estimasi momen tensor, pola bidang sesar dan mekanisme...

Estimasi Momen Tensor, Pola Bidang

Sesar Dan Mekanisme Fokus Gempa

Tohoku-oki 2011 Memanfaatkan Inversi

Wavefrom Tiga Komponen

Menggunakan Progam Isola

Pembimbing : Prof. Dr. rer. nat Bagus Jaya Santosa, SU

Depta Mahardika S

11 10 100 032

Jurusan Fisika - FMIPA

PRESENTASI Tugas Akhir

PENDAHULUAN

- Latar Belakang -

Sidang Tugas Akhir -10 Juli 2014

Lempeng Tektonik yang mengapit Jepang

- Latar Belakang -

1

- Geologi Tektonik -

• Aktivitas tektonik Jepang dipengaruhi oleh lempeng Philipina, Eurasia, Amerika Utara dan Pasifik

• Jepang didominasi oleh zona subduksi

• Ditandai dengan banyaknya pembentukan gunung api di daerah sekitar subduksi

Sidang Tugas Akhir -10 Juli 2014 2

- Tujuan Penelitian -

• Menentukan momen tensor dari event gempa yang terjadi

• Menentukan pola bidang sesar dan karakteristik

sesar dari mekanisme fokus gempa • Besarnya slip dari sesar yang dihasilkan gempa bumi


- Batasan Masalah -

• Estimasi mekanisme fokus dari gempa bumi foreshock dan aftershock Tohoku-Oki 2011 menggunakan event gempa 9-11 Maret 2011

• Menentukan CMT, karakteristik sesar dan pola bidang sesar

• Magnitudo gempa lebih dari sama dengan 4.5 SR • Tinjauan bumi sebagai media yang isotropis • Pengolahan data dilakukan dengan menggunakan

model bumi Jepang yang sudah diketahui


TINJAUAN

PUSTAKA


- Tektonik Lempeng -

Teori tektonik Lempeng : “ Kerak bumi tersusun atas beberapa lempeng tektonik yang terus menerus bergerak secara dinamis. Lempeng-lempeng ini mengapung di atas asthenosfer yang bersifat cair dan panas “

5


- Gempa Bumi -

5

Foreshock : • Gempa bumi sebelum

gempa bumi utama • Mw lebih besar dari

gempa utama • Terjadi disekitar gempa

utama • Terjadi di sepanjang

rupture gempa utama

Mainshock : • Gempa bumi yang

memiliki magnitudo paling besar

Aftershock : • Gempa bumi setelah

gempa bumi utama (gempa susulan)

• Letaknya tidak jauh dari gempa utama (bergantung pada Mw)

- Gelombang Seismik -


Penjalaran gelombang seismik di dalam permukaan bumi

6

- Geologi Sesar -


- Parameter Sesar -

1. Strike

Diukur searah dengan jarum jam dari arah utara. Merepresentasikan orientsi sesar

2.Dip

menggambarkan kecuramaan patahan

3. Rake

menggambarkan pergerakan hanging wall terhadap foot wall


- Momen Tensor -

• Setyowidodo : Momen tensor digunakan untuk menggambarkan arah gaya penyebab gempa bumi, mengetahui parameter sesar dan karakteristik sesar

• Momen tensor memiliki 6 komponen independen


- Momen Tensor-


Arah komponen Momen tensor

9

- Inversi Momen Tensor -

• Inversi linier Least – square


d = G m

Inversi : pemodelan yang dilakukan untuk merekonstruksi model bumi (distribusi parameter fisika) berdasarkan data hasil pengukuran

Memodelkan bawah permukaan bumi

Gelombang seismik menja

10

- Double Couple -

Sistem terdiri dari dua pasang gaya yang masing-masing memiliki besar yang sama dan tegak lurus satu sama lainnya. Gempa bumi pada dasarnya disebabkan oleh sistem gaya tipe ini (Honda, 1957).


- Mekanisme Fokus -


• Adalah studi mengenai geometri sesar dan penjalaran gelombang seismik selama terjadi gempa bumi

12

Metodologi


Studi Literatur

Pengumpulan data

Pengolahan data

Perhitungan data

Analisa data

Kesimpulan

- Metodologi -

BHE BHN

BHZ


- Metodologi -


SEED

SAC

15

- Metodologi - Plotting Model Bumi Jepang

Event Info


- Metodologi -


Pemilihan Staisun Gempa

17

- Metodologi -


Gambar. Raw Data Preparation

Gambar. Trial Source

18

- Metodologi -


Menentukan bidang patahan

Parameter Sesar

Metode H-C

PLOT

MULAI

SELESAI

- Metodologi -

Analisa Hasil


- Slip Gempa -


Sesar Strike-Slip Log L = 0.59 Mw – 2.30 Log A = 0.82 Mw – 2.79 Log W = 0.23 Mw - 0.49

Sesar Dip Slip di Subduksi Log L = 0.55 Mw- 2.19 Log A = 0.86 Mw – 2.82 Log W = 0.31 Mw – 0.63

Mo = µ.A.D

Besarnya ukuran sesar dapat dihitung menggunakan persamaan:

Papazachos, 2004

Besarnya displacement yang dialami oleh gempa dapat dihitung menggunakan persamaan:

Hanks & Kanamori

Dimana : L : panjang sesar A : luas sesar W : lebar sesar

21

HASIL &

PEMBAHASAN

Event gempa bumi aftershock

Event gempa bumi foreshock

No Tanggal Jam Latt Long Mag depth Lokasi

1

09-03-2011

04:36:59.00 38.6065 143.2488 6.1 11.31 Miyagi 2 12:03:15.48 38.3608 143.1847 4.8 12.90 Miyagi 3 14:24:05.50 38.5558 143.1847 4.7 26.00 Miyagi 4 18:16:14.18 38.2712 142.8788 6.4 28.87 Miyagi 5

10-03-2011 11:21:05.09 38.5192 143.3075 5.2 23.00 Miyagi

6 21:49:43.85 38.4723 143.2505 4.5 35.00 Miyagi

No Tanggal Jam Latt Long Mag depth Lokasi

1

11-03-2011

06:08:53.50 39.8390 142.7815 7.4 31.70 Iwate

2 18:11:24.67 37.1348 142.0460 6.1 16.19 Fukhu sima 3 19:02:56.21 39.2263 143.3052 6.3 37.00 Sanriku 4 19:46:47.65 40.4168 139.0697 6.4 24.00 Aomori

5 20:11:21.02 38.8572 142.7725 6.4 0 Miyagi

6 23:26:46.38 38.9207 142.9055 5.3 30.00 Miyagi Sidang Tugas Akhir -10 Juli 2014

- Data Penelitian -

- Event Gempa -


- Stasiun Gempa -


- Momen Seismik - Momen seismik menggambarkan besarnya energi yang dilepaskan oleh sumber gempa bumi

No Tgl Origin Time

(UTC) Mag

Momen Skalar (Nm)

Perhitungan ISOLA

NIED Jepang

1 09-03 04:36:59.00 6.1 8,157.1017 7,56.1017

2 09-03 12:03:15.48 4.8 0,992.1016 1,02.1016

3 09-03 14:24:05.50 4.7 0,996.1016 1,05.1016

4 09-03 18:16:14.18 6.4 1,030.1018 1,10.1018

5 10-03 11:21:05.09 5.2 4,937.1016 5,04.1016

6 10-03 21:49:43.85 4.5 5.439.1015 5,52.1015

Gempa Foreshock


- Momen Seismik - Gempa Aftershock

No Tgl Jam Mag

Momen Skalar (Nm)

Perhitungan ISOLA

NIED Jepang

1 11-03 06:08:53.50 7.4 1,100.1020 1,40.1020

2 11-03 18:11:24.67 6.1 3,460.1017 3,35.1017

3 11-03 19:02:56.21 6.3 1,777.1018 1,77.1018

4 11-03 19:46:47.65 6.4 1,824.1018 1,60.1018

5 11-03 20:11:21.02 6.4 1,240.1018 1,23.1018

6 11-03 23:26:46.38 5.3 6,084.1016 6,89.1016

Momen seismik berbanding lurus dengan magnitudo. Momen seismik paling terbesar pada event gema aftershock (Mw=7.4)


- Momen Tensor -

Gempa Foreshock

Event Mrr=Mzz Mtt= Mxx Mpp= Myy Mrt= Mxz Mrp=-Myz Mtp=-Mxy Exp Var 09_04:36:59 2.140 0.449 -2.639 4.400 6.371 -0.832 17 0.74

09_12:03:15.48 6.087 -3.027 -3.060 -7.360 -3.046 -2.686 15 0.71 09_14:24:05.50 3.682 -0.864 -2.818 -2.649 6.500 -6.243 15 0.69 09_18:16:14.8 5.294 0.800 -6.093 3.838 7.213 -2.548 17 0.94

10_11:21_05.09 2.159 0.778 -2.936 1.806 3.459 -1.485 16 0.88

10_21:49:43.85 2.223 0.456 -2.679 3.186 3.386 -1.343 15 0.81

Gempa Aftershoock Event Mrr=Mzz Mtt= Mxx Mpp= Myy Mrt= Mxz Mrp=-Myz Mtp=-Mxy Exp Var

11_06:08:53.50 1.611 1.166 -2.777 5.561 9.119 1.039 19 0.6 11_18:11:24.67 -1.730 0.209 1.521 -0.299 2.859 -1.016 17 0.53 11_19:02:56.21 -1.408 1.192 0.217 0.959 0.670 0.253 18 0.91 11_19:46:47.65 0.088 1.173 -1.261 -0.366 0.788 1.043 18 0.87 11_20:11:21.02 -1.226 0.653 0.573 -0.057 0.364 -0.522 18 0.8 11_23:26:46.38 -5.389 4.449 0.940 -0.289 1.548 -2.705 16 0.61

- Slip Gempa -

Slip menggambarkan besarnya dislokasi atau pergeseran yang dialami oleh bidang patahan

Gempa Foreshock

No origin time Mw

(SR)

Kedalaman

gempa

(km)

L (km) W (km) A (km2) S(m)

1 09_04:36:59.00 6.1 11.31 14.622 7.211 266.686 7.38

2 09_12:03:15.48 4.8 12.9 2.818 6.714 20.324 1.18

3 09_14:24:05.50 4.7 26 2.483 22.594 16.672 0.93

4 09:18:16:14.18 6.4 28.87 21.380 6.714 483.059 3.32

5 10_11:21:05.09 5.2 23 4.677 5.821 44.875 2.67

6 10_21:49:43.85 4.5 35 1.928 0.234 11.220 0.76


- Slip Gempa - Gempa Aftershock

No origin time Mw Kedalaman

gempa (km) L (km) W (km) A (km2) S (m)

1 11_06:08:53.5 7.4 31.7 75.858 46.132 3499.45

2 49.38

2 11_18:11:24.67 6.1 16.19 14.622 18.239 266.686 3.15

3 11_19:02:56.21 6.3 37 18.836 21.038 396.278 7.04

4 11_19:46:47.65 6.4 24 29.923 9.594 287.078 15.46

5 11_20:11:21.02 6.4 0 21.380 22.594 483.059 11.32

6 11_23:26:46.38 5.3 30 5.309 10.304 54.702 1.74

Besarnya slip dipengaruhi oleh magnitudo gempa. Slip berbanding lurus dengan magnitudo


- Pembahasan -


- Pembahasan -


Penentuan bidang patahan Jarak bidang pertama (hijau) –

hipesenter 8.08 km Jarak bidang kedua (merah) –

hiposenter 17. 16 Bidang patahan warna hijau

31

- Pembahasan -


- Pembahasan -


Korelasi = 0.91


- Pembahasan -

• Dari hasil inversi didapatkan mekanisme fokus gempa Tohoku- Oki

• Jepang didominasi oleh sesar dip slip normal, dip slip reverse

dan strike slip

• Hal ini sangat dipengaruhi oleh kondisi geologi Jepang

34

- Pembahasan -

• Pola sesar pada gempa bumi foreshock didominasi oleh sesar naik (reverse fault)

• mengindikasikan adanya interaksi antara lempeng tektonik

• Hal ini bersesuaian dengan letak pesisir Miyagi yang berdekatan dengan zona subduksi lempeng Pasifik

• Gempa disebabkan oleh subduksi lempeng Pasifik


- Pembahasan -

• Pola sesar lebih gempa aftershock

didominasi oleh sesar normal di daerah Fukushima, Sanriku dan Miyagi

• Aomori mempunyai pola sesar dominasi strike-slip, hal ini dipengaruhi oleh pergerakan lempeng Eurasia ke arah barat daya yang bergeser

• dominasi reverse fault gempa bumi yang terletak di zona subduksi dan dominasi normal fault pada bumi yang terjadi diluar zona subduksi.


- Polaritas Gelombang P -

19:46:47.65 Aomori

06:08:53.50 Iwate

Miyagi

Fukhusima


Event Gempa ISOLA NIED

Jepang

09/03/2011 04:36:59.00

09/03/2011 12:03:59.00

09/03/2011 14:23:05.50

09/03/2011 18:16:14.18

10/03/2011 11:21:05.09

10/03/2011 21:49:43.85

Event Gempa ISOLA NIED

Jepang

11/03/2011 06:08:53.50

11/03/2011 18:11:24.67

11/03/2011 19:02:56.21

11/03/2011 19:46:47.65

10/03/2011 11:21:05.09

10/03/2011 21:49:43.85

- Kesimpulan -

• CMT gempa bumi ditentukan dengan menggunakan metode inversi wavefrom tiga komponen dan didapatkan lokasi CMT lebih dangkal daripada letak hiposenter

• Besar momen tensor untuk masing-masing komponennya mempunyai rentang sebagai berikut ini,

Mrr = Mzz 2.223 exp15 sampai 1.611 exp19

Mtt = Mxx 0.456 exp15 sampai 1.166 exp19

Mpp = Myy 2.679 exp15 sampai 2.777 exp19

Mrt = Mxz 2.649 exp15 sampai 5.561 exp19

Mrp = -Myz 3.386 exp15 sampai 0.119 exp19

Mtp = - Mrxy1.343 exp15 sampai 1.039 exp19

• Pola bidang sesar gempa didominasi sesar naik (reverse fault) di sekitar Jepang trench pada gempa bumi foreshock dan dominasi sesar turun (normal fault) aftershock

• Besar slip rata-rata dari event gempa bumi Tohoku-Oki adalah 7.38 m untuk gempa bumi foreshock dan 49.38 m untuk gempa bumi aftershock


TERIMA KASIH

estimasi momen tensor, pola bidang sesar dan mekanisme...

Documents