17 Vektor e dan c merupakan bidang sesar yang saling tegak lurus, sehingga nilai
sudut rake ditentukan dengan:
sin cos
e c
d
...................................2.4 Dari persamaan di atas diperoleh nilai vektor kemiringan slip antara dua bidang
sesar yang saling tegak lurus sebagai berikut:
sin cos
ˆ cos
cos sin
sin cos
ˆ sin
cos sin
cos cos
ˆ D
E N
d
s s
s s
............................................................................................................................2.5
2.5.3. Penentuan Mekanisme Sumber Gempabumi Menggunakan Polaritas
Gerakan Pertama Gelombang P.
Mekanisme sumber gempabumi merupakan metode yang digunakan untuk menentukan jenis sesar dengan cara menentukan parameter-parameter sesar yang
terdiri dari strike, dip dan rake. Mekanisme sumber gempabumi dapat ditentukan dengan beberapa cara, antara lain dengan menggunakan polaritas gerakan pertama
gelombang P. Berdasarkan sifat radiasi gelombang P, polaritas gerakan pertama gelombang P dibedakan dalam bentuk gerakan kompresi dan dilatasi. Gerakan
kompresi ditandai arah gerakan pertama naik, sedangkan gerakan dilatasi ditandai arah gerakan pertama turun.
18
Gambar 2.9
menunjukan contoh polaritas gerakan pertama gelombang P. Lingkaran penuh menggambarkan gerakan pertama gelombang P ke atas
kompresi dan lingkaran kosong menggambarkan gerakan pertama gelombang P ke bawah dilatasi. Dua garis putus-putus yang saling tegak lurus memisahkan
kelompok gerakan kompresi dan dilatasi. Kedua garis tersebut dinamakan garis nodal dimana tidak terdapat gerakan gelombang P di sepanjang garis tersebut.
Kelompok gerakan kompresi dan dilatasi yang dipisahkan oleh garis nodal dinamakan kuadran yang letaknya saling berhadapan, saling tegak lurus dan
luasnya sama besar. Sejak model ini ditemukan tahun 1917 banyak sekali analisis telah dilakukan terhadap gempabumi yang hampir semuanya menggambarkan
pola-pola sistematis gerakan pertama gelombang P. Pengamatan ini menunjukan bahwa hampir semua mekanisme pergerakan sumber gempabumi dapat dijelaskan
dengan sistem gaya sederhana. Sejak tahun 1960-an model kopel ganda telah ditetapkan dan banyak digunakan oleh para pakar di bidang seismologi sebagai
Gambar 2.9 Polaritas gerakan pertama gelombang P pada gempabumi Saitama
di Jepang 1931
[0]
19 sistem gaya yang dapat menjelaskan polarisasi gerakan pertama gelombang P
secara ilmiah.
2.5.4. Teori Kopel Ganda
Konsep dasar penentuan mekanisme sumber gempabumi berkembang dari teori kopel ganda. Sejak tahun 1960-an model kopel ganda telah ditetapkan dan
banyak digunakan oleh para pakar di bidang seismologi sebagai sistem gaya yang dapat menjelaskan polarisasi gerakan pertama gelombang P secara ilmiah. Hasil
studi para pakar sesmologi teoritis mengungkapkan bahwa karakteristik gelombang seismik lebih disebabkan oleh sistem gaya yang berkerja pada pusat
gempabumi daripada oleh sesarnya itu sendiri. Hal ini karena sistem gaya tersebut lebih sederhana dan mudah dianalisis secara ilmiah.
Teori kopel ganda menyatakan bahwa di dalam sumber gempabumi bekerja empat gaya yang sama besar dan berlawanan arah yang berlaku sebagai
sepasang momen gaya yang tegak lurus. Sistem ini menerangkan posisi gaya yang bekerja pada akhir proses sesar atau bergesernya suatu lapisan sesuai teori
bingkas elastis ellastic rebound theory. Teori ini juga dapat menerangkan polaritas gelombang P dari tempat terjadinya gempabumi.
[10]
Sistem kopel ganda merupakan sistem gaya yang berpasangan antara gaya tarikan tension dan gaya tekanan pressure. Setiap pasangan gaya mempunyai
nilai yang sama dan arah yang berlawanan. Kedua pasang gaya tersebut menghasilkan gerakan pertama berupa gerakan kompresi dan dilatasi yang
terdistribusi dan terpisah dalam empat kuadran. Keempat kuadran tersebut dipisahkan oleh dua bidang nodal yang saling tegak lurus satu dengan yang
20 lainnya. Salah satu dari bidang nodal tersebut adalah bidang sesar fault plane
dan yang lain adalah bidang bantu auxiliary plane.
2.5.5. Bola Fokus dan Diagram Mekanisme Sumber Gempabumi
Bola fokus merupakan ilustrasi penjalaran gelombang yang berpusat pada sumber gempabumi. Bola fokus meliputi penjalaran gelombang seismik yang
menjalar dari sumber gempabumi sampai ke stasiun penerima. Untuk menentukan titik pada suatu bola fokus yang memuat informasi polaritas gerakan
pertama gelombang P kompresi dan dilatasi diperlukan koordinat sudut sinar
i,∆ lihat Gambar 2.11. koordinat i menyatakan sudut keberangkatan sinar atau
disebut incident angle. Sudut ini diukur dari arah vertikal sampai arah sinar, besarnya sudut i dapat dihitung dengan persamaan:
sin h
R h
PV i
........................................................................................2.6 dengan:
P : Parameter gelombang gempabumi waktu kejadian detik s.
V h : Kecepatan gelombang pada kedalaman h mdet. R
: Jari-jari bumi m.
Gambar 2.10. Sistem kopel ganda
[10]
21 h
: Kedalaman sumber gempabumi m. Untuk menggambarkan distribusi polaritas gerakan pertama gelombang P
secara global, hiposenter diasumsikan sebagai bola dengan radius sangat kecil
yang disebut bola fokus gempabumi Gambar 2.11. Gelombang gempabumi
mencapai stasiun seismograf S meninggalkan bola fokus gempa dengan koordinat sudut elevasi i dan azimuth
∆. Koordinat i menyatakan sudut keberangkatan sinar atau take off, sudut ini dibentuk dari arah vertikal sampai arah sinar. Sedangkan
∆ menyatakan sudut yang dibentuk dari episenter searah jarum jam hingga stasiun
penerima. S’ ditentukan pada bola fokus gempabumi dengan polaritas gelombang
P kompresi atau dilatasi yang diamati di stasiun seismograf S. Prosedur ini dilakukan untuk semua stasiun yang merekam getaran gempa bumi sehingga
diperoleh polaritas gelombang P secara global yang dipancarkan dari hiposenter. Metode ini didasarkan pada kenyataan bahwa polaritas gerakan pertama
gelombang P tidak berubah selama penjalarannya, sehingga polaritas pada bola pusat gempa bumi masih sama dengan polaritas pada hiposenter.
Gambar 2.11 . Bola fokus gempa bumi yang menggambarkan hiposenter
22 Bola fokus gempabumi yang didapatkan dari hasil analisa polaritas gerakan
pertama gelombang P adalah dalam bentuk tiga dimensi, sehingga sulit untuk diinterpretasikan secara visual. Untuk itu perlu diproyeksikan ke dalam bentuk
dua dimensi dengan cara membagi bola fokus gempa bumi menjadi dua bagian yang simetris memotong hiposenter, yaitu setengah bagian atas dan setengah
bagian bawah. Proyeksi potongan bola pusat gempa bumi bagian bawah berupa diagram mekanisme sumber gempabumi focal mechanism dua dimensi.
Sebelum membuat diagram mekanisme sumber gempabumi perlu ditentukan
terlebih dahulu bagaimana cara menginterpretasikannya. Gambar 2.12
menunjukan cara memproyeksikan dari bola fokus gempabumi ke diagram fokus gempabumi. Pada model kopel ganda pola radiasi gelombang seismik simetri
Gambar 2.12. Proyeksi bola fokus gempabumi
