Menentukan Besar Nilai V

63

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Langkah yang dilakukan untuk mengolah data dalam penelitian ini adalah dengan cara menganalisa dan yang terekam pada setiap seismograh dari stasiun-stasiun gempa bumi yang berada disekitar wilayah penelitian, kemudian menghitung selisih waktu tempuh gelombang sekunder dengan waktu tempuh gelombang primer 4 − 5 dan selisih waktu tempuh gelombang primer yang dikurangi waktu ketika terjadi gempa bumi 4 − RS5, dimana RS sebagai origin time . Hasil dari analisa tersebut di plot ke dalam diagram wadati dimana data 4 − 5 = sumbu y vertical sedangkan 4 − RS5 = sumbu x horizontal dengan periode waktu tertentu.

4.1. Menentukan Besar Nilai V

p V s Berikut ini adalah analisa data gempa bumi 11 September 2008 yang merupakan salah satu gempa bumi yang terjadi menjelang terjadinya gempa bumi besar pada 4 Januari 2009, dan dilanjutkan analisa data sesudah gempa bumi tersebut terjadi, berdasarkan laporan seismograph dari stasiun-stasiun gempa bumi disekitar wilayah penelitian serta perhitungan untuk menentukan nilai . 64 Tabel 4.1 Laporan gempa bumi 11 September 2008 Date Location Mag SR Depth Km OT Stat Phase Arrived Time Lat Long Hr Mn Sc Hr Mn Sc 11092008 -0,59 131,98 4,5 407 17 29 54,2 TNTI Tp 17 30 14,1 TNTI Ts 17 30 33,1 AAII Tp 17 30 56,2 AAII Ts 17 31 44,2 BAKI Tp 17 32 11,4 BAKI Ts 17 33 59,3 Tabel 4.1 merupakan laporan awal setiap event gempa bumi yang biasa dikeluarkan oleh suatu instansi terkait kepada masayarakat tanpa paramerter stasiun, fase gelombang, dan waktu tiba gelombang primer dan gelombang sekunder disetiap stasiun yang mencatatnya. Parameter lokasi, magnitude, kedalaman, serta origin time tersebut dapat diperoleh dengan cepat dengan menganalisa gelombang primer tanpa menganalisa gelombang sekunder pada seismograph yang terbentuk akibat penjalaran gelombang gempa bumi. Tabel 4.2 Penetuan nilai t s -t p dan t p -OT gempa bumi 11 September 2008 Date OT Stat Phase Arrived Time t s -t p Value t p -OT Value Hr Mn Sc Hr Mn Sc Hr Mn Sc Hr Mn Sc 11 Sep 08 17 29 54,2 TNTI Tp 17 30 14,1 19 19 1 -40,1 19,9 TNTI Ts 17 30 33,1 AAII Tp 17 30 56,2 1 -12 48 1 2 62 AAII Ts 17 31 44,2 BAKI Tp 17 32 11,4 1 47,9 107,9 3 -42,8 137,2 BAKI Ts 17 33 59,3 Tabel 4.2 merupakan analisa lanjut yang dilakukan untuk melakukan studi mengenai . Parameter-parameter awal yang digunakan untuk melakukan studi ini adalah origin time, stasiun, fase gelombang serta waktu tiba gelombang 65 primer dan gelombang sekunder di setiap stasiun-stasiun yang mencatatnya. Berdasarkan parameter origin time RS dan waktu tiba gelombang 4 FH 5 di setiap stasiun, dapat diperoleh selisih waktu 4 − 5 dan 4 − RS5 yang selanjutnya di plot ke dalam diagram wadati Gambar 4.1, dengan memisalkan 4 − RS5 = ; dan 4 − 5 = C melalui pendekatan metode least square untuk mendapatkan nilai dari gradien nilai b persamaan garis linier C = H + L; yang terbentuk. Gambar 4.1 Diagram wadati gempa bumi 11 September 2008 Gambar 4.1 adalah diagram wadati untuk analisa gempa bumi 11 September 2008. Titik-titik pada diagram merupakan data real yang tersusun dari pertemuan selisih waktu antara 4 − RS5 dan 4 − 5 dalam sebuah diagram dari hasil analisa. Dalam laporan gempa bumi ini, jumlah stasiun gempa bumi yang mencatat seismograph yang mudah di baca hanya berjumlah tiga stasiun, y = 0,762x + 2,617 r = 0,998 20 40 60 80 100 120 20 40 60 80 100 120 140 160 T s- T p Tp-OT VpVs Gempa 11 September 2008 66 sehingga hanya tiga stasiun itulah yang dapat dipakai dalam pengolahan studi gempa bumi tanggal 11 September 2008. Hasil analisa yang dilakukan dengan diagram wadati berdasarkan data yang dicatat oleh ketiga stasiun itu tabel 4.2 adalah berupa suatu garis linier dengan persamaan k = l, nopq + p, orn dengan koefisien korelasi s = l, ttu. Tabel 4.3 berikut ini merupakan perhitungan manual untuk mendapatkan nilai dan mencari nilai koefisien korelasi dengan menggunakan metode least square . Pencarian nilai dalam perhitungan manual ini sama seperti yang dilakukan dengan menggunakan diagram wadati, yaitu dengan memisalkan 4 − RS5 = ; dan 4 − 5 = C. Dari perhitungan ini akan diperoleh nilai a dan b yang memenuhi persamaan dalam metode least square C = H + L;. Tabel 4.3 Pengolahan manual data gempa bumi 11 September 2008 No Stasiun t p -OT = x i t s -t p = y i x i .y i x i 2 y i 2 1 TNTI 19,9 19 378,1 396,01 361 2 AAII 62 48 2976 3844 2304 3 BAKI 137,2 107,9 14803,88 18823,84 11642,41 3 219,1 174,9 18157,98 23063,85 14307,41 ;d = 219,1 3 = 73,03 Cc = 174,9 3 = 58,3 L = Σ; 8 C 8 − Σ; 8 ΣC w Σ; 8 − Σ; 8 L = 3 18157,98 − 219,1 174,9 3 23063,85 − 219,1 = 16153,35 21186,74 = l, nop 67 H = Cc − L;d H = 58,3 − 0,762 73,03 = p, oxr Dengan melihat nilai H = p, oxr dan nilai L = l, nop, maka persamaan yang diperoleh dari perhitungan metode least square ini adalah k = l, nopq + p, oxr Sedangkan nilai koefesien korelasi dari perhitungan ini adalah: \ = y z { | { } z { . | { hiy z { ~ z { ~ jiy | { ~ | { ~ j \ = 3 18157,98 − 219,1 174,9 hi43 23063,85 5 − 219,1 ji43 14307,41 5 − 174,9 j \ = 54473,94 − 38320,59 •{69191,55 − 48004,81}{42922,23 − 30590,01} \ = 16153,35 •21186,7412332,22 = 16153,35 16164,144 = l, ttt dimana nilai korelasi r adalah −1 r 1. Jadi hasil perhitungan manual dengan menggunakan metode least square menunjukan persamaan garis linier untuk analisa gempa bumi 11 September 2008 adalah k = l, nopq + p, oxr dan nilai koefeisien korelasinya adalah s = l, ttt. Dari dua analisa diatas, baik dengan menggunakan diagram wadati maupun secara manual dengan menggunakan metode least square, mempunyai kesamaan hasil analisa. Kesamaan tersebut berada di nilai b dalam persamaan 68 garis liniernya yang menunjukan nilai gradien garis linier tersebut dengan nilai € = l, nop. Dengan menggunakan persamaan 3.4, maka akan didapat nilai gempa bumi 11 September 2008 sebagai berikut: C = L; + H ; 4 5 = L + 1 4 5 = 0,762 + 1 4• ‚ • ƒ 5 = r, nop Berdasarkan laporan gempa bumi yang diperoleh, pada bulan September 2008 hanya terjadi satu kali gempa bumi yaitu pada tanggal 11 September 2008, sehingga nilai pada gempa bumi 11 September 2008 dapat mewakili nilai pada bulan September 2008. Jadi nilai bulan September 2008 sebesar 1,762. Analisa data-data gempa bumi untuk bulan-bulan berikutnya, dilakukan hanya menggunakan diagram wadati dengan periode satu bulan dan hasil diagram wadatinya dapat dilihat pada lampiran. Salah satu contoh analisa diagram wadati dengan rentang waktu satu bulan adalah analisa pada bulan Januari 2009 Gambar 4.2. 69 Gambar 4.2 Diagram wadati Januari 2009 Gambar 4.2 diatas menyerupai gambar 4.1 sebelumnya. Perbedaan diantara ke dua gambar ini terletak pada jumlah titik-titik yang membentuk garis linier tersebut, dimana titik-titik tersebut merupakan data real yang tersusun dari pertemuan selisih waktu antara 4 − RS5 dan 4 − 5 dalam sebuah diagram dari hasil analisa. Jika pada gambar 4.1 setiap stasiun gempa bumi menempati satu posisi atau titik, namun pada gambar 4.2 satu stasiun gempa bumi dapat menempati beberapa posisi atau titik dalam diagram wadati tersebut. Hal ini disebabkan karena pada gambar 4.2 satu stasiun gempa bumi dapat mencatat lebih dari satu event gempa bumi yang terjadi selama bulan Januari 2009, berbeda dengan gambar 4.1. Pada gambar 4.1, event gempa bumi yang di analisa hanyalah analisa untuk satu event gempa bumi. Hal ini berarti, setiap stasiun gempa bumi hanya mencatat satu gelombang seismograph. y = 0,817x - 1,711 r = 0,994 10 20 30 40 50 60 70 20 40 60 80 100 T s- T p Tp-OT VpVs Januari 2009 70 Secara terperinci berdasarkan data penelitian yang di analisa, selama bulan Januari 2009 terjadi 63 event gempa bumi di wilayah penelitian, dan secara kombinasi setiap satu stasiun gempa bumi dapat mencatat lebih dari satu event gempa bumi. Tabel 4.4 merupakan rincian dari pencatatan setiap stasiun gempa bumi yang mencatat event-event gempa bumi selama bulan Januari 2009. Tabel 4.4 Frekuensi pencatatan gempa bumi Januari 2009 Stasiun Frekuensi Pencatatan FAKI 62 SWI 60 RKPI 42 BAKI 41 SRPI 35 TLE 7 MSAI 6 BNDI 1 LBMI 1 AAI 1 Total 256 Banyaknya frekuensi tersebut tergantung pada mudah atau tidaknya pembacaan gelombang seismograph dari setiap stasiun dan event gempa bumi untuk menentukan dan . 71 Gambar 4.3 Nilai VpVs bulan September 2008 – September 2009 Gambar 4.3 merupakan hasil analisa studi dengan menggunakan diagram wadati yang menampilkan besar nilai setiap bulan selama September 2008 – September 2009. Pada gambar tersebut terjadi perubahan nilai setiap bulannya. Jika perubahan yang terjadi menunjukan peningkatan nilai , hal ini berarti bahwa semakin mandekati terjadinya gempa bumi dengan skala besar, terbukti dengan peningkatan nilai pada bulan September 2008 – Januari 2009 yang menunjukan peningkatan dari 1,762 – 1,817. Peningkatan nilai ini merupakan salah satu tanda atau isyarat yang menunjukan semakin mendekati terjadinya gempa besar dalam periode tertentu, dan gempa besar pun terjadi pada bulan Januari 2009 yang menempati nilai tertinggi. Sebaliknya jika perubahan nilai yang terjadi cenderung menurun, hal ini menunjukan bahwa semakin menjauh dengan terjadinya gempa bumi besar, terbukti dengan 1,762 1,777 1,779 1,792 1,817 1,81 1,798 1,796 1,742 1,713 1,753 1,781 1,773 1,69 1,72 1,75 1,78 1,81 1,84 Nilai VpVs Sep08 - Sep09 7,9 SR 6,4 SR 72 penurunan nilai bulan Januari 2009 – Juni 2009 yang menunjukan penurunan angka dari 1,817 – 1,713. Berdasarkan tahap-tahap terjadinya gempa bumi GRAY, CHRIS, 2010 dapat di analisa bahwa kenaikan nilai tersebut terjadi kerena masuknya air tanah kedalam retakan atau pori-pori batuan di daerah patahan. Masuknya air tesebut diakibatkan oleh adanya tekanan air disekitar batuan serta gaya gravitasi. Retakan tersebut terjadi karena adanya akumulasi energi yang diterima oleh batuan tersebut. Energi tersebut berasal dari arus konveksi yang secara terus- menerus terjadi di dalam bumi yang mengakibatkan terjadinya gempa-gempa dengan skala kecil yang terjadi sebelum gempa besar Januari 2009. Dengan adanya air tanah yang mengisi retakan-retakan pada batuan-batuan tersebut, mengakibatkan penjalaran gelombang sekunder pada batuan menjadi terhambat karena gelombang sekunder tidak dapat merambat di fase liquid dengan mudah, sehingga mengakibatkan perlambatan kecepatan gelombang sekunder dan menyebabkan bertambahnya nilai . Semakin sering gempa bumi yang terjadi, semakin banyak dan besar pula retakan-retakan pada batuan-batuan tersebut. Akibat bertambah banyak dan besarnya retakan-retakan tersebut mengakibatkan semakin bertambahnya volume air tanah yang mengisi retakan- retakan tersebut. Hal ini menyebabkan meningkatnya nilai dari bulan September 2008 hingga bulan Januari 2009. Berdasarkan analisa, bulan Januari 2009 menempati nilai yang tertinggi dengan nilai 1,817. Hal ini disebabkan bahwa pada bulan Januari 2009 merupakan batas kritis keelastisan batuan untuk menahan akumulasi energi, dan 73 juga batuan tersebut menyimpan air tanah di dalam retakan-retakan dan pori-pori dengan volume tertinggi, sebelum batuan tersebut pecah dan mengakibatkan terjadinya gempa bumi dengan skala magnitude yang besar yang di wilayah penelitian yaitu pada tanggal 4 Januari 2009. Gempa besar tersebut terjadi karena batuan-batuan pada daerah penelitian tersebut sudah sampai pada batas akhir keelastisan untuk menahan akumulasi energi yang tersimpan pada batuan-batuan tersebut sehingga menyebabkan ketidakstabilan di zona sesar. Akibatnya menyebabkan sesar patah dan energi yang terakumulasi di batuan tersebut dikeluarkan dalam bentuk gelombang seismik dan energi panas akibat gesekan antara batuan. Terjadinya gempa besar tersebut telah menyebabkan tegangan drop secara tiba-tiba, hal ini menyebabkan air tanah yang terisi di retakan-retakan tersebut keluar sehingga memudahkan gelombang sekunder yang berasal dari gelombang seismik merambat pada batuan. Hal ini menyebabkan menurunnya nilai setelah gempa besar tersebut terjadi. Selain itu, akibat terjadinya gempa besar tersebut, sebagian besar energi dilepaskan bersama gempa bumi utama, dan sisanya lagi dilepaskan bersamaan dengan gempa bumi susulan yang memiliki skala magnitude lebih kecil dibandingkan dengan gempa bumi utama, dan akhirnya ketegangan yang dimiliki zona sesar tersebut semakin berkurang dan berangsur-angsur kembali stabil. Kestabilan sesar tersebut terjadi pada bulan Juni 2009, ketetapan ini berdasarkan nilai yang dimiliki bulan tersebut, merupakan nilai terkecil dengan nilai 1,713 sebelum meningkat kembali pada bulan Juli dengan nilai sebesar 1,753. 74 Peningkatan tersebut menunjukan bahwa batuan tersebut sudah mulai menerima akumulasi energi dari dalam bumi memalui gempa bumi yang terjadi di wilayah penelitian. Peningkatan ini ternyata mengindikasikan akan terjadi gempa yang cukup besar diwilayah penelitian. Jika kita melihat gambar 4.3, gambar tersebut menunjukan bahwa bulan Agustus 2009 menempati nilai puncak ke dua setelah nilai bulan Januari 2009 dengan nilai 1,781. Berdasarkan pembahasan di atas yang menunjukan dimana bulan waktu yang memiliki nilai berupa titik puncak atau titik balik atas, merupakan waktu terjadinya gempa bumi besar seperti halnya yang terjadi di bulan Januari 2009. Hal ini pun terbukti pada tanggal 2 Agustus 2009 terjadi gempa bumi yang cukup besar di daerah Manokwari dengan skala magnitude 6,4 SR TJAHJONO, 2010. Berdasarkan nilai-nilai yang sudah diketahui diatas, dapat ditentukan besar perubahan anomali nilai setiap bulannya sebelum gempa besar Januari 2009 dan gempa besar Agustus 2009 serta besar perubahan anomali nilai sesudah gempa besar Januari 2009 terjadi.

4.2. Menentukan Besar Anomali Nilai V