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