Teori Bingkai Elastis Mekanisme Sumber Gempa Bumi

24 gambar tiga menunjukan lapisan batuan yang sudah patah karena terjadi gempa bumi. 2.5.4 Penentuan Mekanisme Sumber Gempa Bumi Menggunakan Polaritas Gerakan Pertama Gelombang P Suetsugu 1995 menyatakan bahwa mekanisme sumber gempa merupakan metode peninjauan bidang sesar yang meliputi strike, dip, rake dan slip. Mekanisme sumber gempa bumi dapat ditentukan dengan beberapa cara, yaitu dengan menggunakan polaritas gerakan pertama gelombang P longitudinal. Polaritas gerakan pertama gelombang P menggambarkan dua kutub yang berlawanan yaitu kutub kompresi arah gerakan naik dan dilatasi arah gerakan turun tergantung pada arah gerakan tersebut menjauhi atau mendekati hiposenter. Arah gerakan pertama gelombang P tersebut dapat dilihat pada seismogram dari masing-masing stasiun seismograf. Secara sistematis polarisasi gerakan tersebut ditentukan oleh azimuth dan jarak dari hiposenter ke stasiun seismograf. Arah gerakan pertama impuls dari gelombang P inilah yang kemudian diamati untuk mempelajari fokal mekanisme. Hal ini dapat disebabkan karena gelombang P yang paling jelas pembacaannya. Alat yang digunakan pada umumnya ialah seismograf tipe vertikal sehingga pembacaan gelombang S menjadi sulit. Selain untuk menentukan gerakan awal gempa dan studi solusi bidang sesar, metode ini penting untuk menentukan gerakan dari plate tektonik dan penting untuk menentukan gerakan relative dari Lithosfer. 25 Solusi untuk menentukan arah dan orientasi menyebabkan terjadinya bidang sesar yang disebut sebagai ”fault plane solution” Ada beberapa ketentuan dalam mempelajari solusi bidang sesar ini yaitu : a. Arah gerak awal gelombang P harus dianggap sama atau sesuai dengan arah gaya kopel yang bekerja di sumber gempa. Dalam mekanisme gempa bumi terdapat dua hipotesa yang berlaku. Pertama adalah teori kopel tunggal yang menyatakan bahwa di dalam sumber gempa bekerja dua gaya yang sama besar dan berlawanan arahnya dan berlaku sebagai momen. Gambar 2.9 Pola radiasi kopel tunggal Sedangkan teori kopel ganda menyatakan bahwa pada sumber bekerja empat gaya yang sama besar dan berlaku sebagai pasangan momen gaya yang saling tegak lurus. Gambar 2.10 pola radiasi kopel ganda 26 b. Fokus harus dianggap berbentuk bola didalam bumi dimana bumi dianggap homogen. Pada dasarnya solusi bidang sesar adalah mencari dua bidang nodal orthogonal orthogonal nodal plane yang memisahkan gerakan pertama gelombang dalam kuadran kompresi dan dilatasi pada bola fokusnya. Gambar 2.11 Bola fokus bumi

2.5.5 Model Kopel Tunggal dan Kopel Ganda

Seorang ahli seismologi H.Nakano yang pertama kali membuat perhitungan teoritis tentang pola radiasi gelombang dengan anggapan bahwa di dalam sumber gempa bekerja dua gaya yang berlawanan arah dan sama besar kopel tunggal atau sistem gaya tipe I. 27 Gambar 2.12 Kopel tunggal Sedangkan P.Byerly membuat metode untuk mengurai arah gerak suatu sumber sesar yang dianggap pegas elastis. Didapat dari perbedaan awal gelombang P yang diamati, dengan menggunakan metode kopel tunggal. Metode ini dikembangkan oleh Hodson untuk menentukan karakteristik bidang sesar gempa. Gambar 2.13 metode kopel tunggal Berdasarkan pola radiasi gelombang P, tidak membedakan antara bidang sesar dan bidang yang tegak lurus bidang sesar Auxiliary Plane karena bentuk pola radiasi simetris, sehingga digunakan radiasi gerak awal gelombang S, karena memiliki dua lob sehingga dapat dibedakan bidang sesar yang dikehendaki. Honda 1957 mengusulkan ada 2 tipe gaya yang mungkin untuk sumber berupa titik diasumsikan sumber gempa berupa titik sistem gaya tipe I single couple kopel tunggal dan sistem gaya tipe II double couple kopel ganda. Sistem gaya tipe I terdiri dari sepasang gaya dengan arah berlawanan tetapi sejajar dan bergerak sepanjang sumbu Y. Pergerakan ini ditransmisikan ke permukaan sebagai gelombang P, menjadi gerakan kompresi Upward dan dilatasi Downward dari tanah. Sistem gaya tipe II terdiri dari dua pasang gaya yang masing-masing memiliki besar yang 28 sama dan tegak lurus satu sama lainnya. Gempa bumi pada dasarnya disebabkan oleh sistem gaya tipe II [7] . Analisa terhadap polaritas pertama gelombang P dapat untuk mengetahui orientasi sesar gempa, seperti strike, dip dan arah pergerakan sesar, sedangkan ukuran gempa bumi seperti panjang dan lebar dapat dilakukan dengan menganalisa amplitudo dan bentuk gelombang seismiknya, perubahan bentuk kerak bumi, serta distribusi gempa susulan. Polaritas gelombang P yang dibuat berdasarkan model kopel ganda mempunyai pola kuadratik yang sama. Amplitudo gerakan awal gelombang P besar dan positif + disekitar sumbu kompresi serta besar dan negatif – disekitar sumbu dilatasi. Amplitudo menjadi nol di sepanjang dua bidang yang memisahkan daerah dengan polaritas yang berbeda bidang nodal. Gambar 2.14 Pola radiasi gerakan pertama a Kopel Tunggal dan b Kopel Ganda Sistem gaya kopel ganda menyatakan sumber gempa bekerja empat gaya sama besar dan berlawanan arah yang berlaku sebagai sepasang momen gaya yang