program studi fisika fakultas matematika dan ilmu
Post on 04-Oct-2021
7 Views
Preview:
TRANSCRIPT
ANALISIS RESIKO TSUNAMI AKIBAT GEMPA YANG BERSUMBER DI
FLORES BACK ARC THRUST DENGAN METODE TOAST
Oleh:
I Ketut Sukarasa
PROGRAM STUDI FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS UDAYANA
2018
i
LEMBAR PENGESAHAN
Judul : ANALISIS RESIKO TSUNAMI AKIBAT GEMPA YANG BERSUMBER
DI FLORES BACK ARC THRUST DENGAN METODE TOAST
Disetujui Oleh :
Koordinator Program Studi Fisika Penyusun
FMIPA Universitas Udayana
(Dr. A.A. Ngurah Gunawan, M.T.) (I Ketut Sukarasa, S.Si, M.Si)
NIP. 196209251992031003 Nip. 196906011998021001
ii
ABSTRAK
Telah dilakukan simulasi tsunami berdasarkan skenario simulasi gempa
bumi yang bersumber di bagian Flores Back Arc Thrust dengan
memvariasikan magnitudo dari 7 – 8.5 skala Richter menggunakan
perangkat lunak TOAST. Berdasarkan hasil simulasi, pada magnitudo 7 – 8
skala Richter, run-up tertinggi dimiliki oleh daerah Karangasem Utara yaitu
0,54 meter dengan waktu tiba 22 detik, 2,04 meter dengan waktu tiba 10
detik dan 5,57 meter dengan waktu tiba 2 detik. Pada magnitudo 8.5 skala
Richter, run-up tertinggi dimiliki oleh daerah Pantai sanur dengan tinggi
run-up sebesar 10,86 meter dengan waktu tiba 7 menit 3 detik.
Kata Kunci : Simulasi, Tsunami, TOAST, Flores Back Arc Thrust
ABSTRACT
A tsunami simulation based on an earthquake simulation scenario sourced
in the Flores Back Arc Thrust section by varying the magnitude from 7 – 8.5
Richter scale and using a software called TOAST. Based on the simulation,
on 7 – 8 Richter scale magnitude, the highest Run-Up owned by North
Karangasem region, that are 0.54 meter with arrival time 22 seconds, 2.04
meter with arrival time 10 seconds, and 5.57 meter with arrival time 2
seconds. On 8,5 Richter scale magnitude, the highest run-up owned by
Sanur Beach region, that is 10,86 meter with arrival time 7 minutes 3
seconds.
Keyword : Simulation, tsunami, TOAST, Flores Back Arc Thrust
iii
KATA PENGANTAR
Bakti ring Hyang Widi Wasa sampun aturan titiang, mangde preside wusan
makalah puniki sane mejudul: “Analisa Resiko Tsunami Akibat Gempa yang
Bersumber di Flores Back Arc Thrust dengan Menggunakan Aplikasi TOAST”.
Dalam penulisan makalah seminar ini, penulis menyampaikan banyak terima
kasih kepada :
1. Bapak Dr. Drs. A.A. Ngurah Gunawan, MT selaku Koordinator Program
Studi Fisika FMIPA Universitas Udayana
2. Istri, anak-anak yang dengan rela waktunya tersita untuk menyelesaikan
makalah ini.
3. Seluruh staf pengajar Jurusan Fisika, Fakultas MIPA Universitas Udayana
yang telah memberikan dorongan, sehingga penulis dapat menyelesaikan
makalah ini.
Penulis juga menerima segala kritik dan saran dari semua pihak demi
kesempurnaan makalah ini. Akhirnya penulis berharap, semoga makalah ini
dapatbermanfaat.
Bukit Jimbaran, Juni 2018
Penyusun
iv
DAFTAR ISI
Halaman
LEMBAR JUDUL ..................................................................................................... i
LEMBAR PENGESAHAN ....................................................................................... ii
ABSTRAK ................................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ............................................................................................... v
DAFTAR ISI .............................................................................................................. vii
DAFTAR GAMBAR ................................................................................................ ix
BAB I PENDAHULUAN ................................................................................... 1
1.1 Latar Belakang .................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................. 1
1.3 Batasan Masalah ................................................................................ 2
1.4 Tujuan Penelitian............................................................................... 2
1.5 Manfaat Penulisan ............................................................................. 2
1.6 Sistematika Penulisan ........................................................................ 2
BAB II TINJAUAN PUSTAKA ] ....................................................................... 4
2.1 Pengertian Gempa Bumi ................................................................... 4
2.2 Klasifikasi Gempa Bumi ................................................................... 5
2.3 Parameter Gempa Bumi .................................................................... 6
2.4 Pergerakan Lempeng Tektonik ......................................................... 8
2.5 Kondisi Seismotektonik Pulau Bali................................................... 9
2.6 Tsunami ............................................................................................. 11
2.7 Run-Up dan Estimated Time Arrival (ETA) ..................................... 13
2.8 Tsunami Observation And Simulation Terminal (TOAST) .............. 11
BAB III METODOLOGI ...................................................................................... 16
4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan ....................................................... 16
4.2 Daerah Penelitian .............................................................................. 16
4.3 Data dan Software ............................................................................. 17
4.4 Pengolahan Data ................................................................................ 17
4.5 Diagram Alir ..................................................................................... 21
v
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................... 22
5.1 Hasil .................................................................................................. 22
5.2 Pembahasan ....................................................................................... 24
BAB V PENUTUP ............................................................................................... 27
6.1 Kesimpulan........................................................................................ 27
6.2 Saran .................................................................................................. 27
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................ 28
LAMPIRAN
vi
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Struktur Bumi ..................................................................................... 4
Gambar 2.2 Batas Lempeng Tektonik .................................................................... 8
Gambar 3.1 Pergerakan Lempeng .......................................................................... 10
Gambar 3.2 Terminologi Tsunami ......................................................................... 11
Gambar 3.3 Ilustrasi Run-Up Tsunami .................................................................. 14
Gambar 3.4 Penampilan Software TOAST ............................................................ 15
Gambar 4.1 Daerah Penelitan dan Simulasi Sumber Gempa Bumi ....................... 16
Gambar 4.2 Langkah Pertama ................................................................................ 18
Gambar 4.3 Langkah Kedua ................................................................................... 19
Gambar 4.4 Langkah Ketiga .................................................................................. 20
Gambar 4.5 Hasil Forecast Zone ............................................................................ 20
Gambar 4.6 Diagram Alir ....................................................................................... 21
Gambar 5.1 Grafik Run-Up Tsunami ..................................................................... 23
Gambar 5.2 Grafik Waktu Tiba Tsunami ............................................................... 24
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Wilayah Indonesia memiliki kondisi tektonik yang rumit. Kepulauan
Indonesia merupakan pertemuan lempeng Pasifik dan lempeng Indo-Australia (di
bagian timur), Lempeng Eurasia dan Lempeng Indo-Australia (di bagian barat),
serta lempeng yang lebih kecil yaitu lempeng Caroline dan Lempeng laut Filipina
(Zakaria, 2007). Kondisi ini telah menjadikan hampir seluruh wilayah Indonesia
relatif memiliki potensi gempa yang beresiko tinggi (Sengara, 2002).
Fitur tektonik utama pada wilayah Bali adalah busur Sunda yang terbentang
sekitar 5.600 km antara pulau Andaman pada bagian Barat Laut dan busur Banda
di bagian Timur. Busur pulau ini dihasilkan oleh konvergen dan subduksi
lempeng Indo-Australia di bawah Asia Tenggara (Sengara, 2002). Peta
kegempaan regional menunjukkan bahwa pada bagian utara Bali dan Nusa
Tenggara memiliki satu zona sumber seismik yang disebut Flores Back Arc
Thrusting. Sesar ini memiliki beberapa gempa bersejarah seperti gempa Seritit
pada tahun 1976 dan gempa Flores pada tahun 1992.
Data National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)
mengungkap bahwa ada beberapa gempa Bali yang mengakibatkan tsunami.
Gempa 22 November 1815 yang terjadi di daerah Buleleng, mengakibatkan
tsunami dan menewaskan 1.200 orang. Gempa 13 Mei 1857 juga mengakibatkan
gejolak ombak setinggi 3,4 meter dan gempa 20 Januari 1917 di daerah Tenggara
Pulau Bali mengakibatkan tsunami setinggi 2 meter (Utomo, 2011).
Meninjau dari jabaran di atas, maka Bali dapat digolongkan menjadi daerah
rawan gempa dan berpotensi untuk terjadinya tsunami. Maka dari itu, perlu
diadakan analisa resiko tsunami untuk meningkatkan kewaspadaan terhadap
bencana tsunami yang mungkin terjadi kedepannya.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang di atas maka rumusan masalah dari penelitian ini
adalah bagaimana analisa resiko terjadinya Tsunami di Pulau Bali
2
1.3 Batasan Masalah
Mengacu pada rumusan masalah yang telah dipaparkan, maka makalah ini
hanya menggunakan data simulasi gempa bumi yang bersumber pada wilayah
utara Bali dengan batasan 7,808° – 8,108° LS dan 115,292° – 116,025° BT yang
divariasikan terhadap magnitudo 7 – 8,5 SR dan kedalaman antara 5 – 30 km.
1.4 Tujuan Penelitian
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah untuk menganalisa resiko
terjadinya tsunami di Pulau Bali
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penulisan ini adalah sebagai sarana informasi bagi
pembaca mengenai analisa resiko potensi terjadinya tsunami dari nilai Run Up dan
waktu tiba menggunakan simulasi aplikasi TOAST.
1.6 Sistematika Penulisan
Adapun sistematika penulisan makalah ini adalah :
BAB I : PENDAHULUAN
Dalam bagian ini diuraikan tentang latar belakang, rumusan
masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, manfaat penulisan,
dan sistematika penulisan makalah.
BAB II : TINJAUAN PUSTAKA
Tinjauan pustaka pada bagian ini berisi tentang landasan dan
teori-teori yang sesuai dengan rumusan masalah yang akan
dijawab. Teori tektonik lempeng, pengertian tentang kegempaan
banyak diulas pada bab ini.
BAB III : METODOLOGI
Dalam bagian ini dijelaskan mengenai metode yang digunakan
dalam mensimulasikan masalah, yaitu daerah penelitian, data dan
software yang digunakan, teknik pengolahan dan analisis data.
BAB V : HASIL DAN PEMBAHASAN
3
Dalam bagian ini membahas hasil serta pembahasan yang telah
dirumuskan pada rumusan masalah
BAB VI : PENUTUP
Dalam bagian ini berisi kesimpulan dan saran
4
BAB III
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengertian Gempa bumi
Gempa bumi adalah suatu peristiwa pelepasan energi gelombang seismik
yang terjadi secara tiba-tiba. Pelepasan energi ini diakibatkan karena adanya
deformasi lempeng tektonik yang terjadi pada kerak bumi. Sedangkan menurut
Howel (1969), gempa bumi adalah getaran atau serentetan getaran dari kulit bumi
yang bersifat sementara dan kemudian menyebar ke segala arah.
Menurut teori tektonik lempeng (Subardjo dan Ibrahim, 2004), bagian luar
bumi merupakan kulit yang tersusun oleh lempeng-lempeng tektonik yang saling
bergerak. Di bagian atas disebut lapisan litosfir yang merupakan bagian kerak
bumi yang tersusun dari material yang kaku. Lapisan ini mempunyai ketebalan
sampai 80 km di daratan dan sekitar 15 km di bawah samudra. Lapisan di
bawahnya disebut astenosfir yang berbentuk padat dan materinya dapat bergerak
karena perbedaan tekanan.
5
Gambar 2.1 Struktur bumi (Sunarjo, Gunawan, dan Pribadi, 2012)
Bila dua buah lempeng bertumbukan maka pada daerah batas antara dua lempeng
akan terjadi tegangan. Salah satu lempeng akan menyusup ke bawah lempeng
yang lain, masuk ke bawah lapisan astenosfir. Pada umumnya lempeng samudra
akan menyusup ke bawah lempeng benua, hal ini disebabkan lempeng samudra
mempunyai densitas yang lebih besar dibandingkan dengan lempeng benua.
Apabila tegangan tersebut telah sedemikian besar, sehingga melampaui kekuatan
kulit bumi, maka akan terjadi patahan pada kulit bumi tersebut di daerah terlemah.
Kulit bumi yang patah tersebut akan melepaskan energi atau tegangan sebagian
atau seluruhnya untuk kembali ke keadaan semula. Peristiwa pelepasan energi ini
disebut gempa bumi. Gempa bumi terjadi di sepanjang batas atau berasosiasi
dengan batas pertemuan lempeng tektonik. Pada kenyataannya pergerakan relatif
dari lempeng berjalan sangat lambat, hampir sama dengan kecepatan
pertumbuahan kuku manusia (kurang lebih 20 cm pertahun). Hal ini menimbulkan
adanya pergeseran pada pertemuan lempeng, yang mengakibatkan energi
terakumulasi sebelum terjadinya gempa bumi. Kekuatan gempa bumi bervariasi
dari tempat ke tempat sejalan dengan perubahan waktu.
6
2.2 Klasifikasi Gempa bumi
Gempa bumi dapat digolongkan menjadi beberapa kategori, yaitu
berdasarkan proses terjadinya, bentuk episentrumnya, kedalaman hiposentrumnya,
jaraknya, dan lokasinya (Evi Rine Hartuti, 2009).
1. Menurut proses terjadinya
a. Gempa tektonik, yaitu gempa yang terjadi akibat adanya tumbukan
lempeng-lempeng di lapisan litosfer kulit bumi oleh tenaga
tektonik.
b. Gempa vulkanik, yaitu gempa yang teriadi akibat aktivitas gunung
berapi. Oleh karena itu, gempa ini hanya dapat dirasakan di sekitar
gunung berapi saat akan meletus, saat meletus, dan setelah terjadi
letusan.
c. Gempa runtuhan atau longsotan, yaitu gempa yang terjadi karena
adanya runtuhan tanah atau batuan.
d. Gempa jatuhan, yaitu gempa yang terjadi akibat adanya benda
langit yang jatuh ke bumi, misalnya meteor.
e. Gempa buatan, yaitu gempa yang memang sengaja dibuat oleh
manusia, contohnya adalah bom atau mesin diesel.
2. Menurut bentuk episentrum
a. Gempa sentral, yaitu gempa yang bentuk episentrumnya berbentuk
titik, contoh gempa vulkanik dan gempa runtuhan.
b. Gempa linear, yaitu gempa yang bentuk episentrumnya berbentuk
garis. Gempa linear biasanya terjadi pada gempa tektonik, karena
tanah patahan merupakan sebuah garis, dan bukan titik.
3. Menurut kedalaman hiposentrum
a. Gempa bumi dalam, yaitu gempa bumi yang kedalaman
hiposentrum lebih dari 300 km di bawah permukaan bumi.
b. Gempa bumi menengah, yaitu gempa dengan kedalaman
hiposentrum berada antara 60-300 km di bawah permukaan bumi.
7
c. Gempa bumi dangkal, yaitu gempa dengan kedalaman hiposentrum
kurang dari 60 km di bawah permukaan bumi.
4. Menurut jarak episentrum
a. Gempa sangat jauh, yaitu gempa yang jarak episentumnya lebih
dari 10.000 km.
b. Gempa jauh, yaitu gempa yang jarak episentrumnya sekitar 10.000
km.
c. Gempa lokal, yaitu gempa yang jarak episentrumnya kurang dari
10.000 km.
5. Menurut lokasi episentrum
a. Gempa daratan, yaitu gempa yang lokasi episentrumnya berada di
daratan.
b. Gempa lautan, yaitu gempa yang lokasi episentrumnya berada di
dasar laut. Gempa ini yang berpotensi menimbulkan tsunami.
2.3 Parameter Gempa Bumi
Setiap kejadian gempa bumi akan menghasilkan informasi seismik berupa
rekaman sinyal berbentuk gelombang yang setelah melalui proses manual atau
non manual akan menjadi data yang paling dasar. Informasi seismik selanjutnya
mengalami proses pengumpulan, pengolahan dan analisis sehingga menjadi
parameter gempa bumi. Parameter gempa bumi tersebut meliputi :
1. Waktu terjadinya gempa (Origin time)
Origin time atau waktu terjadinya gempa bumi merupakan waktu dimana
pelepasan energi pertama kali terjadi pada lempeng tektonik bumi yang
mengalami tekanan akibat tumbukan atau gesekan dan dinyatakan dalam
hari, tanggal, bulan, tahun, jam, menit, detik dalam satuan UTC (Universal
Time Coordinated).
2. Kedalaman Sumber Gempa bumi (Kedalaman Hiposenter)
Hiposenter merupakan pusat gempa bumi yang berada di dalam
permukaan bumi. Untuk memudahkan terkadang hiposenter diasumsikan
sebagai sebuah titik, namun pada kenyataannya hiposenter merupakan
8
sebuah bidang yang luasnya tergantung pada besarnya energi yang
dilepaskan.
3. Episenter
Episenter adalah titik pada permukaan bumi yang ditarik tegak lurus dari
titik pusat terjadinya gempa bumi (hypocenter). Dalam perhitungan
intensitas dan percepataan tanah digunakan parameter jarak antara
episenter sampai pada titik pengamatan (observasi).
4. Magnitudo (M)
Ukuran dari kekuatan gempa disebut magnitudo, yaitu parameter gempa
yang mengukur besarnya energi gempa yang dilepaskan dari sumbernya.
Jadi pengukuran magnitudo yang dilakukan di tempat yang berbeda harus
menghasilkan harga yang sama walaupun gempa yang dirasakan di
tempat-tempat tersebut tentu berbeda. Satuan yang dipakai adalah Skala
Richter.
2.4 Pergerakan Lempeng Tektonik
Di Indonesia lokasi sumber gempabumi berawal dari Sumatra, Jawa, Bali,
Nusa Tenggara, sebagian berbelok ke Utara di Sulawesi, kemudian dari Nusa
Tenggara sebagian terus ke timur Maluku dan Irian Jaya. Hanya pulau Kalimantan
yang relatif tidak ada sumber gempa kecuali sedikit bagian timur.
Gambar 2.2 adalah batas lempeng-lempeng tektonik yang melewati Indonesia dan
berasosiasi terhadap sumber-sumber gempa.
9
Gambar 2.2 Batas lempeng tektonik dan sebaran gempa di Indonesia (Subardjo dan Ibrahim,
2004)
Lempeng Indo-Australia bergerak menyusup dibawah lempeng Eurasia, demikian
pula lempeng Pasifik bergerak kearah barat. Pertemuan lempeng tektonik Indo-
Australia dan Eurasia berada di laut merupakan sumber gempa dangkal dan
menyusup kearah utara sehingga di bagian darat berturut-turut ke utara di sekitar
Jawa – Nusa tenggara merupakan sumber gempa menengah dan dalam.
Pergerakan lempeng tektonik terbagi atas 3 zona (Awaludin, 2011) yang terdapat
pada Gambar 2.3, yaitu :
1. Zona Divergen
Zona divergen adalah pergerakan dua buah lempeng tektonik atau lebih
yang bergerak saling menjauh satu sama lainnya yang mengakibatkan
material mantel naik keatas atau terjadi pergerakan mantel (mantle
convection) membentuk lantai samudra (sea floor spreading). Pada zona ini
juga terdapat pegunungan bawah laut (midoceanic ridge). Pergerakan
mantel ini terjadi karena adanya pendinginan dari atas dan pemanasan dari
bawah sehingga mantel akan bergerak keatas. Aktivitas semacam ini
menimbulkan gempa tektonik dangkal dan gempa vulkanik.
10
Contoh yang paling terkenal dari batas lempeng jenis divergen adalah
punggung tengah samudera (midoceanic ridges) yang berada di dasar
samudera Atlantik, celah ini menjadikan benua Amerika bergerak saling
menjauh dengan benua Eropa dan Afrika. Di samping itu, contoh lainnya
adalah yang terjadi antara benua Afrika dengan Jazirah Arab yang
membentuk Laut Merah.
2. Zona Konvergen
Zona konvergen merupakan pergerakan dua lempeng tektonik yang
bergerak relatif saling mendekati. Zona konvergen juga ditandai dengan
adanya penghancuran meteri-materi lempeng, sehingga zona ini disebut
zona destruktif. Zona konvergen terbagi dua, yaitu :
a. Zona Tumbukan
Zona tumbukan merupakan pertemua dua lempeng dengan berat jenis
sama yang bergerak relatif saling mendekati. Tumbukan ini
menghasilkan pegunungan lipatan seperti Pegunungan Himalaya dan
Pegunungan Andes. Aktifitas lempeng seperti ini menimbulkan gempa
tektonik dangkal dan gempa vulkanik.
b. Zona Subduksi
Zona Subduksi merupakan pertemuan dua lempeng tektonik yang
mempunyai berat jenis berbeda dan bergerak relatif saling mendekati
sehingga lemepeng yang lebih berat menyusup atau menujam ke bawah
lempeng yang lebih ringan. Zona ini ditandai dengan adanya palung laut
atau trench sebagai batas pertemuan kedua lempeng. Selain itu, pada
zona subduksi juga terdapat rangkaian gunung api yang sejajar trench
sebagai akibat dari melelehnya lempeng yang menujam pada kedalaman
100-400 km. aktifitas ini mengakibatkan terjadinya gempa tektonik
dangkal, menengah dan dalam serta gempa vulkanik.
3. Zona Transform
Zona Transform merupakan daerah singgungan dua lempeng yang bergerak
relatif sejajar dan berlawanan arah sehinga pada batas kedua lempeng ini
11
terjadi gesekan. Aktivitas ini sering menimbulkan gempa dangkal dan
bersifat merusak.
Gambar 2.3 Pergerakan lempeng tektonik (Subardjo dan Ibrahim, 2004)
2.5. Kondisi Seismotektonik Pulau Bali
Pulau Bali yang terletak pada 8°3'40" - 8°50'48" LS dan 114°25'53" -
115°42'40" BT merupakan kawasan dengan aktifitas kegempaan yang tinggi di
Indonesia. Pulau Bali merupakan bagian dari busur kepulauan Sunda kecil yang
terbentuk sebagai akibat proses subduksi Lempeng Indo - Australia ke bawah
Lempeng Eurasia. Busur Sunda kecil ditandai oleh bidang pusat gempa yang
menukik yang dikenal sebagai Zona Benioff Wadati. Subduksi Lempeng Indo-
Australia terhadap Lempeng Eurasia dengan kecepatan 7 cm per tahun (Demets
dkk, 1994) merupakan penyebab aktifnya sesar di Bali dan sekitarnya.
Berdasarkan kondisi tektonik ini, maka Bali memiliki dua jenis pembangkit
gempabumi, yakni aktivitas subduksi lempeng di selatan Bali dan aktifitas sesar –
sesar lokal yang dihasilkan oleh gerakan subduksi lempeng tersebut.
Menurut data National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA)
tercatat ada 20 gempa bumi dalam periode (1815 – 1992) yang terjadi pada
sekitaran pulau Bali yang menyebabkan tsunami. 7 diantaranya memiliki
magnitudo ≥ 7 skala Richter (SR).
12
Gempa yang paling baru terjadi pada zona sumber gempa Flores Back Arc
Thrust adalah Gempa Seririt pada tahun 1976 dengan magnitudo 6.1. Tidak ada
gempa bumi yang secara jelas berhubungan dengan zona back arc thrust
ditemukan lebih dalam dari 25 km (Sengara, 2002).
2.6. Tsunami
Istilah tsunami berasal dari bahasa Jepang. Tsu berarti “pelabuhan”, dan
nami berarti “gelombang”, sehingga tsunami dapat diartikan sebagai “gelombang
pelabuhan”. Istilah ini pertama kali muncul di kalangan nelayan Jepang. Karena
panjang gelombang tsunami sangat besar pada saat berada di tengah laut, para
nelayan tidak merasakan adanya gelombang ini. Namun setibanya kembali ke
pelabuhan, mereka mendapati wilayah di sekitar pelabuhan tersebut rusak parah.
Karena itulah mereka menyimpulkan bahwa gelombang tsunami hanya timbul di
wilayah sekitar pelabuhan dan tidak di tengah lautan yang dalam.
11
Gambar 2.4. Terminologi Tsunami (Sugito, 2008)
Tsunami juga sering dianggap sebagai gelombang air pasang. Hal ini terjadi
karena pada saat mencapai daratan, gelombang tsunami lebih menyerupai air
pasang yang tinggi daripada menyerupai ombak biasa yang mencapai pantai
secara alami oleh tiupan angin. Namun sebenarnya gelombang tsunami sama
sekali tidak berkaitan dengan peristiwa pasang surut air laut. Karena itu untuk
menghindari pemahaman yang salah, para ahli oseanografi sering menggunakan
istilah gelombang laut seismik (seismic sea wave) untuk menyebut tsunami, yang
secara ilmiah lebih akurat.
Kecepatan gelombang tsunami tergantung pada kedalaman laut di sekitar
pusat gempa terjadi, dimana kecepatan gelombang tsunami bisa mencapai ratusan
kilometer per jam. Apabila tsunami mencapai pantai, kecepatannya akan menjadi
kurang lebih 50 km/jam dan energinya sangat merusak daerah pantai yang
diterjangnya. Di tengah laut tinggi gelombang tsunami hanya beberapa cm hingga
beberapa meter, namun saat mencapai pantai tinggi gelombangnya bisa mencapai
puluhan meter karena terjadi penumpukan massa air. Saat mencapai pantai
tsunami akan menyerap masuk daratan jauh dari garis pantai dengan jangkauan
mencapai beberapa ratus meter bahkan bisa beberapa kilometer.
2. 7 Proses Terjadinya Tsunami
Gempa bumi merupakan salah satu penyebab terjadinya tsunami. Gempa
bumi bisa disebabkan oleh berbagai sumber, antara lain letusan gunung berapi
(erupsi vulkanik), tubrukan meteor, ledakan bawah tanah (seperti uji nuklir), dan
12
pergerakan kulit bumi. Berdasarkan seismologi, gempa tektonik dijelaskan oleh
“Teori Lapisan Tektonik”. Teori ini menyebutkan bahwa lapisan bebatuan terluar
yang disebut lithosphere mengandung banyak lempengan. Di bawah lithosphere
ada lapisan yang disebut athenosphere, lapisan ini seakan-akan melumasi
bebatuan tersebut sehingga mudah bergerak.
Diantara dua lapisan ini, bisa terjadi 3 hal, yaitu :
1. Lempengan bergerak saling menjauh, maka magma dari perut bumi akan
keluar menuju permukaan bumi. Magma yang sudah di permukaan bumi
ini disebut lava.
2. Lempengan bergerak saling menekan, maka salah satu lempeng akan
naik atau turun, atau dua-duanya naik atau turun. Inilah cikal gunung
atau lembah.
3. Lempengan bergerak berlawanan satu sama lain, misalnya satu ke arah
selatan dan satunya ke arah utara.
Jika lempengan bergerak saling menekan terjadi di dasar laut, ketika salah
satu lempengan naik atau turun, maka volume daerah di atasnya akan mengalami
perubahan kondisi stabilnya. Apabila lempengan itu turun, maka volume daerah
itu akan bertambah. Sebaliknya apabaila lempeng itu naik, maka volume daerah
itu akan berkurang.
Perubahan volume tersebut akan memengaruhi gelombang laut. Air dari
arah pantai akan tersedot ke arah sumber gempa. Gelombang-gelombang menuju
pantai akan terbentuk karena massa air yang berkurang pada daerah tersebut
karena pengaruh gaya gravitasi, air tersebut berusaha kembali mencapai kondisi
stabilnya. Ketika daerah tersebut cukup luas, maka gelombang tersebut
mendapatkan tenaga yang lebih dahsyat. Inilah yang disebut dengan tsunami.
Tsunami merupakan fenomena gelombang laut yang tinggi dan besar akibat
dari gangguan mendadak pada dasar laut yang secara vertikal mengurangi volume
kolom air. Gangguan mendadak ini bisa datang dari gempa.
13
Gambar 2.5 Skema terbentuknya tsunami
Gempabumi yang menyebabkan terjadinya tsunami disebut tsunamigenic
earthquake. Sedangkan tsunami earthquake atau gempabumi tsunami merupakan
gempa yang menyebabkan tinggi tsunami yang lebih besar dibandingkan dengan
perkiraan perhitungan momen magnitude gempanya. Karakteristik tsunami
earthquake adalah :
1. Proses patahan (rupture) gempabumi yang pelan dan panjang
2. Durasi patah (rupture) yang lama, sekitar 100 detik
3. Terjadi pada batas lempeng yang memiliki plate coupling yang lemah
4. Sumber gempa terletak di lapisan sedimen yang dangkal dan di batas
lempeng dekat palung (trench)
2.8 Run-Up dan Estimated Time Arrival (ETA)
Run-up didefinisikan sebagai elevasi vertikal maksimum suatu titik pada
lahan kering yang tergenang oleh ombak (Lekkas dkk, 2011). Tinggi Run-Up
adalah nilai elevasi maksimum dari gelombang tsunami diatas ketinggian laut
rata-rata. Sedangkan jarak penggenangan adalah nilai dari jarak horizontal
gelombang tsunami bergerak ke darat dari garis pantai (Hafeez, 2008).
Estimated Time Arrival (ETA) merupakan waktu tiba tsunami, dimana ETA
ini menjadi acuan waktu saat Run-up terjadi.
14
Gambar 2.6 Ilustrasi Run Up Tsunami (Hafeez, 2008)
2.9. Tsunami Observation And Simulation Terminal (TOAST)
Tsunami Observation And Simulation Terminal (TOAST) adalah sebuah
perangkat lunak untuk simulasi dan verifikasi tsunami dimana potensi bahaya dan
penilaian terhadap tsunami yang terjadi diberikan dengan cepat. Hasilnya dapat
diverifikasi oleh sensor oseanografik seperti tide gauges atau buoys. TOAST
dikembangkan oleh gempa GmbH, yang sebelumnya menjadi bagian dari GFZ
Postdam (pengembang SeisComP3).
TOAST memiliki sebuah aplikasi yang dinamakan Easywave. Easywave
menggunakan data pengukuran kedalaman sebagai model input untuk wilayah
lautan untuk bisa disimulasikan. Data yang dihasilkan merupakan data dua
dimensi. Komputasi yang dibawa oleh data dua dimensi ini kemudian mengalami
pengulangan dalam sebuah loop waktu dan terbagi menjadi dua bagian yaitu
ketinggian gelombang dan fluks yang terbalik.
15
Gambar 2.8 Penampilan software TOAST
16
BAB IV
METODOLOGI PENELITIAN
4.1 Waktu dan Tempat Pelaksanaan
Penelitian ini dilaksanakan di Balai Besar Meteorologi Klimatologi dan
Geofisika Wilayah III Denpasar pada Bulan Mei 2018 sampai Bulan Juni 2018.
4.2 Daerah Penelitian
Daerah penelitian pada simulasi ini difokuskan pada daerah Provinsi Bali
dengan batasan koordinat geografis yaitu 7,808˚ – 8,108˚ LS dan 115.292˚ -
116.025˚ BT. Daerah terdampak tersebut yaitu Buleleng Timur, Buleleng Barat,
Karangasem Utara, Karangasem Selatan, Nusa Penida, Jembrana, Klungkung,
Denpasar (Pantai Sanur), Pantai Kuta, dan Tabanan.
Gambar 4.1 Daerah Penelitian dan Simulasi Sumber Gempa Bumi
17
4.3 Data dan Software
Penelitian ini menggunakan data simulasi tsunami yang bersumber dari
Flores Back arc thrust dengan batasan koordinat 7,808˚ – 8,108˚ LS dan 115.292˚
- 116.025˚ BT. Data tersebut selanjutnya divariasikan dengan kedalaman dari 5 –
30 km dan magnitudo 7, 7.5, 8, dan 8.5 SR.
Pemodelan tsunami pada penelitian ini menggunakan sebuah perangkat
komersial yang telah dikembangkan perusahaan Jerman yaitu bernama TOAST
(Tsunami Observation and Simulation Terminal) yang merupakan sebuah
pemodelan tsunami dengan tool bernama Easy Wave 2. TOAST merupakan
perangkat lunak untuk simulasi pemodelan tsunami yang dapat memberikan hasil
dengan sangat cepat dan dapat membantu dalam pengambilan keputusan
peringatan dini tsunami.
Sistem pemodelan TOAST menggunakan program easywave2,
dikembangkan oleh Dr. Andrey Babeyko (GFZ Jerman). Terdapat 3 status
peringatan pada TOAST ini yaitu :
1. SIAGA (run up < 0.5 m)
2. WASPADA (0.5 m ≤ run up ≤ 3 m)
3. AWAS (3 m ≤ run up)
4.4 Pengolahan Data
Pengolahan data dilakukan dengan membuat skenario-skenario gempabumi
yang bersumber di Flores Bark Arc Thrust. Skenario-skenario gempabumi
tersebut divariasikan dengan kedalaman kedalaman dari 5 – 30 km dan
magnitudo 7, 7,5, 8, dan 8,5 SR yang selanjutnya disimulasikan dengan
menggunakan perangkat TOAST. Dimana hasil simulasi tsunami tersebut berupa
nilai ketinggian permukaan air (run up) dan perkiraan waktu tiba di daratan
(Estimated Time Arrival). Secara umum, langkah-langkah pengolahan data adalah
sebagai berikut :
18
1. Input Parameter gempa bumi yang berupa lokasi latitude, longitude,
kedalaman, dan magnitudo gempa bumi pada tempat yang telah
disediakan seperti terlihat pada Gambar 4.2
Gambar 4.2. Langkah Pertama
2. Klik “Simulation” dan pilih “start simulation”. Kemudian tools pada
bagian kanan akan bekerja secara otomatis. Titik merah yang
diperlihatkan pada gambar 4.3 merupakan lokasi sumber gempa
berdasarkan data yang dimasukkan pada langkah pertama. Proses ini
dapat dilihat pada Gambar 4.3
19
Gambar 4.3. Langkah Kedua
3. Setelah proses pada tools mencapai 100%, klik 2 kali pada tools yang
ingin digunakan sebagai simulasi tsunami. Pada penelitiaan ini,
digunakan Easy Wave 2. Setelah diklik 2 kali, software akan
menampilkan daerah terdampak tsunami. Dimana warna merah pada
gambar merupakan jangkauan dari gelombang tsunami yang dapat
terjadi. Proses ini dapat dilihat pada Gambar 4.4
20
Gambar 4.4. Langkah Ketiga
4. Kemudian, klik bagian Forecast Zone untuk melihat data run up dan
waktu tiba dari tsunami tersebut pada bagian-bagian yang terdampak,
seperti gambar 4.5.
Gambar 4.5. Forecast Zone
21
Hasil yang diharapkan dari penelitian ini adalah analisa daerah-daerah
rawan tsunami. Analisa ini didasari oleh run up gelombang dan waktu tiba di titik
terdampak.
4.5 Diagram Alir
Rangkaian proses pengolahan data di atas dapat digambarkan dengan
diagram alir sebagai berikut :
Mulai
Penyusunan Data Parameter
Simulasi Gempa Bumi
TOAST
(Longitude, Latitude,
Magnitude, Depth)
Parameter Tsunami
(Run Up dan Waktu Tiba)
Analisa Grafik
Selesai
Gambar 4.6. Diagram Alir
22
BAB V
HASIL DAN PEMBAHASAN
5.1 Hasil
1.1.1 Run Up Tsunami
Meninjau dari data simulasi pada Lampiran I maka akan didapatkan data
pada Tabel 5.1 yang merupakan rata-rata dari data sebelumnya.
Tabel 5.1 Data tinggi run-up tsunami terhadap wilayah terdampak
M
(SR)
Buleleng
Timur
Buleleng
Barat
Karangase
m Utara
Karangas
em
Selatan
Nusa
Penida
Jembrana
7.0 0.518379 0.192652 0.546621 0.34712 0.1890
76
0.024576
7.5 1.742879 0.773697 2.041636 1.000606 0.6323
18
0.094773
8.0 4.952545 3.034212 5.571182 3.09553 2.0293
79
0.331273
8.5 8.016527 8.907873 10.34705 7.218855 4.4644
73
1.607564
M
(SR)
Klungku
ng
Pantai
Sanur
Gianyar Pantai
Kuta
Tabana
n
7.0 0.276182 0.195818 0.153727 0.077636 0.0368
79
7.5 1.055758 0.888364 0.684848 0.321167 0.1635
3
8.0 3.4925 3.544227 2.770106 0.959045 0.6201
82
8.5 8.036455 10.85736 7.138382 1.956036 1.4410
18
5.1.2 Grafik Run Up Tsunami
Dari Tabel 5.1 maka akan didapatkan grafik hubungan antara run-up
tsunami dan magnitudo gempa bumi yang terlihat pada Gambar 5.1
23
Gambar 5.1 Grafik Run Up Tsunami
5.1.2 Perkiraan Waktu Tiba Tsunami
Meninjau dari data simulasi pada Lampiran II maka akan didapatkan data
pada Tabel 5.2 yang merupakan rata-rata dari data sebelumnya.
Tabel 5.2 Data Perkiraan Waktu Tiba Tsunami
M
(SR)
Buleleng
Timur
Buleleng
Barat
Karangas
em Utara
Karangase
m Selatan
Nusa
Penida
Jembra
na
7.0 27 375 22 170 536 2166
7.5 6 204 10 110 391 2150
8.0 0 16 2 74 290 1211
8.5 0 0 0 38 224 510
M
(SR)
Klungku
ng
Pantai
Sanur
Gianyar Pantai
Kuta
Tabana
n
7.0 979 943 776 1180 2403
7.5 383 727 572 909 1985
8.0 282 544 437 682 1409
8.5 226 423 340 520 993
0
2
4
6
8
10
12
7 7.5 8 8.5
Ru
n-U
p (
m)
Magnitude (SR)
Grafik Hubungan Run-Up Tsunami dan Magnitudo
Buleleng Timur
Buleleng Barat
Karangasem Utara
Karangasem Selatan
Nusa Penida
Jembrana
Klungkung
Denpasar - Sanur
Gianyar
Badung - Pantai Kuta
Tabanan
24
5.1.4 Grafik waktu tiba tsunami
Dari Tabel 5.2 maka dapat didapatkan grafik hubungan antara waktu tiba
tsunami dan magnitudo gempa bumi yang terlihat pada Gambar 5.2
Gambar 5.2 Grafik Waktu Tiba Tsunami
5.2 Pembahasan
Dari gambar 5.1 yang dihasilkan dapat dilihat bahwa secara umum
Karangasem Utara dan Buleleng Timur merupakan daerah yang rawan terdampak
tsunami. Mulai dari magnitudo terendah yang digunakan sebagai simulasi yaitu 7
SR, Karangasem Utara dan Buleleng Timur memiliki nilai run-up yang lebih
tinggi dibandingkan daerah-daerah lainnya. Untuk perkiraan waktu tiba tsunami
yang terlihat pada gambar 5.2, daerah Karangasem Utara dan Buleleng Timur juga
memiliki nilai yang sangat rendah bahkan sama dengan 0. Dari gambar 5.1 juga
terlihat bahwa daerah Pantai Sanur mengalami peningkatan tinggi run-up yang
cukup pesat saat disimulasikan pada magnitudo 8,5 SR. Hal ini dapat dipengaruhi
oleh letak Pantai Sanur yang berada di bagian selatan Pulau Bali yang memiliki
topografi pantai dan batimetri yang jauh lebih kompleks dibandingkan Bali bagian
Utara. Namun, nilai perkiraan waktu tiba tsunami untuk daerah Pantai Sanur
0150300450600750900
1050120013501500165018001950210022502400
7 7.5 8 8.5
Wak
tu T
iba
(s)
Magnitude (SR)
Grafik Hubungan Waktu Tiba Tsunami dan Magnitudo
Buleleng Timur
Buleleng Barat
Karangasem Utara
Karangasem Selatan
Nusa Penida
Jembrana
Klungkung
Denpasar - Sanur
Gianyar
Badung - Pantai Kuta
Tabanan
25
memiliki perbedaan yang cukup signifikan dengan waktu perkiraan waktu tiba
tsunami daerah Karangasem Utara dan Buleleng Timur yaitu sebesar 650,75 dan
651 detik secara berturut-turut. Karena letak daerah Pantai Sanur yang berjarak
cukup jauh dari sumber gempa yang berada di daerah utara Pulau Bali, maka
waktu yang dibutuhkan oleh gelombang tsunami untuk mencapai daerah Pantai
Sanur juga lebih lama.
Untuk daerah Nusa Penida yang berbeda pulau dengan daerah lainnya
memiliki nilai run-up yang cukup tinggi namun tidak sebesar run-up yang
dihasilkan oleh daerah sebelumnya. Daerah Nusa Penida yang berada di daerah
selatan mempengaruhi tinggi run-up untuk daerah tersebut. Karena lautan yang
terbentang antara daerah sumber gempa dan daerah Nusa Penida, hal ini
menyebabkan penumpukan gelombang air laut tidak terlalu signifikan hasilnya.
Namun, keadaan daerah seperti ini juga mengakibatkan perkiraan waktu tiba
gelombang air laut lebih cepat dibandingkan beberapa daerah lain, karena tidak
ada daratan yang bisa menghalangi perambatan gelombang air laut tersebut. Jika
dirata-ratakan, perkiraan waktu tiba gelombang tsunami untuk mencapai daerah
Nusa Penida adalah sebesar 360,25 detik.
Untuk beberapa daerah lain, seperti Tabanan, Jembrana, dan Pantai Kuta
yang memiliki nilai run-up cukup rendah dibandingkan dengan daerah lainnya
dipengaruhi oleh letak daerah pengamatan yang cukup jauh dari sumber gempa.
Sama seperti daerah Pantai Sanur, daerah Pantai Kuta juga berada di cekungan
pulau Bali. Namun, keberadaan Pantai Kuta yang berada di daerah berlawanan
dari Pantai Sanur juga dapat memengaruhi tinggi run-up yang terjadi di daerah
tersebut. Letak Flores Back Arc Thrust yang berada lebih ke arah Timur
memengaruhi tinggi run-up yang terjadi pada daerah-daerah terdampak. Daerah
seperti Tabanan, Jembrana, dan Pantai Kuta yang berada di daerah barat Pulau
Bali cenderung tidak mendapatkan dampak yang cukup signifikan jika
dibandingkan dengan daerah lain yang jauh lebih dekat dengan sumber gempa.
Nilai perkiraan waktu tiba tsunami untuk ketiga daerah ini juga lebih besar
dibandingkan daerah lain.
26
Dari kedua grafik di atas dapat dilihat pula hubungan antara grafik tinggi
run-up dan perkiraan waktu tiba gelombang tsunami adalah berbanding terbalik.
Dimana semakin tinggi run-up yang dihasilkan maka semakin cepat pula
perkiraan waktu tiba gelombang tsunami untuk mencapai ke daerah terdampak.
27
BAB VI
PENUTUP
6.1 Kesimpulan
Dari hasil penelitian ini dapat ditarik kesimpulan, bahwa seluruh tempat
pengamatan daerah terdampak menjadi daerah yang beresiko terjadinya tsunami.
Adapun beberapa daerah penelitian yang memiliki dampak yang cukup besar
adalah daerah Karangasem Utara, Karangasem Selatan, Buleleng Timur, Buleleng
Barat, dan Pantai Sanur. Dengan tinggi run-up berturut-turut sebesar 0,55 meter,
0,35 meter, 0,52 meter, 0,19 meter, 0,19 meter pada magnitudo terrendah dan
10,35 meter, 7,22 meter, 8,02 meter, 8,90 meter, 10,86 meter pada magnitudo
tertinggi. Tingginya resiko tsunami pada daerah Karangasem Utara dapat
dipengaruhi oleh letak daerah yang terhitung dekat dengan sumber gempa.
Sedangkan meningkatnya nilai run-up daerah Sanur dapat dipengaruhi oleh
topografi pantai daerah setempat yang cenderung lebih kompleks dibandingkan
Bali bagian Utara.
6.2 Saran
Pada penelitian yang telah dilaksanakan, penulis dapat memberikan saran yaitu,
pada penelitian selanjutnya mungkin bisa memasukkan simulasi dengan zona
subduksi sebagai sumbernya yang dapat digunakan sebagai perbandingan dari
hasil yang telah didapatkan.
28
DAFTAR PUSTAKA
Demets, Gordon, R., Argus dan Stein S, 1994, Effect of Recent to The
Geomagnetics Reversal Time Scale on Estimates of Current Plate Motions,
Revisions Geophysical Research Letter, 21, 2191-2194.
Hafeez, Humeira, 2008, Inundation of Tsunami Waves and Its Relation to The
Tsunami Run Up, Pakistan Journal of Meteorology, Vol.5, Issue 9,Pakistan
Meteorological Department, Pakistan.
Lekkas, Efthymios, Andreadakis, Emmanouil, Kostaki, Irene, Kapourani, Eleni.
2011. Critical Factors for Run-Up and Impact of the Tohoku Earthquake
Tsunami. International Journal of Geosciences. School of Science.
Department of Dynamic, Tectonic, and applied Geology, National and
Kapodistian University of Athens, Atheens.
McCaffrey, Robert, Nabelek, John, 1987, Earthquakes, Gravity, and The Origin
of The Bali Basin : An Example of A Nascent Continental Fold-And-Thrust
Belt, Journal of Geophysical Research, Vol.92, No.B1, Department of Earth,
Atmospheric and Planetary Sciences, Massachusets Institute of Technology,
Cambridge. 441 – 460
Rahman, Muh. Soekarno Saputra, 2015, Block Tsunami Daerah Bengkulu,
Skripsi, Sekolah Tinggi Meteorologi dan Geofisika, Tangerang Selatan.
Subardjo dan Ibrahim, 2004
Sugito, Nanin Trianawati, 2008, Tsunami, Jurusan Pendidikan Geografi, Fakultas
Pendidikan Ilmu Pengetahuan Sosial, Universitas Pendidikan Indonesia.
Zakaria, Zufialdi. 2007. Aplikasi Tektonik Lempeng dalam Sumber Daya Mineral,
Energi dan Kewilayahan. Bulletin of Scientific Contribution, Vol. 5, No.2,
123 – 131. Bandung.
top related