografi atau foto udara dengan skala besar dan resolusi tinggi. Apabila menggunakan skala kecil, maka lekukan pegu-nungan muka yang berbentuk tidak teratur ti-dak akan tercermin dengan baik (Gambar 6).

Pegunungan muka (Smf) dapat dihitung de-ngan menggunakan persamaan:

Smf = Lmf / Ls

Lmf : panjang muka pegunungan sepanjang ba-gian bawah/lembah.

Ls : panjang secara lurus muka pegunung an.

Identifikasi parameter struktur di lapangan juga dapat dikenali dari bentukan-bentukan mor-fologi khas seperti triangular facet, wine glass, dan pegunungan memanjang.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Morfostruktur dan Kinematika Sesar Way Baka

Untuk mengidentifikasi keberadaan sesar telah dilakukan analisis citra Landsat DEM SRTM daerah penelitian. Hasilnya dapat ditentukan kelurusan punggungan sebanyak 118 buah se-dangkan kelurusan lembah 104 buah dengan panjang hampir sama yaitu antara 300-750 m. Secara keseluruhan kedua jenis data tersebut direpresentasikan dalam bentuk diagram rossete yang memperlihatkan kelurusan utama memi-liki jurus dominan U130oT – U140oT (Gam-bar 7). Berdasarkan pola kelurusan punggungan yang telah diolah, maka dapat dinyatakan bah-wa tegasan utama di daerah penelitian berarah barat daya – timur laut.

Salah satu sesar yang dapat diidentifikasi de-ngan jelas melalui citra DEM SRTM di daerah


Gambar 6. Metode perhitungan sinusitis muka pegu-nungan (Keller dan Pinter, 2002).

Gambar 7. Rosette diagram (kiri) kelurusan lembahan dan (B) kelurusan punggungan, berdasarkan citra DEM SRTM (sudut penyinaran 90°).

penelitian adalah sesar yang memiliki arah jurus U10oT yang berada di daerah tinggian Gunung Cikur sebagai sesar mendatar naik. Indikasi lain yang menunjukkan keberadaan sesar terse-but selain dari kenampakan pada citra DEM SRTM (Gambar 4) adalah berupa kenampakan morfologi yang menunjukkan adanya debris atau longsoran-longsoran, triangular facet, dan memiliki pola aliran paralel (Gambar 8 dan 9).

Adapun satuan batuan yang dipatahkan oleh sesar mendatar naik ini adalah satuan tuf dan breksi vulkanik yang mempunyai umur Plio-sen-Plistosen dan Holosen, dengan demikian sesar ini berumur Kuarter yang aktif sejak Plis-tosen hingga Holosen.

Analisis kinematika sesar di daerah penelitian dilakukan dengan mengukur sejumlah kekar.


Gambar 8. Morfostruktur triangular facet, debris merupakan cerminan keberadaan sesar Way Baka.

Gambar 9. Morfostruktur triangular facet, debris merupakan cerminan keberadaan sesar Way Baka.

Penentuan jenis kekar di lapangan sa ngat pen-ting dilakukan, untuk mengetahui mekanisme sesar. Ditemukannya bidang sesar yang mem-perlihatkan arah gores-garis sesar (Slickenside) juga merupakan data penting untuk mengeta-hui arah gerak sesar di lapangan.

Kekar-kekar yang berkembang pada stasiun 1.3 (Tabel 1) merupakan jenis kekar kompresi (compress joint). Hasil analisis proyeksi stereo-grafi yang diolah menggunakan Program Win

Tensor (Gambar 10), dapat menentukan bahwa sesar yang berkembang pada lajur ini adalah sesar mendatar mengiri, dengan jurus dan ke-miringan bidang sesar U 185o T/ 74o.

Aktivitas sesar

Untuk mengetahui aktivitas sesar di daerah penelitian ini telah dilakukan analisis rasio Le-bar dan tinggi Lembah (VF) di tiga lokasi (loka-si 1, 2, dan 3) seperti terlihat dalam Gambar 11.


St.1.3

strike dip strike dip strike dip strike dip

294 85 331 76 194 33 151 89

175 87 290 80 112 77 143 87

130 81 285 75 208 18 342 86

345 89 130 90 39 66 304 78

305 90 94 72 281 86 114 87

144 83 110 70 240 20 185 90

185 75 328 70 292 88 173 81

122 82 180 21 246 90 92 90

209 73 268 76 230 90 324 90

101 70 150 14 321 90 314 89

115 84 80 84 145 82 287 87

Tabel 1. Data Kekar Sesar Way Baka (o)

Gambar 10. Proyeksi stereografi (atas) dan analisis program (bawah) pada data kekar di stasiun 1.3.


Gambar 11. Lintasan uji morfostruktur de ngan metode Ratio of Valley floor width to Valley Heigth pada lokasi1 (merah), lokasi 2 (biru), lokasi 3 (hijau).

Rasio lebar dan tinggi lembah (Vf ) di lokasi 1 diekspresikan dengan persamaan:


Vf = 2 x 110 / (180-94) + (50-94)

= 220 / 142 = 1,54

Perhitungan di atas menghasilkan nilai Vf yang rendah, yaitu 1,54. Nilai ini merupakan cer-minan bahwa lembah menunjukkan adanya pe ningkatan aktivitas sungai secara tegak yang erat kaitannya dengan kecepatan pengangkatan.

Rasio lebar dan tinggi lembah (Vf ) di lokasi 2 diekspresikan dengan persamaan;


Vf = 2 x 130 / (193-112) + (187-112)

= 260 / 156 = 1,66

Dari perhitungan di atas didapatkan nilai Vf yang rendah, yaitu 1,66, yang memperlihat-kan bahwa lembah dalam dan mencerminkan penambahan atau peningkatan aktivitas sungai, yang erat kaitannya dengan kecepatan pengang-katan.

Rasio lebar dan tinggi lembah (Vf ) di lokasi 3 diekspresikan dengan persamaan:


Vf = 2 x 130 / (200-156) + (181-156)

= 260 / 69 = 3,76

Dari perhitungan di atas didapatkan nilai Vf tinggi, yaitu 3,76 yang menunjukkan bahwa ni-lai tersebut merefleksikan kecepatan pengikisan secara mendatar lebih dominan.

Berdasarkan ketiga lokasi tersebut diatas, lokasi 2 terdapat pada batuan beku andesit yang mem-punyai kekerasan sangat tinggi, oleh karena itu mempunyai nilai Vf kecil. Nilai Vf kecil terse-but terjadi bukan karena aktivitas struktur ak-tif, tapi karena sifat kekerasan batuannya yang tinggi sehingga sulit terkikis. Berbeda dengan lokasi 1 dan lokasi 3 terdapat pada litologi yang sama, yaitu tufa hanya saja nilai pada lokasi 1 relatif lebih kecil daripada lokasi 2.

Hasil perbandingan dari ketiga lokasi tersebut dapat disimpulkan bahwa nilai Vf pada lo-kasi 1 merefleksikan lembah cukup dalam dan mencerminkan penambahan aktivitas sungai, hal ini berasosiasi dengan kecepatan pengang-katan yang cukup berperan.

Aktivitas sesar juga dapat ditentukan dengan analisis Sinusitas Muka Pegunungan (Mountain Front Sinuosity). Lintasan uji morfostruktur dengan metode mountain front sinuosity dapat dilihat pada Gambar 12.

Analisis bentang alam sinusitis muka pegunung-an telah dilakukan di sepanjang lajur sesar Way Baka (mountain front sinuosity) yang merupa-kan rangkaian bentang alam yang terdapat pada bagian depan/muka gawir sesar. Bentang alam


Gambar 12. Lintasan uji morfostruktur dengan metode Moun-tain Front Sinuosity. Ls (garis biru), Lmf (garis merah)

pegunungan muka (Smf) dapat dihitung de-ngan menggunakan persamaan:

Smf = Lmf / Ls

Smf = 7545m / 5455m

= 1,38

Smf dengan nilai rendah (1-1,5) adalah pencer-minan bahwa telah terjadi pengangkatan secara langsung dan berkaitan erat dengan tektonik aktif. Apabila kecepatan pegangkatan berkurang maka proses akan memotong pegunungan muka secara tak beraturan dan nilai Smf akan semakin bertambah.

Analisis morfostruktur tersebut di atas dapat dinyatakan bahwa sesar Way Baka merupakan sesar Potensial Aktif.

Paleoseismik Sesar Way Baka

Studi paleoseismik sesar Way Baka dilaku-kan dengan pembuatan paritan di Dusun Su-kabaru desa Hata, Kecamatan Bakauheni, te-patnya pada koordinat S 05049’15,5” dan T

105044’22,8”. Paritan ini terletak sekitar 20 m di sebelah timur laut jalan raya Trans Sumatra dengan panjang paritan yang telah di sketsa adalah 5 m dan kedalaman lebih dari 2 m (Ka-mawan drr, 2011).

Batuan yang menyusun paritan ini adalah tufa berbatu apung dengan selingan tipis tufa kerikilan. Pada bagian bawah tersusun oleh breksi yang telah lapuk dan menjadi soil (pa-leosoil), seperti terlihat dalam gambar sketsa (Gambar. 13). Pada soil ini terdapat sisa-sisa tanaman berupa akar, ranting dan kayu. Ke-nampakan ini dapat dilihat pada Gambar 14 dan 15.

Paritan sesar Way Baka terletak di Dusun Way Baka, Desa Bakauheni, Kecamatan Bakauhe-

ni dengan koordinat S 05050’48,5” dan E 105043’51.7”. Letak paritan ini hanya sekitar 50 m di sebelah barat jalan raya Trans Suma-tra dengan panjang paritan yang telah disketsa adalah 8 m dan kedalaman lebih dari 1,75 m


Soil permukaanTufaTufa kerikilanSoil purbaBreksifoto rinci 1

Akar rantingKekarfragmen batuan

contoh batuan utk pentarikhan

Gambar 13. Sketsa penampang paritan paleoseismik di Dusun Sukabaru, Desa Hata, Kecamatan Bakauheni (Kamawan drr, 2011).

Gambar 14. Foto rinci FR2 pada sketsa B di paritan Hata, yang menunjukkan adanya kekar-kekar dan ranting pada paleosoil (foto Kamawan, 2011).

Gambar 15. Foto rinci FR4 yang menunjukkan kenampakan ranting dan kekar pada paleosoil (foto Kamawan, 2011).


Tufa lapiliKekar tarik

Kekarfoto rinci 1A

Keterangan

Batu Apung contoh utk tarikhan jejak belah

Gambar 16. Sketsa 1 Penampang Paritan Way Baka di Dusun Way Baka, Desa Bakauheni, Kecamatan Bakauheni (Kamawan drr, 2011).

Gambar 17. Sketsa 2 (lanjutan) Penampang Paritan Way Baka di Dusun Way Baka Desa Sukabaru Kecamatan Bakauheni (Kamawan drr, 2011)

Tufa lapiliKekar tarikBatu Apung

Kekarfoto rinci 3A

contoh utk tarikhan jejak belah

Keterangan

Kayu Teralterasi

(Kamawan, drr. 2011). Batuan penyusun pari-tan ini adalah tufa lapili berbatu apung dengan selingan-selingan tipis tufa kerikilan. Pada ba-gian atas tersusun oleh tufa pasiran dan banyak dijumpai fosil-fosil kayu yang berupa batang dan ranting. Namun karbon dari kayu tersebut telah terubah dan mengalami silisifikasi. Ke-

nampakan paritan Way Baka dapat dilihat pada Gambar 16 dan 17.

Pentarikan terhadap lapukan batuan breksi yang telah berubah menjadi paleosoil yang memper-lihatkan indikasi terpatahkan dalam paritan ini, menunjukkan umur ± 3 juta tahun yang lalu.


KESIMPULAN

Hasil penelitian morfostruktur, kinematika struktur geologi dan paleoseismik menunjuk-kan bahwa sesar Way Baka adalah sesar poten-sial aktif (capable fault) di daerah Bakauheni dan sekitarnya. Jejak terakhir aktivitas sesar ini terekam setelah ± 3 juta (Pliosen Akhir) dan memiliki peluang aktif kembali.

Guna mewaspadai kemungkinan terjadinya gempa bumi yang berasosiasi di sepanjang sesar ini, perlu dilakukan pemantauan kegempaan mikro yang dapat menunjukkan bahwa sesar ini aktif berdasarkan ciri kegempaan.

Dimensi sesar yakni panjang, lebar, dan nilai pergeseran maksimum serta kecepatan perge-seran rata-rata dari sesar ini, akan menjadi pa-rameter yang sangat penting dalam menentu-kan besarnya kekuatan maksimum yang mung-kin terjadi di masa yang akan datang.

ACUAN

Anonim, 2012, Subduction Zone, http://en.wikibooks.org/wiki/File:Sumatra map.jpg.

Clark, H. F., Charusiri, P., dan Wood, H. S., 2003,

Recent Paleoseismic Investigations in Northern and Western Thailand, Annuals of Geophysics, vol. 46 no. 5, h. 957-981.

Howard, A. D., 1967, Drainage Analysis in Geo-logic Interpretation: A Summation, AAPG Bulletin Volume 51, Issue 11. (November), h. 2246 – 2259.

Huzita, K., 1980, Role of the Median Tectonic Line in the Quarternery Tectonic of Japanese Islands, mem. Geol. Soc, Jpn., 18, h. 129-153.

Kamawan., Yayan, S., Somali, G., Siregar, D. A., Bronto, S., dan Muslim, D., 2011, Penelitian Pa-leoseismik Sesar Aktif Daerah Bakauheni, Provinsi Lampung, tidak terbit.

Keller, E. A. dan Pinter, N., 2002, Active Tecto nics: Earthquakes, Uplift, and Landscape, 2nd edition Prentice Hall: Upper Saddle River, NJ.

Mangga, A, S., Amirudin., Suwarti, T., Gafoer, S., dan Sidarto, 1993, Peta Geologi Regional Tanjung-karang, Sumatera Skala 1:250.000 Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi, Bandung

_______,1994, Geologi Lembar Tanjungkarang, Sumatera, Pusat Penelitian dan Pengembangan Ge-ologi, Bandung.

Van Zuidam, R. A., 1985, Aerial Photo-Interpreta-tion in Terrain analysis and Geomorphologic Map-ping, International Institute for Aerospace Survey and Earth Science, ITC, Smith Publishers The Hag.

studi morfostruktur dan paleoseismik sesar way baka di ... 20130101... · morfostruktur triangular...

Documents