analisis energi kumulatif gempa … digilib.uns.ac.id commit to user iii pernyataan keaslian skripsi...

perpustakaan.uns.ac.id digilib.uns.ac.id

commit to user

i

ANALISIS ENERGI KUMULATIF GEMPA GUNUNGAPI MERAPI

BERDASARKAN DATA REAL-TIME SEISMIC AMPLITUDE

MEASUREMENT (RSAM) DAN PERBANDINGANNYA TERHADAP

DATA SEISMIK PERIODE MEI-JUNI 2006

Disusun Oleh:

FAJRIYAH MAWAR SHOLIHAH NIM M0206032

SKRIPSI

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Fisika

Pada Jurusan Fisika Fakultas Matematika Dan Ilmu Penetahuan Alam

Universitas Sebelas Maret

Surakarta

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

JULI 2010


commit to user

iii

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Analisis Energi Kumulatif Gempa Gunungapi Merapi Berdasarkan Data

Real-time Seismic Amplitude Measurement (RSAM) dan Perbandingannya

terhadap Data Seismik Periode Mei-Juni 2006

Oleh :

Fajriyah Mawar Sholihah M0206032

Saya dengan ini menyatakan bahwa isi intelektual skripsi ini adalah hasil

kerja saya dan sepengetahuan saya, hingga saat ini skripsi ini tidak berisi materi

yang telah dipublikasikan dan ditulis oleh orang lain, atau materi yang telah

diajukan untuk mendapatkan gelar di Universitas Sebelas Maret Surakarta

maupun di lingkungan perguruan tinggi lainnya, kecuali yang telah dituliskan

dalam daftar pustaka skripsi ini. Semua bantuan dari berbagai pihak baik fisik

maupun psikis, telah saya cantumkan dalam bagian ucapan terimakasih skripsi ini.

Surakarta, Juli 2010

Penulis

Fajriyah Mawar Sholihah


commit to user

vi

MOTTO

”Dan Dia-lah ALLOH (yang disembah), baik di langit maupun di bumi; Dia

mengetahui apa yang kamu rahasiakan dan apa yang kamu lahirkan dan

mengetahui (pula) apa yang kamu usahakan.”

(Q.S. Al-An’am:3)

KUPERSEMBAHKAN UNTUK :

Bapak dan ibuku tercinta, Seseorang yang kusukai,

Negaraku Indonesia.


commit to user

iv

ANALISIS ENERGI KUMULATIF GEMPA GUNUNGAPI MERAPI

BERDASARKAN DATA REAL-TIME SEISMIC AMPLITUDE

MEASUREMENT (RSAM) DAN PERBANDINGANNYA TERHADAP

DATA SEISMIK PERIODE MEI-JUNI 2006

FAJRIYAH MAWAR SHOLIHAH

Jurusan Fisika, Fakultas Mipa, Universitas Sebelas Maret

ABSTRAK

Gunungapi Merapi terletak pada koordinat : 7°32,5'LS - 110°26,5' BT dan secara administratif termasuk ke dalam provinsi Yogyakarta dan provinsi Jawa Tengah. Tulisan ini menjelaskan tentang penelitian terkait nilai energi kumulatif gempa gunungapi Merapi selama periode 8 Mei – 7 Juni 2006 berdasarkan data seismik analog maupun data digital. Penelitian ini dilakukan dengan mengumpulkan data aktivitas gempa yang terekam selama gunungapi Merapi mengalami masa krisis di tahun 2006. Berdasarkan data – data tersebut dapat diketahui bahwa nilai energi kumulatif gempa akibat erupsi gunungapi Merapi cenderung meningkat dengan diikutinya peningkatan aktivitas vulkanik menjelang erupsi 14 Juni 2006.

Teknik Real-time Seismic Amplitude Measurement (RSAM) adalah metode sistematis elektronik dan komputer, yang menyediakan pengukuran berkelanjutan mengenai amplitudo seismik rata-rata absolut dari jumlah stasiun seismik tertentu yang diinginkan. Keterbatasan teknik ini adalah pada jumlah stasiun seismik yang tersedia untuk merekam, elektronik, dan perangkat keras komputer yang tersedia.

Nilai koreksi energi kumulatif dari perbandingan data adalah sebesar 0,94098. Informasi spektral dari data digital menunjukkan terjadi peningkatan power spectral yang didominasi oleh frekuensi 1,3 Hz dan diduga merupakan rentetan gempa yang terjadi akibat distribusi tekanan magma (yang berada didalam) semakin bertambah sehingga intensitas terjadinya gempa LF (Low Frequency) sangat tinggi. Peningkatan pesat dalam jumlah kumulatif RSAM digunakan sebagai dasar untuk menerbitkan peringatan sebelum letusan gunungapi Merapi pada tanggal 14 Juni.

Kata Kunci : Gempa vulkanik, RSAM, energi kumulatif, korelasi


commit to user

v

ANALYSIS of CUMULATIVE ENERGY at MERAPI VOLCANO

BASE on REAL-TIME SEISMIC AMPLITUDE MEASUREMENT (RSAM)

AND ITS CORRELATION with SEISMIC DATA in MAY-JUNE 2006

FAJRIYAH MAWAR SHOLIHAH

Physics Departement, Scient Faculty, Sebelas Maret University

ABSTRACT

Merapi volcano is located in coordinates 7°32,5' S - 110°26,5' E in two provinces between Yogyakarta and Central of Java. Analysis of activities of Merapi volcano has been done about its cumulative energy in May 8 thru June of 7, 2006 using digital and seismic analog data. Analysis and experiment has been done by collecting the data of volcanic activity in the time of seismic crisis 2006. Data which used to determine the cumulative energy of Merapi volcano and show the increasing energy which follow the vulcanic activity eruptions on June of 14, 2006.

The Real-time Seismic Amplitude Measurement (RSAM) technique is a systematic electronic and computer method that provides a continuous measurement of average absolute seismic amplitudes for any number of seismic stations desired. The limitation of this method are can not discriminate between types of volcanic earthquakes, teleseismic events, regional earthquakes, wind, and other noise.

The correlation of the graphic from both data is 0,94098. And show the informations about its spectral power that dominated in frequency of 1.3 Hz and predicted that volcanic swarm caused the pressure of the magmatic and increasing the number of LF (Low Frequency) earthquake. However, owing to the rapid increase in cumulative RSAM counts, the data were used as a basis for issuing warnings before the eruptions on June 14.

Keywords: volcanic earthquake, RSAM, cumulative energy, correlation.


commit to user

vii

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaykum Wr.Wb.

Alhamdulillahirobbil’alamin. Puji syukur ke hadirat Allah SWT yang telah

memberikan rahmat, hidayah, dan karunia-Nya sehingga penulis dapat

menyelesaikan Tugas Akhir (TA) yang berjudul ” Analisis Energi Kumulatif

Gempa Gunungapi Merapi Berdasarkan Data Real-time Seismic Amplitude

Measurement (RSAM) dan Perbandingannya Terhadap Data Seismik Periode Mei-

Juni 2006 “ ini dengan baik. Tugas Akhir (TA) ini menjadi salah satu persyaratan

akademis untuk menyelesaikan jenjang perkuliahan program strata 1 (S-1) di

Jurusan Fisika Universitas Sebelas Maret.

Dalam pelaksanaan dan penyusunan laporan Tugas Akhir (TA) ini,

tentunya tidak terlepas dari adanya dorongan dari berbagai pihak. Oleh karena itu,

penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada:

1. Bapak Drs. Harjana, M. Si, Ph. D selaku ketua jurusan Fisika FMIPA

UNS.

2. Bapak Sorja Koesuma, S. Si, M. Si selaku pembimbing I di jurusan Fisika

FMIPA UNS.

3. Bapak Ir. Agus Sampurno, selaku pembimbing II di BPPTK terima kasih

atas bimbingannya.

4. Ibu Dra. Sri Sumarti, selaku kepala Seksi Merapi BPPTK Yogyakarta.

5. Bapak Ir. IGM Agung Nandaka, selaku kepala Seksi MTM BPPTK

Yogyakarta.

6. Bapak Drs. Subandriyo, M. Si yang telah membantu dalam urusan

birokrasi dan administrasi.

7. Segenap karyawan di BPPTK Yogyakarta.


commit to user

viii

8. Bapak Subagyo dan Ibu Siti Indrawati tercinta, yang selalu memberi

dukungan, doa, semangat dan kasih sayang yang tiada bertepi. Aku

menyanyangi kalian selamanya. Dan aku berdoa selalu surga untuk kalian.

9. Fathoni, Mbak Iin dan Mas Agus dan saudara kembarku Melati atas semua

inspirasi dan kerjasama yang indah.

10. Keluarga besar OGe jurusan Fisika FMIPA UNS Angkatan 2006 dan

Koordinator Tingkat OGe, Mukhlis Herwin Mualif atas persahabatan dan

kekeluaragaan yang menyenangkan. OGe AyE.

11. Mbak Dwi Lestiana, Herlina, Sari, dan Ryanti terima kasih atas

kebersamaannya mPc.

12. Seorang teman yang selalu kuingati di memori, seorang yang bodoh dan

kadang menyebalkan namun kusukai, aku tidak akan melupa. Dan aku

bersyukur telah mengenalmu. Terima kasih atas percakapan dan segala

bantuannya.

13. Kepada semua pihak yang telah membantu penulis baik dalam

pelaksanaan Tugas Akhir maupun dalam penyusunan laporan Tugas Akhir

yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Tiada gading yang tak retak dan penyusun menyadari bahwa laporan yang

telah dibuat ini masih jauh dari sempurna. Penyusun menerima saran dan kritik

mengenai laporan ini untuk menyempurnakan penyusunan laporan Tugas Akhir

(TA) ini.

Akhir kata, semoga laporan Tugas Akhir (TA) ini bermanfaat bagi

semuanya, khususnya bagi penulis, instansi terkait dan bagi semua pembaca.

Wassalamu’alaykum Wr.Wb.

Surakarta, Juli 2010

Penyusun


commit to user

ix

DAFTAR ISI

Halaman

Lembar Judul................................................................................................ i

Lembar Pengesahan ..................................................................................... ii

Lembar Pernyataan Keaslian ....................................................................... iii

Lembar Abstrak............................................................................................ iv

Lembar Persembahan................................................................................... vi

Kata Pengantar ............................................................................................. vii

Daftar Isi ..................................................................................................... ix

Daftar Gambar ............................................................................................. xi

Daftar Tabel ................................................................................................. xiii

Daftar Lampiran........................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN.......................................................................... 1

I.1 Latar Belakang Masalah ........................................................... 1

I.2 Perumusan Masalah.................................................................. 5

I.3 Tujuan Penelitian...................................................................... 5

I.4 Manfaat Penelitian.................................................................... 5

I.5 Sistematika Penulisan….……………………………….. 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA............................................................... 7

II.1 Sejarah Singkat Monitoring Gunungapi Merapi ..................... 7

II.2 Sensor Seismik……………………...………………………... 8

II.3 Jaringan Seismik Gunungapi Merapi ..............................…… 11

II.4 Seismik.................................................................................... 13

II.5 Jaringan Seismik Instrumentasi............................................... 13

II.6 Karakteristik dari Stasiun Seismograf..................................... 17

II.7 Klasifikasi Vulkanis Gempa Gunungapi Merapi .................... 21

II.8 Energi Gempa.......................................................................... 24

II.9 Real – time Seismic amplitude Meaurement (RSAM) ............. 27

BAB III METODOLOGI PNELITIAN................................................. 32

III.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan ............................................ 32


commit to user

x

III.2 Peralatan Penelitian................................................................. 32

III.3 Bahan Penelitian................................................................... 32

a. Data Digital....................................................................... 33

b. Data Seismik..................................................................... 34

III.4 Prosedur dan Pengumpulan Data........................................... 34

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................... 44

IV.1 Hasil Penelitian...................................................................... 44

IV.2 Pembahasan ........................................................................... 46

1. Nilai Energi Kumulatif Gempa Berdasarkan Data Seismik

dan Data Digital……………………………………..…. 46

2. Keterkaitan antara Parameter Gempa Magnitudo,

Energi Total dan Energi Kumulatif Gempa Selama

Erupsi Gunungapi Merapi (periode 8 Mei - Juni 2006)

berdasar Data Digital (RSAM)………………..…….….. 55

3. Korelasi kedua Grafik dari Data Digital dan Seismik

selama Erupsi Gunungapi Merapi (periode 8 Mei –

Juni 2006) berdasar Data Digital dan Seismik)…….…… 56

4. Informasi Spektral dari Data Digital selama Erupsi

Gunungapi Merapi (periode 8 Mei - Juni 2006)….…….. 60

BAB V PENUTUP...................................................................................... 64

V.1 Kesimpulan .......................................................................... 64

V.2 Saran .................................................................................... 65

DAFTAR PUSTAKA................................................................................. 66


commit to user

xi

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 1 Gunungapi Gunung Merapi diambil dari Jrakah………….. 2

Gambar 2. 1. Peta lokasi G. Merapi yang terletak di Jawa Tengah

(BPPTK)……………….…………………….……............. 7

Gambar 2. 2 (a) Prinsip Inersia dari seismometer.......................................... 9

Gambar 2. 2 (b) Prinsip sederhana dari Force Balanced Accelerometer (BCA) 10

Gambar 2. 5 Skema Seismograf RTS Gunung Merapi.......................... 14

Gambar 2. 6(a) Peta stasiun-stasiun seismik Gunungapi Merapi................ 18

Gambar 2. 6(b) Peta distribusi instrument Gunungapi Merapi.................... 20

Gambar 2. 7 Bentuk gelombang tipe-tipe Gunung Merapi hasil rekaman

stasiun Pusunglondon (PUS) yang berjarak horizontal

sekitar 1 Km dari kubah lava............................................... 21

Gambar 2. 9 ADC jenis DAQ PCI – MIO – 16E – 4................................. 31

Gambar 3 Grafik Data RSAM............................................................. 33

Gambar 3 (a) Diagram alir Penelitian....................................................... 34

Gambar 3 (b)1 Alur data dan kontrol dari setiap modul perangkat lunak

dan perangkat keras............................................................... 36

Gambar 3(b)2 Alur informasi seismik yang disederhanakan

menjadi RSAM..................................................................... 37

Gambar 3 (c) Memasukkan data komponen x dan y................................ 39

Gambar 3 (d) plotting line + symbol……………………………………. 40

Gambar 3 (e) grafik Energi total Vs tanggal…………………………….. 40

Gambar 3 (f) Memasukkan nilai komponen x, y, dan z............................ 41

Gambar 3 (g) alur plotting grafik dari gabungan dua data energi............... 41

Gambar 3 (h) Hasil grafik gabungan data energi....................................... 42

Gambar 3 (i) Penentuan nilai korelasi.......................…………………… 42

Gambar 3 (j) Tampilan koefisien korelasinya...…………………………. 43

Gambar 4 (a) Grafik energi total gempa berdasarkan data digital……… 49

Gambar 4 (b) Grafik energi kumulatif gempa berdasarkan data digital…. 50


commit to user

xii

Gambar 4 (c) Grafik energi total gempa berdasarkan data seismik……… 53

Gambar 4 (d) Grafik energi kumulatif gempa berdasarkan data seismik... 54

Gambar 4 (e) Grafik hubungan antara nilai magnitudo, energi total,

dan energi kumulatif gempa berdasarkan data digital. …… 55

Gambar 4 (f) Grafik energi total gempa berdasarkan data seismik

dan digital………………………………………………… 56

Gambar 4 (g) Tampilan koefisien grafik dari kedua grafik energi……… 57

Gambar 4 (h) Grafik energi kumulatif gempa berdasarkan

data seismik dan digital………………………………….. 59

Gambar 4 (i) Tampilan koefisien grafik dari kedua grafik energi

Kumulatif…………………..………………….................. 59

Gambar 4 (j) Grafik seismisitas spektral gunungapi Merapi

tanggal 8 Mei – 7 Juni 2006………...……………………. 62


commit to user

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman

LAMPIRAN................................................................................................ 69

Data Seismik ................................................................................................ 69


commit to user

xiii

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 1 Lama penggunaan battere tiap-tiap stasiun............................. 16

Tabel 2 Posisi stasiun ditentukan berdasarkan peta topografi

Gunungapi Merapi dan sekitarnya

(Ratdomopurbo, 1991 : 6)........................................................... 20

Tabel 3 Tipe- tipe gempa gunungapi Merapi

yang digunakan saat ini........................................................... 22

Tabel 4 Tingkat isyarat gunung berapi di Indonesia.............................. 25

Tabel 5 Posisi stasiun – stasiun analog di gunungapi Merapi................. 32

Tabel 6 Pengolahan data digital dengan menggunakan

microsoft excel............................................................................ 43

Tabel 7 Hasil dari perhitungan data seismik dengan menggunakan

microsoft excel............................................................................ 44

Tabel 8 Spektral dari data digital............................................................ 60


commit to user

1

BAB I

PENDAHULUAN

I. 1. Latar Belakang Masalah

Ilmu pengetahuan merupakan salah satu aspek penting dalam kehidupan

manusia. Dengan adanya ilmu sains seperti ilmu fisika, maka hidup manusia

menjadi lebih mudah. Peranan ilmu fisika sendiri telah banyak berkembang

sebagai contohnya adalah ilmu Geofisika. Dalam ilmu Geofisika pembelajaran

tentang bumi menjadi suatu hal yang pokok, terlebih lagi ketika berkaitan dengan

pegetahuan tentang gempa vulkanik dan kegunungapian. Perkembangan ilmu

geofisika ini semakin ditingkatkan mengingat besarnya dampak dari bencana

gunungapi itu sendiri.

Indonesia merupakan salah satu negara yang memiliki potensi

kegempaan yang tinggi, baik itu yang disebabkan oleh gempa tektonik akibat

pergeseran lempeng tektonik, maupun gempa yang berasal kegiatan vulkanik.

Salah satu pemicu gempa vulkanik di Indonesia adalah gempa akibat gunungapi

Merapi. Gunungapi Merapi merupakan salah satu gunungapi termuda bertipe

strato dengan kubah lava dalam kumpulan gunungapi di Pulau Jawa. Gunung tipe

strato tersusun dari batuan, kemudian tipe letusannya berubah-ubah sehingga

menghasilkan susunan yang berlapis-lapis dari beberapa jenis batuan. Pada

gunung tipe ini terbentuk suatu kerucut besar (raksasa) yang kadang tidak

beraturan karena letusan terjadi sudah beberapa ratus kali. Gunungapi Merapi ini

terletak di zona subduksi, dimana Lempeng Indo-Australia terus bergerak di

bawah Lempeng Eurasia.

Gunungapi Merapi secara geografi terletak pada koordinat : 7°32,5'LS -

110°26,5' BT secara administratif termasuk : Kab. Sleman, Prop. D. I.

Yogyakarta, Kab. Magelang, Boyolali, Kab. Klaten, Propinsi Jawa Tengah.

Dengan ketinggian 2986 m dari permukaan air laut (PVMBG, 2001).

Gunungapi Merapi menunjukkan sejarah bentuk kerucut yang kompleks.

Pembentukan gunungapi Merapi melalui 5 tahap, yaitu Pra Merapi (>400.000

1


commit to user

2

tahun yang lalu), Merapi Tua berumur antara 400.000 sampai 6.700 tahun yang

lalu, kemudian tahap ketiga adalah Merapi Menengah antara 6.700 – 2.200 tahun

yang lalu, Merapi Muda 2.200 – 600 tahun yang lalu dan Merapi Sekarang sejak

600 tahun lalu (Berthommier, 1990).

Aktivitas vulkanik pertama kali adalah Gunung Bibi yang memiliki

ketinggian 2.025 m dari permukaan air laut. Gunung Bibi berada di lereng timur

laut Gunung Merapi. Gunung Bibi memiliki lava yang bersifat “basaltic andesit”.

Gambar 1. Gunung Merapi diambil dari Jrakah (Merapi, 2006)

Gunung Turgo dan Gunung Plawangan dikenal sebagai Merapi Tua yang

telah berumur antara 60.000 sampai 8.000 tahun serta mendominasi morfologi

lereng selatan Gunungapi Merapi. Pada masa Merapi Pertengahan terjadi

beberapa lelehan lava andesitik penyusun bukit Batulawang dan Gajahmungkur

(di lereng utara Gunungapi Merapi).

Aktivitas Merapi yang sekarang ini disebut “Merapi Baru” telah dimulai

sekitar 2000 tahun yang lalu. Aktivitas Merapi terdiri dari aliran basalt dan andesit

lava, awanpanas, letusan magmatik serta phreatomagmatik. Aktivitas Gunungapi

Merapi berpusat di kubah lava. Dimana kawah Pasarbubar terbentuk kerucut

puncak Merapi yang sekarang ini disebut sebagai Gunung Anyar.


commit to user

3

Merapi merupakan gunungapi paling populer di Indonesia maupun

internasional. Merapi sering dijadikan objek pengamatan dan penelitian terkait

penulisan ilmiah kegunungapian. ” Tipe Merapi” dijadikan model standar dalam

penentuan jenis letusan yang terjadi pada gunungapi diseluruh dunia. Popularitas

Merapi tidak lain karena letusannya. Gunungapi Merapi tersebut termasuk paling

sering meletus dengan periode 2-7 tahun.

Gunungapi Merapi menunjukkan karakter erupsi berupa pertumbuhan

kubah lava secara efusif dan kadang – kadang disertai pembentukan lidah lava.

Sebagian kubah lava yang secara gravitasi tidak stabil akan longsor sehingga

menyebabkan terjadinya awanpanas yang disebut sebagai erupsi ”Tipe Merapi“.

Awanpanas yang terjadi dikenal sebagai tipe Merapi telah dijadikan standar

internasional. Istilah erupsi “Tipe Merapi” telah diterapkan untuk menyebut tipe

erupsi di Gunung Unzen (Jepang) dan Colima (US).

Letusan-letusan kecil terjadi tiap 2-3 tahun, dan yang lebih besar sekitar

10-15 tahun sekali. Letusan-letusan Merapi yang dampaknya besar antara lain di

tahun 1006, 1786, 1822, 1872, dan 1930. Letusan besar pada tahun 1006 membuat

seluruh bagian tengah Pulau Jawa diselubungi abu. Lestusan tersebut diduga

menyebabkan kerajaan Mataram Kuno harus berpindah ke Provinsi Jawa Timur.

Letusannya di tahun 1930 menghancurkan 13 desa dan menewaskan 1400 orang.

Letusan pada November 1994 menyebabkan hembusan awan panas ke bawah

hingga menjangkau beberapa desa dan memakan korban puluhan jiwa manusia.

Letusan 19 Juli 1998 cukup besar namun mengarah ke atas sehingga tidak

memakan korban jiwa. Catatan letusan yang terjadi pada tahun 2001-2003 berupa

aktivitas tinggi yang berlangsung terus-menerus.

Gunungapi Merapi mempunyai potensi bahaya. Bahaya ini dapat

dibedakan menjadi bahaya primer dan bahaya sekunder. Bahaya primer ini timbul

sebagai akibat langsung dari letusan yang meliputi awanpanas letusan, lemparan

material letusan dan abu letusan, sedangkan bahaya sekunder merupakan bahaya

yang secara tidak langsung disebabkan oleh letusan atau produk letusan

diantaranya berupa lahar, kerusakan rumah dan tempat pemukiman.


commit to user

4

Mengingat begitu besarnya dampak yang ditimbulkan oleh letusan

Gunungapi Merapi maka kecepatan informasi seismik sangatlah diperlukan. Saat

terjadi krisis seismik gunungapi, informasi yang dicirikan seringnya tumpang

tindih sehingga pengolahan datanya pun sulit untuk dilakukan secara tepat waktu.

Gejala peningkatan aktivitas gunungapi Merapi mulai tampak sejak Juli

2005 yang ditandai dengan terjadinya rentetan gempa vulkanik ( volcanic swarm)

dengan magnitude relatif besar. Pada tanggal 9 dan 10 Juli 2005 terjadi gempa

vulkanik terasa yang bisa dirasakan oleh penduduk dalam radius 5 Km dari

puncak. Fenomena ini menandai awal siklus aktivitas baru setelah mengalami

istirahat lebih dari empat tahun sejak letusan terakhir 10 Februari 2001.

(Subandriyo, 2005).

Aktivitas gunungapi Merapi meningkat secara gradual sejak awal tahun

2006. Kemudian secara bertahap status aktivitasnya dinaikkan sesuai dengan

perkembangan aktivitas dan resiko bahayanya. Pada tanggal 15 Maret 2006 status

aktivitas dinaikkan menjadi WASPADA, tanggal 12 April 2006 menjadi SIAGA,

dan pada tanggal 13 Mei 2006 dinaikkan menjadi AWAS. Pada tanggal 13 Juni

2006 sempat aktivitasnya diturunkan menjadi SIAGA, tetapi pada tanggal 14 Juni

2006 terjadi awanpanas besar melampaui batas perkiraan, sehingga status aktivitas

dinaikkan kembali menjadi awanpanas khusus untuk sektor Kali Gendol, yang

merupakan daerah ancaman awanpanas utama pada krisis erupsi gunungapi

Merapi 2006. (Subandriyo, 2006).

Kebanyakan dari event seismik termasuk di dalamnya aktivitas gunungapi

sangatlah sulit untuk dapat terdeteksi dan terekam oleh jaringan pemantau. Namun

ternyata beberapa event tersebut telah mampu menyebabkan pergerakan tanah

sehingga dapat terdeteksi oleh jaringan Real-Time Seismic Amplitude

Measurement (RSAM) sebagai puncak-puncak amplitudo pada rata-rata waktu

seismik. (Endo and Murray, 1991).

RSAM (Real-time Seismic Amplitude Measurement) dengan ide dasar

merata-ratakan sinyal seismik pada suatu waktu tertentu yang merepresentasikan

energi getaran. Dengan RSAM ini mempermudah upaya monitoring gunungapi

yang hubungannya adalah dengan mitigasi. Dengan demikian dapat digunakan


commit to user

5

untuk mengetahui aktivitas gunung api (berkaitan dengan jumlah energi kumulatif

yang dikeluarkan saat gunung mengalami masa krisis).

Pemantauan gunungapi Merapi dapat dilakukan secara analog dan digital,

berdasarkan data seismik dan data RSAM tersebut dapat dibandingkan nilai

kalkulasi yang menunjukkan korelasi nilai energi saat terjadi krisis seismik di

tahun 2006. Selain itu terdapat penjelasan spektral dari pengolahan data digital

saat terjadi krisis gunungapi Merapi.

I. 2. Perumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah tersebut di atas, dibuat rumusan

masalah sebagai berikut :

1. Bagaimanakah RSAM (Real-Time Seismic Amplitude Measurement)

dapat menyediakan informasi kualitatif yang tepat saat terjadi krisis

seismik gunungapi.

2. Bagaimanakah pengolahan data seismik untuk menentukan total energi

kumulatif gempa.

I. 3. Tujuan Penelitian

Adapun untuk tujuan dari Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut :

1. Menentukan nilai energi kumulatif gempa akibat erupsi Gunung Merapi

tahun 2006 berdasarkan data RSAM dan data Seismik periode bulan Mei

- Juni 2006.

2. Menentukan nilai koreksi energi kumulatif dari perbandingan data

RSAM dan Data Seismik gempa erupsi Gunung Merapi periode bulan

Mei - Juni 2006.

I. 4. Manfaat Penelitian

Kegunaan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Didapatkan hubungan / korelasi grafik energi gempa baik dari RSAM

maupun Data Seismik.


commit to user

6

2. Pengaruh kenaikan nilai energi kumulatif gempa sebagai indikasi

peningkatan aktivitas gunungapi Merapi.

I. 5. Sistematika Penulisan

Penulisan laporan Tugas Akhir (TA) ini mengikuti sistematika penulisan

sebagai berikut;

BAB I . Pendahuluan

Bab ini berisi latar belakang Tugas Akhir (TA), tujuan, manfaat

pelaksanaan Tugas Akhir (TA), perumusan masalah, dan terdapat pula sistematika

penulisan laporan.

BAB II . Tinjauan Pustaka

Bab ini berisi tentang beberapa teori yang mendukung proses pengolahan

data gempa vulkanik dan keterangan-keterangan yang dapat mempermudah

pengertian tentang beberapa istilah yang menyangkut gempa pada Gunungapi

Merapi. Selain itu juga terdapat teori tentang RSAM (Real-Time Seismic

Amplitude Measurement) yang bisa menyediakan informasi kualitatif saat terjadi

krisis seismik gunungapi Merapi.

BAB III. Metodologi Penelitian

Dalam bab ini membahas tentang metode pengolahan data dan keterangan

yang mendukung pengolahan data tersebut.

BAB IV. Pembahasan

Bab ini berisi tentang pembahasan hasil dan analisa dari Tugas Akhir (TA)

yang disesuaikan berdasarkan tujuan dari penulisan Tugas Akhir (TA) ini.

BAB V . Penutup

Pada bab ini memuat beberapa kesimpulan dan saran dari seluruh uraian

yang telah dibuat pada bab-bab sebelumnya.


commit to user

Tabel 1. Lama penggunaan battere tiap-tiap stasiun

Lokasi Pusung L Babadan Plawangan Maron Deles Selo

Seismograf RTS-PTS6 RTS-PTS3 RTS-PTS3 RTS-PTS3 RTS-PTS3 RTS-PTS3

Seismometer L4C 1Hz V

L4C 1Hz H

L4C 1Hz H

L4C 1Hz V

L4C 1Hz V

L4C 1Hz V

L4C

1Hz V

L4C 1Hz V

AMP/ Gain AS110-72

AS110-72

AS110-72

AS110-72 AS110-72 AS110-72 AS110-72 AS110-72

Frekuensi VCO-

DCR

1360 Hz

2040 Hz

2720 Hz

1700 Hz 2040 Hz 2380 Hz 2720 Hz 3060 Hz

Frekuensi VHF-

MHz

167.7555- 167.500 165.809 164.500 164.0093 163.6054 167.500

Battery

Jumlah/ lama

4/ 3 bulan + solar 2/1 bulan 1/ 20 hari 2/ 35 hari 2/ 35 hari 1/3bulan +

solar


commit to user

Tabel 3. Tipe-tipe gempa Gunung Merapi yang digunakan sampai saat ini.

Tipe Ciri Frekuansi

Dominan

(Hz)

Keterangan Versi

Shimozoru

Versi

Minakami

VTA Gelombang P dan S nampak jelas 5 – 8 Volcano tektonik hiposenter >

2,5 km dari puncak

Tidak

tercatat

Tipe A

VTB Gelombang P nampak jelaas, Gelombang

S tidak

5 – 8

Volcano tektonik hiposenter >

1,5 km dari puncak

Tipe B Tipe A dangkal

MP Kurang impulsive daripada VT, dengan

amplitudo yang sama akan lebih panjang,

peluruhan amplitude cepat terhadap jarak

stasiun

3 – 4

Terkait dengan pertumbuhan

kubah lava

Type 4 –

many phase

LF Frekuensi rendah monokromatis seragam

di semua stasiun, durasi pendek

1 – 2

Tipe B Tipe B

LHF LF yang diikuti VTB Hanya teramati aktivitas 1990

– 1992

Tidak

Terekam

Kombinasi tipe

B diikuti tipe A

Tremor Seperti LF dengan durasi panjang 1 – 2

Tremor

Guguran Durasi panjang 60 – 180 s 1 – 20

Berhubungan dengan kubah

lava

Tipe 5,

tipe 1,tipe 2


commit to user


commit to user

7

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II. 1 Sejarah Singkat Monitoring Gunungapi Merapi

Gunungapi Merapi secara administratif terletak di antara empat

kabupaten yaitu Kab. Magelang di sektor Barat, Kab. Boyolali di sektor Utara dan

Timur, Kab. Klaten di sektor Tenggara dan Kotamadya Yogyakarta di sektor

Selatan, adapun secara geografis berada di koordinat 7°32’30”S dan 110°26’30”E.

Berdasarkan tataan tektoniknya, gunung ini terletak di zona subduksi,

dimana Lempeng Indo-Australia menunjam di bawah Lempeng Eurasia yang

mengontrol vulkanisme di Sumatera, Jawa, Bali dan Nusa Tenggara. G. Merapi

muncul di bagian selatan dari kelurusan dari jajaran gunungapi di Jawa Tengah

mulai dari utara ke selatan yaitu Ungaran-Telomoyo-Merbabu-Merapi dengan

arah N165°E. Kelurusan ini merupakan sebuah patahan yang berhubungan dengan

retakan akibat aktivitas tektonik yang mendahului vulkanisme di Jawa Tengah.

Aktivitas vulkanisme ini bergeser dari arah utara ke selatan, dimana G. Merapi

muncul paling muda.

Progo

0 150 km

Gambar 2. 1. Peta lokasi G. Merapi yang terletak di Jawa Tengah (PVMBG, 2000)

7


commit to user

8

Sebelum tahun 1920-an Indonesia belum serius mengintensifkan

penelitian-penelitian terhadap gunungapi. Baru pada tahun 1982 Direktorat

Vulkanologi bekerjasama dengan USGS (United States Geologycal Survey) telah

memasang suatu jaringan seismik dengan Sistem Telemetri Radio (RTS). Dengan

jaringan ini segala aktivitas letusan tahun 1984 sampai sekarang dapat diketahui

dengan mudah. (Ratdomopurbo, 2000 ).

II. 2 Sensor Seismik

Dalam pemonitoringan gunungapi Merapi, BPPTK menggunakan

banyak cara seperti pemantauan seismik, visual, dan geokimia. Untuk pemantauan

seismik menggunakan seperangkat seismograf. Seismograf merupakan alat

pencatat gempa yang pada dasarnya berfungsi untuk mencatat getaran gelombang

gempa bumi. Pada prinsipnya seismograf merupakan alat yang peka terhadap

getaran maka segala jenis getaran akan terekam. Hasil rekaman seismograf

disebut seismogram.

Sensor seismik merupakan suatu alat yang digunakan untuk mengukur

pergerakan tanah ketika terjadi suatu guncangan/ getaran. Berdasarkan gerakan ini

maka dapat dianalisa variabel-variabel fisikanya. Misalnya adalah variabel

kinetiknya : perpindahan, kecepatan, dan percepatan.

Tidaklah mudah untuk mengukur pergerakan tanah dengan menggunakan

sensor seismik (seismograf), kesulitan ini dapat diakibatkan karena;

1. Pengukuran dilakukan dengan obyek yang bergerak, di samping itu

sensor juga bergerak terhadap tanah. Berdasarkan prisip inersia, maka

dapat dianalisa percepatan tanah yang terjadi. Sedangkan nilai

kecepatan dan perpindahan hanya dapat diperkirakan saja.

2. Amplitude dan frekuensinya memiliki rentang yang sangat lebar.


commit to user

9

Berikut ini adalah gambar seismometer sederhana,

Gambar 2. 2(a) Prinsip inersia dari seismometer (Instrumentation in Earthquake Seismology, 2002)

Pada prinsipnya jika bumi bergetar, maka semua benda yang ada di atas

bumi akan turut bergetar, sehingga jika pada suatu daerah akan dilakukan

observasi terhadap gerak-gerak bumi maka tempat observasi tersebut harus diam

(nisbi ) letaknya terhadap tempat di sekelilingnya.

Berdasarkan atas pengertian inilah alat seismograf yang akan mencatat

getaran gempa mempunyai suatu bagian yang disebut ”massa stasioner” (massa

diam) artinya meskipun tempat disekelilingnya bergetar maka bagian ini akan

tetap diam.

Gerak relatif dari massa terhadap tanah kemudian disebut sebagai fungsi

gerak tanah yang dicerminkan oleh resonansi yang dihasilkan oleh gerak pegas,

sehingga frekuensi resonansinya dirumuskan sebagai;

(1)

Dimana;

k = konstantan pegas

m = massa benda

spring

mass

Measure of mass displacement

damping

mkfo

p21

=


commit to user

10

Sekarang ini sensor mekanik hanya dibuat berdasarkan frekuensi resonansi

sekitar 1.0 Hz (short period sensor). Sensor dapat mengukur frekuensi yang lebih

rendah didasarkan pada Force Balanced Accelerometer (BCA).

Gambar 2. 2(b) Prinsip sederhana dari Force Balanced Accelerometer (BCA) (Instrumentation in Earthquake Seismology, 2002)

Force Balanced Accelerometer (BCA) mempunyai feedback coil yang

dapat memberikan gaya yang sama serta berlawanan dengan gaya inersia terhadap

percepatan yang akan diukur.

Di dalam tranducer sendiri terdapat capasitor (C). Agar alat atau massa

menjadi lebih stabil lagi maka terdapat suatu pegas yang berfungsi sebagai

peredam (dumping). Getaran yang terjadi pada tanah dicatat sebagai suatu

pergeseran relatif dari suatu titik (strain). Akibat pergeseran tanah yang ada maka

timbul getaran dan getaran ini diubah menjadi pulsa listrik dengan adanya lilitan

kawat. Lilitan kawat bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik. Pencatatan

datanya dapat terjadi secara digital maupun analog. Kertas pencatatannya dengan

menggunakan kertas foto atau dengan kertas biasa.

Getaran menyebabkan perubahan fluks magnenik. Ketika terjadi

perubahan medan magnetik maka akan dapat diketahui nilai distribusi arus yang

mengalir di dalamnya (hukum Ampere dalam bentuk diferensial).

spring

mass Volt out ~ acceleration

Displacement tranducer

R

C

Force coil


commit to user

11

Curl B = µo j (1a)

(Dasar-dasar Fisika Universitas,1994)

Dimana,

B = medan magnetik (Tesla)

µo = permeabilitas magnetic

j = rapat arus

kemudian fluks dari kerapatan arus dapat dinyatakan sebagi arus listrik.

Dengan adanya faktor nilai hambatan (Ohm) maka dapat ditentukan keluaran

seismometer yang berupa nilai voltase / tegangan keluaran.

Hukum Ohm;

V = I R (1b)

(Dasar-dasar Fisika Universitas,1994)

Dimana,

V = tegangan (Volt)

R = hambatan (ohm)

I = arus listrik (A)

III. 3 Jaringan Seismik Gunungapi Merapi

Monitoring gunungapi Merapi dilakukan dengan memantau melalui

stasiun-stasiun yang tersebar di sekitar gunungapi Merapi. Sampai saat ini

terdapat empat stasiun seismograf di Merapi, yaitu: di bukit Pusonglondon (PUS)

ketinggian 2.625 m di atas permukaan laut (dpl), bukit plawangan (PLA) pada

1.276 m dpl, Deles (DEL) pada 1.487 m dpl dan di Klatakan (KLA) pada 1.918 m

dpl. Stasiun-stasiun tadi tetap dipertahankan jumlahnya sebanyak empat buah

yaitu syarat minimal untuk perhitungan pusat gempa (hiposenter). Sebelumnya

terdapat stasiun di Gemer (GEM), di lereng barat pada ketinggian 1.318 m dpl,

yang hilang karena terlanda awanpanas pada saat letusan bulan Juli 1998.

Seluruh data dari semua stasiun seismograf dipancarkan ke Yogyakarta

dan dicatat dalam kertas seismogram maupun dalam komputer. Sistem seismograf


commit to user

12

yang ada di gunung Merapi di bedakan menjadi dua yaitu unit lapangan dan unit

penerima. Unit lapangan terdiri dari semua peralatan yang dipasang di lapangan

yang terdiri dari sensor, amplifier, VCO dan pemancar.

Sensor seismograf (seismometer atau geophone) merupakan inti dari

seismograf. Seismometer yang dipakai dari tipe elektromagnetik, sensor

kecepatan, dengan massa 1 kilogram dan frekuensi 1 Hz. Setiap 1 mm/ detik nilai

out put dari seismometer diatur sebesar 50 miliVolt, sebagai contoh apabila

terdapat kecepatan gerak tanah sebesar 1 mm/s pada kabel keluaran akan terukur

tegangan sebesar 50 mV. Besarnya tegangan keluaran tergantung dari gerak tanah.

Karena pada umumnya getaran tanah sangat kecil, maka tegangan keluaran

seismometer diperkuat dengan amplifier. Di gunungapi Merapi digunakan

penguatan sinyal sebesar 72 dB (desibel), dengan kata lain penguatan sinyalnya

mencapai 2000 x nilai sinyal awal. Sinyal yang telah diperkuat dimasukkan dalam

VCO (pengubah tegangan ke frekuensi suara) sebelum dipancarkan dengan

gelombang Very high Frequency (VHF) ke Yogyakarta. Pancaran menggunakan

daya yang cukup rendah sekitar 100 miliWatt. Walaupun daya cukup rendah,

karena jalur transmisi radio dari Merapi ke Yogyakarta terbuka maka tidak ada

hambatan dalam pengiriman datanya. Transmisi data menggunakan transmisi

analog, yang berarti bahwa transmitter beropersi secara terus menerus

memancarkan gelombang radio yang membawa sinyal seismik.

Unit penerima dari seismograf terdiri dari radio penerima, demodulator

dan rekorder. Dengan radio penerima, sinyal dari seismometer di lapangan dapat

diterima rekorder. Dengan radio penerima, sinyal dari seismometer di lapangan

dapat diterima berupa sinyal analog dan kemudian dengan demodulator sinyal

tersebut dipisahkan dari sinyal pembawanya (carier) sehingga kemudian dapat

dicatat dalam kertas seismogram, sinyal dari seismometer di lapangan juga dicatat

dengan komputer PC lain dengan pencatatan menggunakan kertas seismogram.

Peranan pos pengamatan sangat diperlukan dalam mitigasi bencana

letusan. Oleh karena itu pemantauan seismik dari pos diperlukan sehingga

pengamat dapat setiap saat mengetahui kondisi aktivitas Merapi.


commit to user

13

II. 4 Seismik

Pemantauan seismik Gunungapi Merapi dimulai pada tahun 1924 dengan

adanya seismograf mekanik Wiechert yang dipasang di lereng Barat sekitar 9 km

dari puncak untuk mengetahui peningkatan aktivitas menjelang erupsi Nopember

1930. Seismograf elektromagnetik mulai digunakan pada tahun 1969 yaitu

menggunakan seismograf Hosaka yang menggunakan kabel agar dapat diletakkan

di tempat-tempat yang lebih representatif.

Pada tahun 1982 terbentuk sebuah jaringan seismograf yang mengelilingi

tubuh gunung yang terdiri atas tujuh stasiun sensor periode pendek. Sensor yang

digunakan adalah produk dari Mark Product tipe L4C dengan faktor redam 0,8

dan konstanta tranduksi 50 mV/mm/s. Stasiun sensor menggunakan daya batere

dengan pengisian solar panel. Sinyal dikirim ke BPPTK Yogjakarta dengan

telemetri radio VHF. Di BPPTK sinyal ini kemudian direkam pada kertas

seismogram rekorder VR-68 produk Sprengnether, dan juga disimpan dalam data

digital menggunakan digitizer Guralp DM24 dengan laju cuplik 100 Hz.

Seismogram kertas dianalisa secara rutin setiap harinya untuk mengetahui jumlah

kegempaan, dan parameter-parameter gempanya sedangkan lokasi gempa dihitung

dengan menggunakan sinyal digital untuk kemudahan pembacaan waktu.

(MERAPI, 2009).

II. 5 Jaringan Seismik (instrumentasi)

Jaringan seismik gunung Merapi yang terdiri dari 6 stasiun seismograf

yaitu Telemetri SPRENGNETHER, menggunakan frekuensi VHF dengan daya

pancar sekitar 100 mWatt. Geophone yang digunakan adalah tipe L4C Mark-

Product. Untuk pencatatan dilakukan di Yogyakarta yang berjarak sekitar 25-30

Km dari jaringan seismik Merapi.

Pencatatan menggunakan recorder drum VR-65 dengan kecepatan putar

drum (kecepatan rekam) sebesar 120 mm/menit. Oleh karena kondisi lokal

seismograf yang tidak sama maka beberapa seismograf mempunyai pembesaran

elektronis yang berbeda. Termasuk di dalamnya tiga stasiun seismik dengan

sistem Telemetri digital yang terletak di Juranggrawah, Pasar Bubar dan Labuhan.

Di stasiun Labuhan digunakan seismometer Broadband (merupakan jenis


commit to user

14

seismograf yang bekerja pada bentangan frekuensi 0,0001 Hz – 1,0 Hz) merk

Streckeisen tipe STS2, sedangkan dua lainnya digunakan seismometer periode

pendek produk Mark tipe L43D. Akuisisi dan layout data seismik digital serta

kuantifikasi sinyal gempa seperti RSAM dan SSAM menggunakan sistem

Earthworm dan Swarm.

Gambar 2. 5. Skema Seismograf RTS Gunungapi Merapi (Ratdomopurbo, 1999)

Keterangan :

S = Seismometer

AMP = Amplifier seismometer (AS- 110, Sprengnether)

VCO = Pengubah tegangan ke frekuensi (TC-10, Sprengnether)

T/R = Pemancar / penerima gelombang VHF (T.F/R.F, Monitron Corp.)

DCR = Pengubah frekuensi ke tegangan (TC-20, Sprengnether)

TS = Sistem pewaktuan (TS-250, Sprengnether)

Vr = Perekam Analog (Kertas seismogram; VR-65, Sprengnether)

Sinyal seismik sebagai getaran tanah, oleh seismometer diubah menjadi

sinyal tegangan pada kutub-kutub koil seismometer. Seismometer L4C seperti

juga sensor seismik elektromagnetik lainnya merupakan sensor kecepatan, dalam

arti bahwa out put dari seismometer berbanding langsung dengan kecepatan gerak

tanah (bukan amplitudo gerak tanah). Dengan demikian hubungan antara out put

seismometer dan amplitudo gerak tanah adalah fungsi frekuensi getaran tanah.

Unit lapangan

S AMP VCO

T

Base stasion

DCR VR

T

R


commit to user

15

Out put seimometer L4C yang dipakai dimodifikasi menurut standar

USGS sebesar 50 mv/mm/s berarti jika terdapat kecepatan gerak tanah sebesar 1

mm/detik maka out put seismometer akan sebesar 50 mV.

Sinyal seismometer ini disuapkan pada amplifier seismometer AS-110

yang mempunyai perbesaran 72 dB. Melalui proses modulasi pada VCO TC-10

(5V/125Hz) sinyal diubah ke frekuensi suara dalam jangkauan 1000 sampai 3100

Hz. Frekuensi tersebut dipancarkan melalui transmitter dalam frekuensi VHF

(160-170 MHz) dan diterima di kantor Yogyakarta.

Dengan diskriminator TC-20, sinyal frekuensi yang diterima dubah

kembali menjadi sinyal tegangan lagi. Gabungan VCO, transmitter, receiver, dan

diskriminator memperkecil sinyal dari amplifier seismometer AS-110 sebesar

1/5x. Out put dari diskiminator kemudian disuapkan ke VR-65 yang merupakan

sistem pencatat seismogram dan amplifier galvanometer. VR-65 mempunyai

sensitivitas yang diatur sebesar 50 mV/mm dan putaran seismogram sebesar 120

mm/menit (dapat diubah). Tanda waktu diperoleh dari sistem pewaktuan TS-250

dengan tanda menit (durasi 1 menit) dan tanda jam (durasi 2 detik). Untuk

kaliberasi jam dipakai sinyal waktu WWVT (radio broadcasting receiver) pada

gelombang 10 atau 15 MHz. Selain alat-alat yang dioperasikan, masih terdapat

alat-alat cadangan seperti PTS3, PTS6, VCO, diskriminator. Untuk bagian yang

tidak mempunyai cadangan (dari data tahun 1987) yaitu transmitter dan receiver.

Dengan memakai sistem telemetri maka ketepatan waktu pada masing-masing

seismogram bukan merupakan masalah lagi. Pengujian peralatan seismik

dilakukan untuk menjaga perekaman data seismik dengan baik.

Dalam pengoperasian di lapangan menggunakan battery/ accu jenis 65AH-

MF. Jika menggunakan battery lama penggunaan tiap-tiap stasiun tidak sama

(lihat tabel 1). Dalam tabel ini juga terdapat daftar alat-alat seismograf telemetri di

BPPTK sampai tahun 1987. Untuk model Babadan, Plawangan, dan Selo

penggantian battery, dilakukan oleh petugas yang ada di pos-pos lokasi tersebut

sedang untuk lokasi lainnya dikerjakan oleh petugas dari kantor BPPTK

Yogyakarta. Penggantian battery bersamaan dengan dilakukannya kliberasi.

(Ratdomopurbo, 2000).


commit to user

16


commit to user

17

II. 6 Karakteristik dari stasiun seismograf

Sebagian besar stasiun seismik terletak di tanah yang cukup tebal, kecuali

untuk stasiun Deles yang dipasang pada sebuah aliran lava. Terlihat bahwa

frekuensi VCO-DCR di stasiun Deles lebih besar dibandingkan stasiun lainnya.

Staiun Plawangan yang terletak diatas bukit Plawangan 6 Km arah selatan dari

gunung Merapi yang strukturnya berupa lapisan basalt. Salah satu dari

keistimewaan stasiun ini adalah ia memiliki amplikasi tanah hampir dua kali lebih

besar dibanding stasiun yang lain.

Untuk menghitung besarnya amplikasi tanah dapat diukur menggunakan

data teleseismik. Ada dua faktor yang mempengaruhi amplitudo yang teramati

dalam seismograf yaitu instrumen dan amplikasi dari tanah:

Ao = Ar x G x Cg x Ci (2)

Dimana,

Ao = amplitudo yang terbaca pada seismograf

Ar = amplitudo yang sebenarnya

G = nilai gain dari seismograf

Cg = faktor amplikasi tanah

Ci = faktor kalibrasi instrumen

Ci merupakan koreksi terhadap perbesaran elektronik, yang menyatakan

besarnya penyimpangan perbesaran instrumen dari perbesaran referensi. Faktor Ci

ini dihitung menggunakan generator portabel dengan frekuensi sinusoidal sebesar

5 Hz. Untuk mengkalibrasi stasiun dengan cara menyuapkan gelombang sinus 5

Hz amplitudo 250 µVpp pada input amplifier seismometer, kemudian membaca

simpangan pada seismograf. Untuk kalibrasi di lapangan dipakai signal sebesar

250 µVpp ( 4 mm pada seismogram ), sedang untuk kalibrasi VR-65 dipakai

signal sebesar 250 mVpp ( 5 mm pada seismogram VR-65 50 mV/mm ). Jika

semua berfungsi baik amplitudo dari gelombang sinusoidal terukur dari 2 mm, 4

mm, puncak ke puncak dan faktor akan sama dengan 1.


commit to user

18

Jadi semua faktor yang diperoleh dari instrumen, maka amplitudo sebuah

gempa jauh di sebuah stasiun dengan stasiun yang lain adalah rasio Gt, seperti

yang telah diketahui nilai G dan faktor kalibrasi Ci bisa dihitung maka besarnya

nilai CG dapat dihitung untuk setiap stasiun.

Gt = G x Cg x Ci (3)

Ao = Ar x Gt (4)

Gambar 2.6(a) Peta stasiun-stasiun seismik Gunung Merapi. Stasiun transmisi

analog ditandai dengan simbol silang, sedangkan stasiun transmisi digital ditandai dengan

simbol lingkaran. Tampak juga pos-pos pengamatan (MERAPI, 2009).

Pos pengamatan:

1. Pos Pengamatan Kaliurang (sisi selatan, 864 m dpl). Jarak dari puncak

6,0 km Posisi geografi 7o36,05’ LS & 110o25,48’ BT. Instrumen

seismograf 1 komponen. Pengamat Gunungapi 3 (tiga) orang.

2. Pos Pengamatan Babadan, Kabupaten Magelang, Jawa Tengah

Posisi geografi 7o31,57’ LS & 110o24,63’ BT. Instrumen seismograf 1

komponen, EDM, Infrasonic. Pengamat Gunungapi 3 (tiga) orang.


commit to user

19

3. Pos Pengamatan Krinjing (sisi barat daya), jarak dari puncak 6 km.

Desa Krinjing, Kab. Magelang, Jawa Tengah . Pos ini cadangan

apabila Pos PGA Babadan terancam bahaya, tidak ada Pengamat

Gunungapi, tidak ada instrumen.

4. Pos Pengamatan Jrakah (sisi barat laut, 1.335 m dpl). Desa Jrakah,

Kab. Boyolali. Posisi geografi 7o29,83’ LS & 110o27,29’ BT.

Instrumen seismograf 1 komponen. Pengamat Gunungapi 3 (tiga)

orang. Pos Pengamatan Selo (sisi utara, 1.760 m dpl). Desa Selo,

Kabupaten Boyolali, Jawa Tengah . Posisi geografi 7o29,94’ LS &

110o27,43’ BT. Instrumen seismograf 1 komponen. Pengamat

Gunungapi 2 (dua) orang.

Jaringan seismik gunungapi Merapi bagi gempa-gempa jauh (teleseismik)

dianggap sebagai suatu titik karena Ci dan G diketahui maka Cg (yaitu ukuran

berapa besar lokasi seismograf meredam / menguatkan sinyal seismik) untuk tiap-

tiap stasiun seismograf dapat dihitung dengan mengamati besarnya amplitudo

terbaca untuk gempa-gempa teleseismik.

Tanpa memperhatikan perbesaran instrumen, ”ratio” perbesaran total (Rg),

yaitu perbandingan besar Gt pada stasiun satu dan lainnya, dihitung dari

perbandingan antara amplitudo gempa teleseismik terbaca pada setiap stasiun

seismograf dibagi dengan amplitudo terbaca rata-rata. Ratio (Rg) ini dapat dipakai

untuk melihat perbandingan perbesaran pada masing-masing stasiun seismograf.

Contoh untuk melihat besar Rg, Cg dan posisi seismograf masing-masing stasiun.

Pada stasiun Plawangan untuk harga (Cg=2.3), cukup besar dibandingkan

stasiun yang lainnya. Penyebabnya karena stasiun Plawangan terletak di bukit

Plawangan yang dimana di bukit itu diduga berpengaruh menguatkan sinyal

terhadap gempa-gempa yang sampai di Plawangan (amplifying effect). Dengan

adanya amplifying effect ini maka jika ada gempa tektonik terasa di Plawangan

belum tentu terasa di tempat lain dan sekitarnya.


commit to user

20

Gambar 2. 6 (b) Peta distribusi instrument Gunungapi Merapi (Ratdomopurbo,

2000:195).

Tabel 2. Posisi stasiun ditentukan berdasarkanpeta topografi Gunung Merapi dan

sekitarnya, (Ratdomopurbo, 2000)

Stasiun Seismograf Rg Cg Posisi terhadap Puncak Elevasi (m)

Jarak Datar (m) Azimuth

Pusunglondon 1.04 0.87 0.89 75.6 o 2625

Deles 0.77 0.13 2.98 142.2o 1487

Plawangan 2.58 2.3 5.06 198o 1296

Klathakan 0.97 0.82 1.69 301.8o 1918

Stasiun DEL mempunyai faktor penguatan tanah (Cg) kecil maka

perbesaran instrument seismografnya sendiri diperbesar 5 kali dari perbesaran


commit to user

21

seismograf lainnya (referensi). Untuk menghitung magnitude dan energi gempa

digunakan stasiun DEL, pengambilan referensi didasarkan lokasi DEL karena:

(a) Mempunyai tingkat gangguan (background noise level) sangat rendah

karena terletak pada lava flow.

(b) Jaringan seismik Gunung Merapi letaknya tidak terlalu jauh atau pun dekat

dengan puncak sehingga gempa dangkal/dalam, kurang lebih diperlakukan

sama (Ratdomopurbo, 2000).

II.7 Klasifikasi Gempa Vulkanis Gunungapi Merapi

Berdasarkan data sinyal gempa dari jaringan stasiun seismik telemetri

yang dipasang pada tahun 1982 yang diikuti dengan kejadian erupsi pada Juni

1984, diusulkan klasifikasi baru yang sampai sekarang masih digunakan dalam

penentuan aktivitas Gunungapi Merapi. Berikut adalah rangkuman tentang tipe-

tipe gempa vulkanis Gunungapi Merapi (tabel 3), dan contoh bentuk

gelombangnya dalam seismogram digital (Gambar 2. 7).

Gambar 2. 7. Bentuk gelombang tipe-tipe Gunungapi Merapi hasil rekaman stasiun

Pusunglondon (PUS) yang berjarak horisontal sekitar 1 Km dari kubah lava

(Ratdomopurbo, 2000)

0 4 2 6 8 10 12 14 16 20 18

Time (s)


commit to user

22


commit to user

23

Direktorat Vulkanologi menggunakan klasifikasi gempa vulkanik

Minakami yang sudah dimodifikasi dengan penemuan-penemuan baru, gempa-

gempa tersebut antara lain :

1. Gempa Vulkanik Type A (HF- deep)

Adalah gempa vulkanik yang mempunyai kedalaman lebih dari 2 km di

bawah puncak gunung. Frekuensi dominan yang diamati seismogram kertas

berkisar antara 5 – 8 Hz. Awalan dari gempa yang tajam dan jelas ini

dibedakan dengan gempa lainnya adanya phase P dan S yang jelas.

2. Gempa vulkanik type B (HF – shallow)

Adalah gempa vulkanik frekuensi tinggi dengan kedalaman kurang dari

dua Km di bawah kawah. Bentuk mirip dengan type A, hanya phase P dan S

tidak dapat dibedakan. Stasiun Pusunglondon (PUS) paling dekat dengan

puncak, pencatat gempa ini dengan amplitudo paling besar.

3. Gempa fase banyak (Multiphase)

Fase banyak dikemukakan oleh “Shimozuru” 1969 untuk menyebutkan

gempa-gempa yang terjadi selama pertumbuhan kubah lava. Frekuensi antara

1.5 Hz. Dan digunakan sejak 1989, yang sebelumnya belum pernah terjadi.

4. Gempa frekuensi rendah (LF)

Adalah gempa frekuensi rendah yang bersumber dangkal, amplitudo yang

tercatat paling besar di stasiun PUS. Frekuensi antara 1.5 Hz. Dan digunakan

sejak 1989, yang sebelumnya belum pernah terjadi.

5. Gempa LHF

Gempa ini terdiri atas dua bagian, yang pertama berfrekuensi rendah dan

yang beberapa titik kemudian disusul dengan bagian kedua yang berfrekuensi

tinggi.

6. Tremor

Tremor Gunung Merapi mempunyai frekuensi 1 – 2 Hz. Durasi bervarasi

dari orde beberapa menit sampai beberapa jam. Sehingga hanya dengan

menggunakan seismograf yang perbesarannya mencukupi akan dapat

mencatat.


commit to user

24

II. 8 Energi Gempa

Energi merupakan ukuran besar gempa. Dalam menghitung besaran

tersebut banyak peneliti yang menggunakan persamaan yang bermacam-macam.

Hal ini dapat saja terjadi karena kelakuan tiap-tiap gunung berbeda-beda.

Persamaan dasar skala Ritchter:

M = MA = log A – log Ao (5)

Dimana:

A = Amplitudo pada seismogram berdasar seismograf “Wood-Anderson” (gain

2800x)

Ao = Amplitudo minimum pada seismogram “Wood-Anderson”, besarnya

tergantung jarak pusat gempa.

(Ritchter, 2000)

Penerapan rumus Ritchter pada seismogram lain harus dilakukan

perhitungan amplitude dari amplitude seismogram yang digunakan diubah ke

amplitude ekivalen “Wood-Anderson”. Untuk melakukan perhitungan magnitude

bisa digunakan monogram Ritchter atau dihitung dengan konstanta Ao yang sudah

diketahui dari alat.

Energi gempa merupakan jumlah energi dari gempa VA, VB dan MP

dalam dimensi erg. Untuk sismogram RTS, amplitudo ekivalen “Wood-

Anderson” dengan persaman :

Ar = amplitude terkoreksi = (2800 / I x Ck x Cg) x (A/2) (6)

(Koyanagi – Kojima, 1984)

Dimana,

A = amplitudo peak to peak pada seismogram RTS

Ck = faktor kaliberasi, jika input amplifier seismometer AS-110 sebesar 250

uVpp 5 Hz dan pada seismogram terbaca simpangan sebesar Ax,

instrument pada 72 dB, 5 fullscale, Vr-65 5o mV/mm maka Ck = Ax/4.

Cg = faktor penguatan tanah masing-masing stasiun ditentukan berdasarkan

gempa teleseismik.


commit to user

25

I = perbesaran seismograf, sebagai fungsi frekeunsi. Sampai tahun 1987

harga I = 53400 untuk frekuensi 15 Hz, jika frequensi di bawah 15 Hz

maka perbesaran akan lebih kecil.

Persamaan dalam menghitung Magnitude (M) dari data gempa (durasi, F – P)

yang digunakan yaitu;

M = 3,33 log (F - P) - 3,92 (7)

Untuk perhitungan energi didasarkan pada Persamaan Guttenberg – Ritchter yaitu:

Log E = 11,8 + 1,5 M (8)

Mengetahui frekuensi gempa selain untuk menentukan amplitudo terkoreksi juga

bisa digunakan dalam mempelajari sifat – sifat serapan frekuensi gelombang

seismik yang melalui batuan gunung Merapi. Seperti diketahui bahwa bahwa

batuan merupakan fiter lintas frekuensi rendah ( low pass filter) maka semakin

jauh dari sumber gempa, frekuensi yang tercatat akan semakin rendah. Sedangkan

daya serap frekuensi tergantung pada jenis batuannya.

Tabel 4. Tingkat isyarat gunung berapi di Indonesia

Status Makna Tindakan

Awas 1. Menandakan gunung

berapi yang segera atau

sedang meletus atau ada

keadaan kritis yang

menimbulkan bencana

2. Letusan pembukaan

dimulai dengan abu dan

asap

3. Letusan berpeluang terjadi

dalam waktu 24 jam

1. Wilayah yang terancam

bahaya direkomendasikan

untuk dikosongkan

2. Koordinasi dilakukan

secara harian

3. Piket penuh


commit to user

26

Siaga 1. Menandakan gunung

berapi yang sedang

bergerak ke arah letusan

atau menimbulkan bencana

2. Peningkatan intensif

kegiatan seismik

3. Semua data menunjukkan

bahwa aktivitas dapat

segera berlanjut ke letusan

atau menuju pada keadaan

yang dapat menimbulkan

bencana

4. Jika tren peningkatan

berlanjut, letusan dapat

terjadi dalam waktu 2

minggu

1. Sosialisasi di wilayah

terancam

2. Penyiapan sarana darurat

3. Koordinasi harian

4. Piket penuh

Waspada 1. Ada aktivitas apa pun

bentuknya

2. Terdapat kenaikan

aktivitas di atas level

normal

3. Peningkatan aktivitas

seismik dan kejadian

vulkanis lainnya

4. Sedikit perubahan aktivitas

yang diakibatkan oleh

aktivitas magma, tektonik

dan hidrotermal

1. Penyuluhan/sosialisasi

2. Penilaian bahaya

3. Pengecekan sarana

4. Pelaksanaan piket terbatas


commit to user

27

Normal 1. Tidak ada gejala aktivitas

tekanan magma

2. Level aktivitas dasar

1. Pengamatan rutin

2. Survei dan penyelidikan

II.9 Real-Time Seismic Amplitude Measurement (RSAM)

RSAM merupakan metode seismik untuk monitoring aktivitas gunungapi

yang digunakan untuk memberikan pendekatan pelepasan energi seismik yang

dihitung secara terus menerus. Akuisisi dan layout data seismik digital serta

kuantifikasi sinyal gempa seperti RSAM dan SSAM tersebut menggunakan sistem

Earthworm dan Swarm.

Earthworm adalah suatu sistem paket akuisisi data seismik sekaligus untuk

memproses data seismik secara otomatis dengan menggunakan prinsip-prinsip

modularity, independency, conectivity, dan robustness sebagai petunjuk desain

dan implementasi suatu sistem prosesing data seismik agar kesalahan – kesalahan

di masa lampau dapat dihindari.

Modularity bermakna bahwa fungsi di dalam Earthworm dibungkus dalam

satu modul independen. Implikasinya satu sistem Earthworm dapat dipasng dua

modul atau lebih yang sama namun karakter berbeda. Dengan demikian

eksperimen baru pada modul tidak akan mengganggu pada modul yang telah

dipasangkan sebelumnya.

Independency berarti bahwa modul – modul dapat dioperasikan pada

beberapa mesin komputer yang berbeda, perangkat keras ataupun sistem

operasinya dan antar mesin komputer dapat berhubungan antara satu dengan yang

lainnya. Perpindahan sistem Earthworm dari komputer yang satu ke komputer

yang lain tidak menjadikan Earthworm lumpuh. Kemampuan Earthworm untuk

diadaptasikan pada sembarang sistem operasi sudah dibuktikan di BPPPTK. Dua

buah komputer bersistem operasi windows XP (HP dan DELL) dan satu buah

bersistem LINUX.


commit to user

28

Robustness dalam hal ini kemampuan unjuk kerja tidaklah penting namun

yang diperlukan adalah ketangguhan sistem ketika menerima beban yang cukup

berat sewaktu terjadi krisis seismik. Dari pengalaman yang ada di BPPTK nampak

kemampuan komputer rakitan tidak lebih bagus dibandingkan dengan komputer

bermerek walaupun RAM komputer rakitan lebih besar bahkan dua kalinya,

dengan catatan keduanya menggunakan sistem operasi Windows XP.

Kegunaan Earthworm sebagai sistem akuisisi data seismik dapat

digunakan pada monitoring gempa tektonik, aktivitas seismik gunungapi hingga

pemantauan aktivitas seismik pada pengeboran. Keterbukaan Earthworm

menjadikan banyak modul dapat diterapkan sesuai kebutuhan.

Salah satu kegunaan Earthworm dalam pemantauan seismik adalah

membuat rekaman data seismik yang menyerupai helikoder analog. Denagn tidak

diproduksinya alat perekam data seismik analog seperti PS-2 dan Sprengthner,

maka Earthworm dapat menggantikan fungsi helikoder pada alat perekam

seismik analog. (Agus Sampurno, 2006).

Beberapa modul Earthworm yang telah dipasng untuk memantau aktivitas

gunungapi Merapi antara lain sebagai berikut;

1. ADSEND

Modul ini bertugas mengatur kerja ADC buatan National

Semikonduktor yaitu DAQ PCI – MIO – 16E – 4, serta bertugas

menterjemahkan kode pewaktu yang berasal dari GPS. Selain itu

juga berfungsi mengirimkan data yang diperoleh ke dalam file

transport pada Earthworm.

2. SCREAM2EW

Merupakan perangkat lunak untuk menangkap data yang dikirim

dari sistem akuisisi GURALP lalu mengirimkannya ke file

transport pada sitem akuisisi digital Earthworm.

3. EW2RSAM

Data RSAM disimpan dalam suatu bentuk modul penyimpanan

data yaitu RSAM2DISK, di dalam disk ini juga menampilkan data

RSAM secara kontinyu pada layar monitor. Data RSAM disimpan


commit to user

29

dalam bentuk spread sheet. Selain itu dalam folder RSAM

terdapat pula folder events dan trigger. Data events berisi catatan

jumlah events (kejadian) dalam satu satuan waktu dan filenya

dalam bentuk random file. Data yang tersimpan dalam folder

trigger terdiri dari tiga buah jenis data yaitu nilai maksimum

gempa, rata-rata amplitude gempa, dan durasi gempa yang

semuanya dalam format teks sehingga dapat dibaca dengan

program Microsoft Excel ataupun OriginPro8.

4. EW2SSAM

Terdapat EW2SSAM yang secara matematis mentransformasikan

data seismik dari domain waktu ke domain frekuensi. Di dalamnya

terjadi transformasi data dengan menggunakan Fast Fouier

Transform (FFT) dan hasilnya disimpan dalam disk menggunakan

modul SSAM2DISK untuk frekuensi tertentu. EW2SSAM

merupakan suatu aplikasi pengkonversian dan perekaman data dari

Earthworm ke analisis spektral. Data disimpan menurut jumlah

channel frekuensi yang dikehendaki. Folder 16 channel berisi data

hasil FFT dengan 16 pola frekeunsi yang berbeda dan dapat diatur

sesuai dengan kebutuhan. Adapun channel frekuensi yang

terpasang untuk 16 channel data SSAM di Gunung Merapi adalah :

0.5 Hz, 0.9 Hz, 1.3 Hz, 1.5 Hz, 1.7 Hz, 1.9 Hz, 2.1 Hz, 2.3 Hz, 2.5

Hz, 2.7 Hz, 2.9 Hz, 3.1 Hz, 3.2, Hz 3.6 Hz, 4.4 Hz, dan 9.9 Hz.

Penyimpanan data SSAM ke disk pada SSAM2DISK akan

menampilkan data secara kontinyu dalam layar monitor.

SSAM2DISK merupakan file penyimpanan data SSAM. Terdapat

pula hasil keluaran SSAM2DISK terus menerus pada layar

monitor.

5. HELIKODER

Hasil dari modul ini berupa seismogram dalam bentuk helikoder

sebagaimana hasil rekaman seismik analog menggunakan drum.


commit to user

30

Helikoder secara elektronik menjadi alternatif penyimpanan data

sehingga menambah efisiensi pekerjaan dalam pemonitoringan

gunungapi Merapi.

6. Sgram.exe

Merupakan modul yang bertugas membuat spektogram dalam

format HTML. Ini sangat bermanfaat untuk mengetahui distribusi

frekuensi sinyal seismik. Sedangkan spektogram merupakan

tampilan frekuensi data seismik berdasarkan warna, semakin

terangnya warna maka semakin beasar intensitas sinyal seismik

pada frekuensi tersebut semakin beasr.

7. Contrecord

Modul ini membuat rekaman data seismik kontinyuke dalam

harddisk dengan format yang dikehendaki seperti SEISAN, SAC,

dan lainnya.

8. Carlstatrig dan Carlsubstatrig

Fasilitas ini digunakan untuk membuat aktivitas trigger sesuai

perbandingan Short Term Averaging (STA) dan Long Term

Averaging (LTA.)

9. Trig2disk

Digunakan untuk merekam data kejadian seismik ke harddisk

sesuai dengan data yang dikirim oleh modul Carlsubstatrig.

Penyederhanaan informasi seismik menjadi informasi RSAM ini

dilakukan dengan cara memasukkan informasi seismik dari diskriminator ke

rangkaian filter highpass-filter 1 Hz orde dua, yang selanjutnya akan masuk ke

rangkaian integrator (mengubah nilai negatif menjadi nilai mutlak). Atau dengan

kata lain sinyal yang masuk pada sistem Real-Time Seismic Amplitude

Measurement (RSAM) akan masuk ke dalam digitizer dan sinyal tersebut

disearahkan. Terdapat pemutlakan nilai, artinya sinyal yang bernilai negatif

dimutlakkan menjadi positif , setelah itu dilakukan sampling. Kemudian dirata-

rata setiap sepuluh menit. Real-Time Seismic Amplitude Measurement (RSAM)


commit to user

31

menunjukkan out put dari rata-rata amplitude yang terekam dalam suatu waktu

tertentu.

Metode monitoring Real-Time Seismic Amplitude Measurement (RSAM)

ini mengukur seluruh gempa yang tercatat pada suatu stasiun seismik tanpa

membedakan jenis gempa. Besar kecilnya nilai RSAM tergantung besar kecilnya

gempa yang tercatat pada suatu stasiun tersebut. Metode ini cukup baik untuk

monitoring aktivitas suatu gunung api.

Penyimpanan data hasil rata-rata disimpan di dalam file berbentuk

sekuensial file (disesuaikan dengan tanggal, bulan, dan tahun akuisisi) dan random

file (sesuai dengan tahun akuisisi).

Gambar 2.9. ADC jenis DAQ PCI – MIO – 16E – 4

(National Instrument, 2006)

Metode monitoring Real-Time Seismic Amplitude Measurement (RSAM)

ini mengukur seluruh gempa yang tercatat pada suatu stasiun seismik tanpa

membedakan jenis gempa. Besar kecilnya nilai RSAM tergantung besar kecilnya

gempa yang tercatat pada suatu stasiun tersebut. Metode ini cukup baik untuk

monitoring aktivitas suatu gunung api karena dapat mencerminkan energi total per

satuan waktu sampling yang dilepaskan oleh gunungapi.


commit to user

32

BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

III.1 Tempat dan Waktu Pelaksanaan

Penelitian ini dilaksanakan selama 2 bulan dari tanggal 1 Maret 2010

sampai 27 April 2010. Tempat : Balai Penyelidikan Dan Pengembangan

Teknologi Kegunungapian (BPPTK) Jalan Cendana No.15 Yogyakarta 55166.

III.2 Peralatan Penelitian

Pada penelitian ini digunakan peralatan sebagai berikut:

1. Seperangkat komputer / PC

2. Perangkat sistem RSAM, Earthworm dan perangkat jaringan seismograf dari

gunungapi Merapi.

Dalam hal ini perangkat seismografnya terdapat di gunungapi Merapi.

Perangkat ini terdiri dari 7 stasiun seismometer yang berada dalam keadaan aktif.

Dalam penelitian ini digunakan 7 stasiun aktif sebagai masukan data digital dan 1

stasiun analog sebagai acuan data seismik analog yaitu stasiun Pusunglondon.

Tabel 5. Posisi Stasiun-stasiun analog di Gunungapi Merapi

No. Nama Stasiun Lokasi Koordinat Keterangan X (0) Y (0 ) Z (m) 1 Deles Tenggara 110,4613 -7,5602 1487 Analog 2 Plawangan Selatan 110,4315 -7,5857 1276 Analog 3 Klatakan Barat Laut 110,428 -7,5347 1918 Analog 4 Pusung London Timur Laut 110,454 -7,5383 2700 Analog

3. Perangkat lunak: Microsoft Word 2007, Microsoft Excel 2007, dan OriginPro

8.0 (sebagai perangkat lunak pengolah data).

III.3 Bahan Penelitian

Penelitian ini menggunakan data seismik analog dan digital dari sinyal

gempa vulkanik yang terjadi pada bulan Mei 2006 – Juni selama erupsi gunungapi

Merapi tahun 2006 (data secara keseluruhan berada di bagian lampiran).

32


commit to user

33


commit to user

34

b. Data Seismik (analog)

(terlampir)

III. 4 Prosedur dan Pengumpulan Data

Prosedur kerja dalam penelitian ini dideskripsikan dalam diagram alir

seperti pada berikut:

Mulai

Pengumpulan Data Seismik analog dan data digital (RSAM) periode 8 Mei -7 Juni 2006 (Data Base - Data Sekunder) 7stasiun aktif

dan 1stasiun Pusunglondon arah Z

Data dari seismograf analog: - Pengukuran amplitudo. - Penghitungan nilai

Magnitudo gempa harian. - Penghitungan nilai energi

total dan energi kumulatif gempa

Data digital (RSAM): - Penghitungan nilai rataan

amplitudo harian. - Penghitungan nilai

Magnitudo gempa harian. - Penghitungan nilai energi

total dan energi kumulatif gempa

Plotting grafik energi total dan energi kumulatif gempa periode 8 Mei -7 Juni 2006

Perbandingan dan korelasi antar grafik data digital

(RSAM) dan data seismik Informasi spektral SSAM

Pengolahan statistics dengan correlation coefficient

1


commit to user

35

Gambar 3 (a). Diagram Alir Penelitian

Penjelasan Skema diagram di atas :

1. Pengumpulan data seismik analog dan data digital (RSAM)

Dalam penelitian ini digunakan data sinyal gempa dari perekaman

seismograf analog dan data digital (RSAM). Data yang digunakan

adalah data periode 8 Mei - & Juni 2006 saat terjadi erupsi gunungapi

Merapi. Rekaman seismik yang menjadi patokan adalah 1 stasiun

analog di Gunungapi Merapi yaitu stasiun Pusunglondon dengan arah

komponen Z yang terdapat dalam data base kegempaan BPPTK.

2. Masing-masing dari data digital dan analog ditentukan variabel

utamanya yaitu nilai amplitudo maksimium.

a. Pada data analog nilai amplitudo diperoleh dengan melakukan

pengukuran menggunakan penggaris (pengukuran secara manual

pengukuran dilakukan di atas seismogram/ kertas seismograf analog).

Nilai amplitudo merupakan nilai terbesar pada suatu getaran gempa

dalam satuan milimeter.

b. Pada data digital, nilai amplitudo didapatkan dengan meratakan

nilai yang tercatat sepanjang harinya. Data digital bersifat pada

waktunya. Masukkan data diatur setiap 10 menit. Untuk

mempermudah pembuatan grafik analisis, maka setiap 60 menit (7

data) diambil rataannya.

1

Kesimpulan

Analisa Data


commit to user

36

Gambar 3 (b) 1. Alur data dan kontrol dari setiap modul perangkat lunak dan

perangkat keras.

(a) Penyederhanaan informasi seismik menjadi informasi RSAM,

yaitu dengan cara memasukkan informasi seismik dari

diskriminator ke rangkaian filter highpass-filter 1 Hz orde dua,

yang selanjutnya akan masuk ke rangkaian integrator (mengubah

nilai negatif menjadi nilai mutlak).


commit to user

37

Gambar 3 (b)2. Alur informasi seismik yang

disederhanakan menjadi informasi RSAM

(b) Penyimpanan data, yaitu hasil rata-rata data disimpan di dalam

file berbentuk sekuensial file (disesuaikan dengan tanggal, bulan,

dan tahun akuisisi) dan random file (sesuai dengan tahun akuisisi).

c. Kemudian dilakukan perhitungan nilai magnitude dan energi

(energi total dan kumulatif) baik dari data analog maupun data digital.

Magnitudo, merupakan skala kekuatan yang diukur dari gelombang

gempa dalam perumusan magnitude digunakan persamaan;



Dimana:

A = Amplitudo pada seismogram berdasar seismograf “Wood-

Anderson” (gain 2800x)

A = Amplitudo minimum pada seismogram “Wood-Anderson”,

besarnya tergantung jarak pusat gempa.

Mikrokontroler

Diskriminator 1 V/125 Hz

High-pass filter 1Hz

komputer

ADC

Integrator

komputer RTS

(Radio Telemetri) sistem minimal

ATMEL 89S8252


commit to user

38

(Ritchter, 2000)

Energi gempa merupakan jumlah energi dari gempa saat terjadi

erupsi dalam dimensi erg. Untuk sismogram RTS, amplitudo ekivalen

“Wood-Anderson” dengan persaman :

Ar = amplitudo terkoreksi = (2800 / I x Ck x Cg) x (A/2) (6)


Dimana,

A = amplitudo peak to peak pada seismogram RTS

Ck = faktor kaliberasi, jika input amplifier seismometer AS-110

sebesar 250 uVpp 5 Hz dan pada seismogram terbaca

simpangan sebesar Ax, instrument pada 72 dB, 5 fullscale, Vr-

65 5o mV/mm maka Ck = Ax/4.

Cg = faktor penguatan tanah masing-masing stasiun ditentukan

berdasarkan gempa teleseismik.

I = perbesaran seismograf, sebagai fungsi frekeunsi. Sampai

tahun 1987 harga I = 53400 untuk frekuensi 15 Hz, jika

frequensi di bawah 15 Hz maka perbesaran akan lebih kecil.

Sehingga nilai magnitudo;

ergxxAmak

xx

LogM 4.1))79433981

5020

)2

())000.2513.0(

2800(((10 += (9)

Untuk perhitungan energi didasarkan pada Persamaan Guttenberg –

Ritchter yaitu:

( )ergE M5.18.1110 += atau;

Log E = 11,8 + 1,5 M (8)

Dimana;

Jouleerg 7101 -= (10)

Sedangkan nilai energi kumulatif dihitung dari rataan pertambahan

nilai energi total gempa setiap harinya.


commit to user

39

1. Setelah itu dilakukan Plotting grafik energi total dan energi

kumulatif gempa periode 8 Mei -7 Juni.

Pengolahan data untuk mendapatkan grafik dilakukan dengan

perangkat lunak Origin 8.0 yaitu, langkah-langkahnya adalah sebagai

berikut:

a. Untuk memperoleh grafik energi maka dilakukan pemilihan

event gempa/ tanggal terjadinya gempa yang terekam dalam

seismograf analog dan data digital (komponen X), serta nilai

perhitungan masing masing energi gempa dan energi kumulatif

gempa (sebagai komponen Y).

Gambar 3 (c). Memasukkan data komponen x dan y

b. Kemudian data diplot dan dipilih line + symbol


commit to user

40

Gambar 3 (d). plotting line + symbol

c. Untuk masing-masing data seismik dan digital didapatkan;

- grafik Energi total Vs tanggal

- grafik Energi kumulatif Vs tanggal

Gambar 3 (e). grafik Energi total Vs tanggal


commit to user

41

2. Selanjutnya dilakukan pengolahan statistics dengan correlation

coefficient.

Untuk itu maka terlebih dahulu dilakukan plotting yang sama dengan

variable tanggal sebagai komponen sumbu X dan energi (dari data

digital dan RSAM) sebagai komponen sumbu Y.

Gambar 3(f). Memasukkan nilai komponen x, y, dan z

Sehingga didapatkan grafik gabungan keduanya;

Gambar 3(g). alur plotting grafik dari gabungan dua data energi


commit to user

42

Gambar 3 (h). Hasil grafik gabungan data energi

dan didapatkan pula nilai dari korelasinya dengan drag kolom data

dan memilih menu statistic>descriptive statistic>correlations

coefficient.

Gambar 3 (i). Penentuan nilai korelasi


commit to user

43

Berikut ini tampilan koefisien korelasinya;

Gambar 3 (j). Tampilan koefisien korelasi dari grafik

3. Analisa data

Analisa data dilakukan dengan memperbandikan kedua grafik hasil

penelitian. Selain itu juga dianalisa mengenai keterkaitan dari

kenaikan energi total selama erupsi, pengaruh kenaikkan energi

kumulatif gempa terhadap peristiwa erupsi gunungapi Merapi dan

serta hal-hal lain yang dipengaruhi oleh variabel nilai amplitudo,

nilai energi, dan nilai magnitudo gempa. Secara keseluruhan data

hasil penelitian diolah dan dilakukan analisa data disesuaikan

dengan tujuan penelitian.

4. Menarik kesimpulan penelitian.

Kesimpulan diambil dari penelitian, kemudian diringkas

berdasarkan tujuan penelitian.


commit to user

44

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

IV. 1. Hasil Penelitian

Dalam penelitian ” Analisis Energi Kumulatif Gempa Gunungapi Merapi

Berdasarkan Data Real-time Seismic Amplitudo Measurement (RSAM) dan

Perbandingannya Terhadap Data Seismik Periode Mei-Juni 2006 “ ini diperoleh

beberapa hasil penelitian yang didapatkan setelah melalui beberapa tahapan

penelitian dan pengolahan data.

Berikut ini tabel hasil analisis dan pengolahan datanya;

Tabel 6. Pengolahan data digital dengan menggunakan microsoft excel;

Tanggal

Rataan

A mak (mm)

Magnitudo

( SR )

energi total

(x1012 erg)

energi

kumulatif

(x1012 erg)

5/8/2006 8.76 1.278816387 52.26663986 52.26663986

5/9/2006 8.44 1.262654728 49.42903041 101.6956703

5/10/2006 9.18 1.299154962 56.07024366 157.7659139

5/11/2006 10.81 1.370137975 71.64847688 229.4143908

5/12/2006 16.9 1.564198986 140.0549551 369.4693459

5/13/2006 35.5 1.886540634 426.3938687 795.8632146

5/14/2006 69.6 2.178921521 1170.529278 1966.392493

5/15/2006 43.6 1.97579877 580.3609133 2546.753406

5/16/2006 34.03 1.86817423 400.1854968 2946.938903

5/17/2006 31.5 1.834622835 356.3971745 3303.336077

5/18/2006 38.29 1.919397647 477.6353604 3780.971438

5/19/2006 37.85 1.914378165 469.4261159 4250.397554

5/20/2006 37.71 1.912768813 466.824048 4717.221602

5/21/2006 51.64 2.049298515 748.0795315 5465.301133

5/22/2006 40.03 1.938697871 510.5600234 5975.861156

5/23/2006 57.81 2.09831525 886.0798808 6861.941037

5/24/2006 46.81 2.006650922 645.6191196 7507.560157

5/25/2006 46.28 2.001705631 634.6853107 8142.245468

5/26/2006 61.65 2.126245362 975.8162432 9118.061711

5/27/2006 367.23 2.901250434 14186.51268 23304.57439

5/28/2006 347.92 2.877791676 13082.40271 36386.9771

5/29/2006 132.49 2.458495381 3074.277537 39461.25463

44


commit to user

45

5/30/2006 50.82 2.042346942 730.3321391 40191.58677

5/31/2006 65.73 2.154075913 1074.271044 41265.85782

6/1/2006 72.88 2.198920645 1254.240925 42520.09874

6/2/2006 69.99 2.181348275 1180.381548 43700.48029

6/3/2006 56.67 2.089665494 859.9995828 44560.47987

6/4/2006 93.61 2.307634526 1825.794058 46386.27393

6/5/2006 85.96 2.270608688 1606.619493 47992.89342

6/6/2006 86.1 2.271315433 1610.546056 49603.43948

6/7/2006 73.22 2.200942006 1263.028087 50866.46757

Tabel 7. Hasil perhitungan dari data seismik menggunakan microsoft excel;

Magnitudo ( R) Energi Total (x1012 erg) E kumulatif( x1012 erg)

1.892614782 435.4338353 113.7332451

1.698040117 222.3617973 336.0950424

1.989524795 608.5372846 944.632327

2.043882457 734.2157318 1678.848059

2.084500308 844.7933025 2523.641361

2.162387084 1105.555694 3629.197055

2.239402268 1442.458749 5071.655804

2.318583514 1896.161268 6967.817072

2.290554791 1721.203362 8689.020434

2.327538357 1955.723864 10644.7443

2.290554791 1721.203362 12365.94766

2.336312281 2015.897385 14381.84505

2.290554791 1721.203362 16103.04841

2.323084015 1925.865809 18028.91422

2.331947476 1985.734647 20014.64886

2.318583514 1896.161268 21910.81013

2.331947476 1985.734647 23896.54478

2.340633655 2046.211317 25942.7561

2.336312281 2015.897385 27958.65348

2.336312281 2015.897385 29974.55087

2.336312281 2015.897385 31990.44825

2.336312281 2015.897385 34006.34564

2.336312281 2015.897385 36022.24302

2.336312281 2015.897385 38038.14041

2.397010121 2486.080471 40524.22088

2.397010121 2486.080471 43010.30135

2.397010121 2486.080471 45496.38182

2.397010121 2486.080471 47982.46229


commit to user

46

2.397010121 2486.080471 50468.54277

2.397010121 2486.080471 52954.62324

2.397010121 2486.080471 55440.70371

2.397010121 2486.080471 57926.78418

IV. 2. Pembahasan

Penelitian yang berjudul ” Analisis Energi Kumulatif Gempa Gunungapi

Merapi Berdasarkan Data Real-time Seismic Amplitudo Measurement (RSAM) dan

Perbandingannya Terhadap Data Seismik Periode Mei-Juni 2006 “ ini mempunyai

beberapa tujuan utama, diantaranya yaitu: dapat menentukan nilai energi

kumulatif gempa akibat erupsi Gunung Merapi tahun 2006 berdasarkan data

RSAM dan data Seismik periode bulan Mei-Juni 2006, menentukan nilai koreksi

dari kedua grafik berdasarkan kedua data tersebut, serta mengetahui informasi

spektral yang didapat dari data RSAM periode Mei-Juni 2006.

Bahan data dari penelitian ini adalah data seismik dan data digital saat

gunungapi Merapi mengalami masa kritis (masa erupsi) di tahun 2006. Dilakukan

pembatasan data yaitu pada tanggal 8 Mei-7 Juni 2006.

IV. 2. 1. Nilai Energi Kumulatif Gempa Berdasarkan Data Seismik

Dan Data Digital

Berdasarkan hasil pengolahan data Real Time Seismic Amplitudo

Measurement (RSAM) diperoleh beberapa informasi. Salah satunya adalah

informasi mengenai saat terjadi erupsi gunungapi Merapi tahun 2006 atau

tepatnya erupsi yang terjadi di bulan Mei sampai bulan Juni 2006. Didapatkan

nilai tertinggi dan terendah dari rataan amplitudo gelombang gempa vulkanik

gunungapi Merapi. Rataan terbesar 500 (satuan rataan amplitudo) pada kisaran

awal 5-10 Juni 2006, dan rataan amplitudo terendah adalah 5 (satuan rataan

amplitudo) di awal Mei. Data RSAM ini dimulai tanggal 8 Mei 2006 pukul 09:00

WIB dan berakhir hingga data pada tanggal 7 Juni 2006 pukul 09:00 WIB.

Sampel pada tingkat sampling 50 Hz, data RSAM yang pertama rata-rata

lebih dari 1 menit dan kemudian rata-rata untuk jendela 10 menit untuk

penyimpanan dalam file komputer. Setiap hitungan 20 mV digital merupakan


commit to user

47

sinyal analog seismik, dengan demikian nilai RSAM rata-rata berbanding lurus

dengan tegangan rata-rata absolut dari sinyal seismik. Nilai RSAM juga

sebanding dengan kecepatan rata-rata tanah di lokasi seismometer. Masukkan data

diatur setiap 10 menit (pada grafik data ditunjukkan garis warna biru). Untuk

mempermudah pembuatan grafik data, maka setiap 60 menit atau setiap satu jam

diambil rataannya (pada grafik data ditunjukkan dengan warna garis merah).

Data diambil dari stasiun Pusunglondon arah komponen Z. Data dalam

bentuk grafik dibuat dalam beberapa titik point sumbu axis, yakni dimulai dari

tanggal 8 Mei 2006 dan berakhir tanggal 12 Juni 2006. Rentang yang dipakai

adalah selama 5 hari.

Metode RSAM telah digunakan untuk memantau aktivitas gunungapi

Merapi. Metode ini bekerja secara sistematis elektronik dan computer. Metode ini

juga menyediakan pengukuran berkelanjutan amplitudo seismik rata-rata absolut

untuk jumlah stasiun seismik yang diinginkan.

Keterbatasan teknik RSAM ini yaitu jumlah stasiun seismik yang tersedia

untuk merekam, elektronik, dan perangkat keras komputer yang tersedia. Dengan

RSAM ini dapat diketahui informasi pelepasan energi seismik yang dihitung

secara terus menerus. Data RSAM ini juga diolah menggunakan software

OriginPro 8. Perangkat lunak OriginPro 8 merupakan sarana olah data yang bisa

digunakan untuk analisis tabel maupun grafik (baik dari data seismik maupun

sumber data lain).

Bentuk digital dari data ini dan komputer grafis yang digunakan dalam

memantau aktivitas gunungapi Merapi merupakan rangkaian metode yang

bermanfaat untuk mendekati real time-review dari kegiatan seismik relatif. Dan

metode ini lebih efisien dalam menghadirkan data bila dibandingkan dengan

pengolahan serta analisa data secara manual. Hal ini mengingat banyaknya data

yang tumpang tindih selama rentang masa krisis erupsi gunungapi Merapi di

tahun 2006.

Data RSAM yang digunakan disimpan dalam modul RSAM2DISK. Di

dalam disk tersebut juga menampilkan data RSAM secara kontinyu pada layar

monitor. RSAM2DISK merupakan suatu modul penyimpanan data secara digital.


commit to user

48

Data juga disimpan dalam bentuk spread sheet. Dalam folder RSAM terdapat

folder events dan trigger. Data events berisi catatan jumlah events (kejadian)

dalam satu satuan waktu dan filenya dalam bentuk random file. Sedangkan folder

trigger terdiri dari tiga buah jenis data yaitu nilai maksimum gempa, rata-rata

amplitudo gempa, dan durasi gempa yang semuanya dalam format teks sehingga

dapat dibaca dengan program excel ataupun origin.

Dari grafik data dapat diketahui bahwa pada tanggal 27-29 Mei 2006 data

yang tercatat tidak valid, hal ini diakibatkan karena adanya kerusakan alat.

Kejadian ini dicirikan dengan keanehan bentuk grafik data pada rentang tanggal

tersebut (lihat pada grafik data ditandai dengan lingkaran garis warna hijau). Data

RSAM yang tidak normal ini berkaiatan dengan beberapa faktor diantaranya

lokasi stasiun yang dekat dengan sumber gempa, tingkat kebisingan latar belakang

seismik, respon dari situs stasiun seismik, dan respon stasiun instrumentasi

seismik.

Perhitungan energi seismik dari data RSAM ini dipengaruhi oleh beberapa

faktor, salah satu diantaranya adalah faktor nilai amplitudo. Berdasarkan rumusan

energi seismik,



(Ritchter, 2000)

Energi gempa merupakan jumlah energi dari gempa secara keseluruhan

dalam dimensi erg. Untuk sismogram RTS, amplitudo ekivalen “Wood-

Anderson” dengan persaman :

Ar = amplitudo terkoreksi = (2800 / I x Ck x Cg) x (A/2) (6)


Untuk perhitungan energi didasarkan pada Persamaan Guttenberg – Ritchter yaitu:

Log E = 11,8 + 1,5 M (8)

Sehingga berdasarkan rumusan energi di atas, energi total gempa vulkanik pada

tanggal 8 Mei-7 Juni 2006 dari data RSAM adalah 50.866,4676 x 1012 erg.


commit to user

49

Menjelang serangkaian letusan eksplosif dari gunungapi Merapi maka

nilai energi total pun meningkat sesuai eksponensial. Tidak semua data RSAM

disajikan dalam tulisan ini, tapi secara umum terdapat gambaran bahwa data

kegempaan RSAM merupakan periode panjang terkait dengan periode

pertumbuhan kubah.

Berikut ini tampilan grafik energi total dari data RSAM;

Gambar 4 (a). Grafik energi total gempa berdasarkan data digital

Dari grafik tersebut di atas tampak bahwa energi yang dilepaskan oleh

gunungapi Merapi selama masa erupsi tidaklah sama setiap harinya. Perbedaan ini

dapat dipahami sebagai waktu yang diperlukan untuk mengumpulkan energi

aktivitas lempeng yang memicu aktivitas gunungapi. Jadi nilai energi yang

dilepaskan gunungapi Merapi ini adalah suatu nilai random yang tergantung pada

aktivitas vulkanik dari gunungapi Merapi itu sendiri. Meskipun demikian, nilai

energi gempa cenderung meningkat menjelang erupsi tanggal 14 Juni 2006.

Sepanjang data dari tanggal 8 Mei hingga 7 Juni 2006, tampak bahwa energi

terbesar dilepaskan oleh gunungapi Merapi pada tanggal 26 Mei 2006.


commit to user

50

Sedangkan untuk energi kumulatifnya dapat diperoleh dengan cara merata-

ratakan setiap data energi dalam satu hari dengan hari berikutnya. Enegi kumulatif

menunjukkan perubahan energi yang dilepaskan oleh gunungapi Merapi. Grafik

energi kumulatif yang menaik mengindikasikan semakin besarnya pelepasan

energi. Sehingga dengan RSAM ini pemantauan pelepasan energi dapat dilakukan

scara real time (terus menerus).

Kenaikan pelepasan energi gempa terjadi setiap harinya selama erupsi

berlangsung. Namun demikian kenaikan yang terbesar terjadi disekitar tanggal 15

Mei, 21 Mei dan 4 Juni. Inilah yang menjadi keunggulan dari RSAM. Informasi

pendekatan pelepasan energi yang hampir tepat waktu dapat mempermudah upaya

mitigasi bencana saat gunungapi Merapi mengalami masa krisis menjelang

terjadinya erupsi. Peningkatan jumlah data RSAM tampaknya memiliki nilai

dalam beberapa prakiraan atau prediksi letusan (Voight dan Cornelius, 1991;

Kornelius dan Voight, 1994; Kornelius dan Voight). Oleh karena itu penerapan

teknik kurva-fitting dapat dilakukan untuk memprediksi terjadinya letusan saat

gunungapi Merapi mengalami letusan pada 14 Juni 2006 yang lalu.Berikut ini

tampilan grafik energi kumulatif gempa selama tanggal 8 Mei-7 Juni 2006;

Gambar 4 (b). Grafik energi kumulatif gempa berdasarkan data digital


commit to user

51

Adanya peningkatan pelepasan energi di sekitar tanggal 27 Mei 2006

menunjukkan semakin banyak pula aktivitas seismik dan kejadian-kejadian

vulakanis lainnya. Aktivitas seismik dan beberapa kejadian vulkanis ini

diakibatkan oleh peningkatan aktivitas magma, tektonik dan hidrotermal. Erupsi

secara dahsyat terjadi pada Gunungapi Merapi pada tanggal 14 Juni 2006

mengakibatkan munculnya kubah lava baru yang lebih tinggi dari puncak Garuda

(puncak dari Gunungapi Merapi). Peristiwa erupsi ini dapat diikuti dengan adanya

Gempa Vulkanik terlebih dahulu atau tidak diikuti Gempa Vulkanik terlebih

dahulu. Mulai sekitar tanggal 30 Mei 2006 panjang periode gempa (pada saat

gunungapi Merapi mengalami rangkaian erupsi) dan getaran adalah kontributor

dominan untuk peningkatan pesat dalam jumlah amplitudo RSAM.

Untuk hasil pengolahan data seismik diperoleh beberapa informasi dari

erupsi yang terjadi di bulan Mei sampai bulan Juni 2006 pula. Dari data seismik

(manual) bagian kolom waktu menunjukkan tanggal terjadinya gempa yang

tercatat di masing- masing stasiun. Kemudian ta menujukkan waktu dalam detik

kejadian gempanya. Sehingga ketelitian untuk nilai detik ini adalah lima angka,

misal dari data;

Waktu Ta

05.06.09 11:01:43.953

Ini berarti gempa terjadi pada bulan Mei, tanggal 6 tahun 2009, waktu

kejadiannya adalah pukul 11:01:43.953. Pada lembar data seismik komponen

Amak menunjukkan amplitudo maksimum dari gempa. Amplitudo maksimum

diukur dari nilai rentangan amplitudo yang terlebar dalam satuan millimeter. Saat

pengambilan data secara manual rentangan amplitude diukur dengan

menggunakan penggaris stainsles stell buatan Japan.

Pada lembar data seismik komponen durasi menunjukkan lama gempa

terjadi. Durasi dihitung dengan cara mengukur panjang gelombang yang terjadi

(dalam satuan detik) kemudian membaginya dengan angka 2. Angka 2 diperoleh

dengan penjelasan sebagai berikut: secara umum out put dari diskiminator

disuapkan ke VR-65 (merupakan sistem pencatat seismogram dan amplifier


commit to user

52

galvanometer). VR-65 ini mempunyai sensitivitas yang diatur sebesar 50 mV/mm

dan putaran seismogram sebesar 120 mm/menit (dapat diubah). Sehingga panjang

1 menit dalam seismogram = 120 milimeter. Dengan demikian 1 detiknya adalah

pembagian antara nilai 120 milimeter terhadap 60 detik. Maka diperoleh

perumusan menghitung lama terjadi gempa yaitu dengan mengukur panjang

gelombang gempa dan kemudian membaginya dengan angka 2.

Pencatatan data seismik ini berasal dari 4 stasiun, yaitu stasiun Plawangan,

Klatakan, Deles, dan Pusunglondon. Setiap stasiun mempunyai arah komponen

sendiri-sendiri. Untuk stasiun dengan kode E3 adalah stasiun Pusunglondon timur,

N3 : Pusunglondon utara, Z3 : Pusunglondon arah Z, N2 : untuk Deles, E2 :

Klatakan dan Z2 : Plawangan.

Nilai Amak merupakan nilai amplitudo maksimum dari data gempa yang

tercatat di stasiun Pusunglondon. Pengolahan nilai input data hanya dari data

stasiun Pusunglondon dikarenakan hanya stasiun ini yang jadi patokan. Dan

stasiun Pusunglondon ini tercatat mempunyai tiga arah komponen yaitu arah

komponen E, N dan Z. Stasiun Pusunglondon mempunyai faktor penguatan tanah

(Cg) kecil, sehingga perbesaran instrument seismografnya sendiri diperbesar 5

kali dari perbesaran seismograf lainnya (referensi). Untuk menghitung magnitudo

dan energi gempa digunakan data stasiun Pusunglondon. Sedangkan pengambilan

saat pencatatan datanya dianalisa terlebih dahulu berdasarkan referensi data dari

stasiun Deles (DEL). Hal ini dikarenakan stasiun DEL mempunyai tingkat

gangguan (background noise level) sangat rendah karena terletak pada lava flow.

Selain itu jaringan seismik Gunung Merapi letaknya tidak terlalu jauh atau pun

dekat dengan puncak sehingga gempa dangkal/dalam kurang lebih diperlakukan

sama (Ratdomopurbo, 2000).

Kemudian nilai energi total dihitung dengan rumus;

( )ergE M5.18.1110 += (8)

Berdasarkan pengolahan data seismik didapatkan nilai total energi gempa

selama 8 Mei-7 Juni 2006 (masa erupsi gunungapi Merapi 2006) adalah sebesar

55.762,4043 x 1012 erg. Setelah peristiwa erupsi 14 Juni 2006 jumlah gempa


commit to user

53

harian berkurang. Tentu saja ini berarti bahwa energi yang dilepaskan oleh

gunungapi Merapi pun juga berkurang. Pengurangan banyaknya gempa

didominasi oleh gempa jenis multiphase. Berdasarkan data , gempa multiphase di

bulan Juni mencapai 55 gempa, Agustus: 8 gempa, September: 1474 gempa. Hal

ini dikarenakan setelah proses Erupsi yang terjadi justru gempa guguran sehingga

intensitas skala gempa guguran sebelum dan sesudah erupsi akan jauh lebih besar

setelah proses erupsi. Material-material setelah erupsi cenderung dilepaskan

dalam bentuk jatuhan batu atau awan panas.

Energi total gempa terbesar mulai tanggal 1 Juni 2006 dan hari- hari

berikutnya (berdasarkan data seismik nilai Amak sama selama enam hari

sesudahnya yaitu 115 milimeter). Berikut ini grafik energi total gempa selama 8

Mei – 7 Juni 2006 berdasarkan data seismik;

Gambar 4 (c). Grafik energi total gempa berdasarkan data seismik

Pengolahan data seismik untuk menentukan total energi kumulatif gempa

juga sangat membantu upaya pemantauan aktivitas suatu gunungapi. Sedangkan

untuk grafik yang menunjukkan perubahan pertambahan energi gempa tiap

harinya ditunjukkan oleh grafik di bawah ini (berdasarkan data seismik);


commit to user

54

Gambar 4 (d). Grafik energi kumulatif gempa berdasarkan data seismik

Peningkatan yang signifikan dalam RSAM menandakan jumlah aktivitas

gempa bumi. Dan peningkatan pesat dalam jumlah kumulatif RSAM digunakan

sebagai dasar untuk menerbitkan peringatan sebelum letusan pada tanggal 14 Juni

2006. Meskipun kemajuan dalam akuisisi data berbasis komputer, drum perekam

masih teknik paling penting untuk rekaman data seismik. Tinjauan sekilas pada

drum memberi pandangan keseluruhan yang cepat dari tingkat kegempaan dan

karakternya. Gambaran getaran gempa dalam seismogram juga dapat ditampilkan

sebagai suatu sisi kualitatif dalam mengamati perubahan seismisitas pada periode

waktu tertentu saat masa erupsi. Catatan perekaman secara analog juga digunakan

untuk menginterpretasikan data dari teknik lainnya, misalnya mengukur sebagian

dari sinyal di tanggal tertentu. RSAM dan SSAM dapat terkontaminasi dengan

budaya telemetri atau kebisingan. Sedangkan catatan analog saat jenuh pun dapat

memberikan konteks kualitatif dari rentetan gempa vulkanik. Selain itu catatan

analog bisa digunakan untuk meneliti metode lain yang lebih kuantitatif. Namun

demikian RSAM tetap merupakan metode yang lebih efisien untuk penyajian dan

perekaman data gempa saat menjelang erupsi gunungapi Merapi. Hal ini sangat

berkaitan dengan cepat lambatnya upaya mitigasi bencana erupsi gunungapi

Merapi.


commit to user

55

IV. 2. 2. Keterkaitan antara Parameter Gempa Magnitudo, Energi Total dan

Energi Kumulatif Gempa Selama Erupsi Gunungapi Merapi (periode 8 Mei -

Juni 2006) berdasar Data Digital (RSAM)

Gambar 4 (e). Grafik hubungan antara nilai magnitudo, energi total,

dan energi kumulatif gempa berdasarkan data digital

Gambar grafik di atas merupakan grafik yang terbentuk dari tiga

komponen parameter gempa vulkanik. Parameter tersebut diantaranya nilai

magnitudo, nilai energi total, dan nilai energi kumulatif gempa. Meskipun tidak

menunjukkan nilai kesebandingan yang berbanding lurus, namun grafik tersebut

memperlihatkan bahwa terdapat kecenderungan peningkatan nilai magnitudo

gempa vulkanik terhadap kenaikkan nilai energi gempanya.

Magnitudo gempa adalah besaran yang berhubungan dengan kekuatan

gempa di sumbernya. Dalam hal ini yang menjadi sumber gempa adalah aktivitas

magma di dalam gunungapi Merapi selama masa erupsi. Atau bisa dikatakan

bahwa rentetan gempa vulkanik terjadi karena adanya pergerakan magma dari


commit to user

56

dalam bumi ke atas menuju ke arah permukaan melalui lubang vulkanisme.

Akibat adanya pergerakan magma dengan energi yang kuat tersebut, maka

didaerah sekitar gunungapi Merapi tersebut timbul suatu getaran. Peningkatan

getaran menjelang erupsi gunungapi Merapi berakibat pada meningkatnya jumlah

aktivitas gempa bumi. Kemudian peningkatan jumlah kumulatif RSAM

digunakan sebagai dasar untuk menerbitkan peringatan – peringatan selama masa

erupsi Merapi tahun 2006.

IV. 2. 3. Korelasi kedua Grafik dari Data Digital dan Seismik selama

Erupsi Gunungapi Merapi (periode 8 Mei - Juni 2006).

berdasar Data Digital dan Seismik.

Gambar 4 (f). Grafik energi total gempa berdasarkan data seismik dan digital


commit to user

57

Gambar 4 (g). Tampilan koefisien grafik dari kedua grafik energi.

Kedua gambar di atas secara berurutan menunjukkan grafik energi total

dari dua sumber data (seismik dan digital), dan memaparkan pula statistik

diskriptifnya. Warna merah mewakili data seismik dan warna ungu mewakili data

digital. Dengan melihat hasil perpaduan kedua grafik tersebut, dapat diketahui

bahwa data terdistribusi hampir sama untuk awal bulan (tanggal 8-12 Mei 2006).

Hal ini menunjukkan pula bahwa di awal Mei gunungapi Merapi mengalami

peningkatan aktivitas vulkaniknya.

Korelasi atau hubungan antara dua data yang dipakai ditunjukan oleh

gambar 4 (f) dan 4 (h). Analisis korelasi dalam penelitian ini bertujuan untuk

mengetahui kekuatan asosiasi (hubungan) linear antara dua variabel energi gempa

vulkanik gunungapi Merapi periode 8 Mei- 7 Juni 2006. Korelasi dalam penelitian

ini tidak menunjukkan hubungan fungsional atau dengan kata lain analisis korelasi

tidak membedakan antara variabel dependen dengan variabel independen.

(Nugroho, 2005:35). Hasil analisis korelasi adalah berupa koefisien korelasi dari

masing-masing data yang dipakai.


commit to user

58

Nilai koefisien korelasi berkisar antara –1 sampai +1 (Umar, 2002:314).

Batas-batas nilai koefisien korelasi diinterpretasikan sebagai berikut (Nugroho,

2005:36):

1. 0,00 sampai dengan 0,20 berarti korelasinya sangat lemah.

2. 0,21 sampai dengan 0,40 berarti korelasinya lemah.

3. 0,41 sampai dengan 0,70 berarti korelasinya kuat.

4. 0,71 sampai dengan 0,90 berarti korelasinya sangat kuat.

5. 0,91 sampai dengan 0,99 berarti korelasinya sangat kuat sekali.

6. 1.00 berarti korelasinya sempurna.

Berdasarkan hasil pengolahan data, didapatkan korelasi untuk grafik

energi sebagai berikut;

a. Nilai koefisien korelasi grafik energi untuk data digital dan seismik

adalah sebesar 0,08751.

b. Nilai 0,08751 tersebut menunjukkan bahwa korelasi antara grafiknya

sangat lemah. Meski demikian pada poltting grafik cukup

menunjukkan bahwa kenaikan nilai energi terjadi di awal bulan Mei

yakni kisaran tanggal 8-12 Mei 2006 dalam kurun waktu masa erupsi

gunungapi Merapi tahun 2006.

c. Berdasarkan pengolahan grafik energi diketahui pula dari;

1. Data digital

- Rataan energi yang tersebar : 4,41875 x 10 9 erg

- Standar Deviasi energi : 2,27224 x 10 9 erg

- Sum : 1,28611 x 10 11 erg

- Min : 4,66824 x 10 8 erg

- Max : 9,75816 x 10 9 erg

2. Data seismik analog

- Rataan energi yang tersebar : 2,62485 x 10 9 erg

- Standar Deviasi energi : 1,66659 x 10 9 erg

- Sum : 8,13705 x 10 10 erg

- Min : 1,10556 x 10 9 erg

- Max : 8,44793 x 10 9 erg


commit to user

59

Gambar 4 (h). Grafik energi kumulatif gempa berdasarkan data seismik dan digital

Gambar 4 (i). Tampilan koefisien grafik dari kedua grafik energi kumulatif


commit to user

60

Sedangkan untuk grafik hubungan antara energi kumulatif dari kedua data

didapatkan nilai koefisien korelasi sebesar 0,94098. Dan hal ini mengindikasikan

bahwa kedua data sangat kuat sekali berkaitan. Meskipun demikian ada beberapa

selisih nilai yang menyebabkan kedua data tidak berkorelasi =1, dimungkinkan

karena untuk pada RSAM, pencacahan dan penghitungan nilai energi jauh lebih

runtut (termasuk untuk penghitungan nilai energi dari faktor noise seperti hujan

dan faktor-faktor lain yang dapat terekam oleh sistem. Sedangkan perhitungan

pada data analog hanya mampu memperhitungkan nilai dari penjumlahan energi

dari masing-masing gempa satu persatu tanpa memperhitungkan noise.

Secara keseluruhan dari kedua data menunjukkan bahwa terjadi

peningkatan energi harian selama masa erupsi gunungapi Merapi. Peningkatan

energi terdistribusi secara merata hampir pada awal bulan Mei. Dalam rentang 8

Mei – 7 Juni 2006, energi gempa yang dilepaskan gunung api Merapi adalah

bersifat random. Hal ini disebabkan karena nilai / besarnya energi adalah

bergantung pada aktivitas vulkanik yang terjadi di dalam gunugapi Merapi. Saat

gunungapi Merapi mengalami masa krisis banyak aktivitas vulkanik yang tidak

dapat diduga. Meski demikian dengan adanya pemantauan aktivitas gunungapi

seperti halnya yang terjadi di gunungapi Merapi akan mempermudah para

pengamat untuk mendapatkan informasi terkait intensitas aktivitas vulkaniknya.

IV. 2. 4. Informasi Spektral dari Data Digital selama Erupsi

Gunungapi Merapi (periode 8 Mei - Juni 2006)

Berdasarkan penelitian ini dapat diketahui bahwa teknologi dan informasi

yang cepat dan akurat sangat diperlukan saat gunungapi Merapi mengalami masa

krisis. RSAM (Real-Time Seismic Amplitude Measurement) dapat menyediakan

informasi kualitatif yang tepat saat terjadi krisis seismik gunungapi. Begitu pula

dengan adanya SSAM (Spectral Seismic Amplitude Measurement).

Perekaman secara digital terkait spektral energi gunungapi Merapi selama

8 Mei-7 Juni 2006 diperlihatkan oleh tabel.9, sebagai berikut;


commit to user

61


commit to user

62

Dari data digital diketahui pula informasi spektral saat gunungapi Merapi

mengalami masa erupsi. Pembatasan data juga dilakukan yaitu pada rentang 8 Mei

– 7 Juni 2006. Analisis spektral didasarkan pada data digital dengan stasiun

Pusunglondon arah komponen Z. Pada stasiun ini terdapat 16 channel frekuensi

yang sudah diatur. Pengaturan channel ini disesuaikan dengan penerimaan

frekuensi. Adapun channel frekuensi yang terpasang untuk 16 channel data

SSAM di Gunung Merapi adalah : 0.5 Hz, 0.9 Hz, 1.3 Hz, 1.5 Hz, 1.7 Hz, 1.9 Hz,

2.1 Hz, 2.3 Hz, 2.5 Hz, 2.7 Hz, 2.9 Hz, 3.1 Hz, 3.2, Hz 3.6 Hz, 4.4 Hz, dan 9.9

Hz. Dan data SSAM ini diambil setiap satu hari.

Kemudian sebaran nilai energi spektral terhadap waktu (yakni tanggal 8

Mei – 7 Juni 2006) dari masing-masing channel ditunjukkan gambar di bawah ini;

Gambar 4 (j). Grafik seismisitas spektral gunungapi Merapi tanggal 8 Mei – 7 Juni 2006

Saat gunungapi Merapi mengalami masa krisis, perekaman data digital

memaparkan bahwa terjadi peningkatan power spectral dari masing-masing


commit to user

63

channel. Tepatnya sepanjang 18-23 Mei dan peningkatan secara tajam 30 Mei – 2

Juni. Puncak power spectral tertinggi pada tanggal 2 Juni 2006.

Peningkatan didominasi oleh frekuensi 1,3 dan 1,5 Hz. Hal ini berarti

bahwa dalam penelitian ini gempa vulkanik yang terjadi selama periode 8 Mei – 7

Juni 2006 cenderung berupa gempa berfrekuensi 1,3 - 1,5 Hz. Berdasarkan teori,

untuk gempa vulkanik memiliki frekuensi tinggi, yaitu rentang frekuensi antara

4,5 Hz – 6 Hz. Sedangkan gempa tektonik jauh (gempa Telle) memiliki frekuensi

yang relatif rendah. Frekuensi gempa didominasi oleh nilai 1,3 - 1,5 Hz. Hal ini

diduga sebagai gempa yang terjadi akibat distribusi tekanan magma (yang berada

didalam) yang semakin bertambah. Sebagai akibatnya adalah perekaman

intensitas terjadinya gempa Low Frequency (LF) sangat tinggi. Dengan demikian

pada rentang tanggal tersebut sering terjadi gempa yang berkaitan dengan

aktivitas fluida di dalam kubah lava.

Gempa Low Frequency (LF) tersebut berfrekuensi rendah dan memiliki

sumber dangkal. Amplitudo dari gempa tersebut tercatat paling besar didasarkan

pada data stasiun Pusunglondon. Pemilihan channel 1,3 Hz dan 1,5 Hz ini

didasarkan penelitian sebelumnya dan channel tersebut baru dipilih dan digunakan

setelah 1989, karena sebelumnya belum pernah terjadi gempa LF.


commit to user

64

BAB V

PENUTUP

V. 1. Kesimpulan

Dari penelitian ” Analisis Energi Kumulatif Gempa Gunungapi Merapi

Berdasarkan Data Real-time Seismic Amplitudo Measurement (RSAM) dan

Perbandingannya Terhadap Data Seismik Periode Mei-Juni 2006 “ ini diperoleh

beberapa kesimpulan, diantaranya adalah sebagai berikut;

1. Nilai energi kumulatif gempa akibat erupsi gunungapi Merapi baik

berdasarkan data RSAM maupun data Seismik periode bulan Mei-Juni

2006 cenderung meningkat dengan diikutinya peningkatan aktivitas

vulkanik menjelang erupsi 14 Juni 2006. Rentetan gempa vulkanik

terjadi karena adanya pergerakan magma dari dalam bumi ke atas

menuju ke arah permukaan melalui lubang vulkanisme, akibatnya

terdapat pergerakan magma dengan energi yang kuat tersebut (di

daerah sekitar gunungapi Merapi timbul suatu getaran). Peningkatan

getaran menjelang erupsi gunungapi Merapi berakibat pada

meningkatnya jumlah aktivitas gempa bumi. Kemudian peningkatan

jumlah kumulatif RSAM digunakan sebagai dasar untuk menerbitkan

peringatan – peringatan selama masa erupsi Merapi tahun 2006. Sistem

RSAM mempermudah kegiatan pemantauan aktivitas gunungapi

Merapi sehingga diperoleh informasi secara real-time saat merapi

mengalami masa krisis.

2. Nilai koreksi energi kumulatif dari perbandingan data RSAM dan Data

Seismik gempa erupsi Gunung Merapi periode bulan Mei-Juni 2006

adalah sebesar 0,94098. Dan hal ini mengindikasikan bahwa kedua

data sangat kuat sekali berkaitan (berdasarkan Nugroho, 2005:36 nilai

0,91 sampai dengan 0,99 berarti korelasinya sangat kuat sekali).

Meskipun demikian ada beberapa selisih nilai yang menyebabkan

kedua data tidak berkorelasi =1, dimungkinkan karena pada RSAM,

64


commit to user

65

pencacahan dan penghitungan nilai energi jauh lebih runtut (termasuk

untuk penghitungan nilai energi dari faktor noise seperti hujan dan

faktor-faktor lain yang dapat terekam oleh sistem. Sedangkan

perhitungan pada data analog hanya mampu memperhitungkan nilai

dari penjumlahan energi dari masing-masing gempa satu persatu tanpa

memperhitungkan noise.

V. 2. Saran

Dalam penelitian berikutnya terkait analisis energi kumulatif gempa

gunungapi Merapi ini sebaiknya dilakukan tambahan variasi lain dalam

pengolahan data. Variasi yang dapat ditambahkan misalnya memperbanyak

pengolahan grafik data terkait parameter - parameter gempa vulkanik yang lain.

Dalam hal ini mungkin akan memberikan efek pada hasil pengolahan data

sehingga diperoleh informasi seismik dan vulkanik yang lebih akurat.

analisis energi kumulatif gempa … digilib.uns.ac.id commit to user iii pernyataan keaslian skripsi...

Documents