Studi geodinamika daerah Sulawesi dengan menggunakan GPS

SULAWESI SEBAGAI DAERAH TEKTONIK TRIPLE JUNCTION

Wilayah Indonesia bagian timur merupakan zona geodinamika yang kompleks sebagai akibat dari tumbukan dan konvergensi tiga lempeng utama yang ada di bumi kita (triple junction), yaitu Lempeng Eurasia, Lempeng Australia, dan Lempeng Pasifik.  Pada level micro plate yang lebih detail lagi kita dapat melihat adanya tumbukan antara blok sunda bagian tenggara dengan blok sula yang membentuk pulau Sulawesi sekarang ini.  Akomodasi tumbukan diantaranya adalah Sesar Palu Koro pada batas barat daya, Sesar Matano pada batas selatan, dan subduksi di bawah lengan utara Sulawesi (Palung Sulawesi) pada batas utara.  Aktivitas tektonik regional ini menyebabkan terjadinya berbagai bahaya dan bencana alam seperti fenomena gempa bumi, erupsi vulkanik, tsunami, dan longsoran tanah yang merupakan fenomena destruktif bagi kehidupan manusia.

—————————————————————————————————————————————————

Studi Geodinamika Sulawesi dengan GPS

Untuk melihat secara jelas pola pergerakan dari daerah triple junction Sulawesi, maka berbagai penelitian dilakukan, seperti penelitian geologi, geofisika, dan juga secara geodetik.  Penelitian secara geodetik dilakukan dengan memanfaatkan teknologi Global Positioning System. Penelitian dilakukan atas kerjasama KK Geodesi ITB, DEOS (Belanda), BAKOSURTANAL, ENS (Prancis), DSNM (Malaysia), dan University of Canbera Australia.

GPS adalah sistem satelit navigasi dan penentuan posisi yang berbasiskan pada pengamatan satelit-satelit Global Positioning System [Abidin, 2000; Hofmann-Wellenhof et al., 1997]. Prinsip studi Geodinamika dengan metode survei GPS yaitu dengan menempatkan  titik- titik pantau di beberapa lokasi yang dipilih, secara periodik maupun kontinyu untuk ditentukan koordinatnya secara teliti dengan menggunakan metode survei GPS. Dengan mempelajari pola dan kecepatan perubahan koordinat dari titik-titik tersebut dari survei yang satu ke survei berikutnya, maka karakteristik geodinamika akan dapat dihitung dan dipelajari lebih lanjut.  GPS memberikan nilai vektor pergerakan geodinamik dalam tiga dimensi (dua komponen horisontal dan satu komponen vertikal).  GPS dapat memberikan nilai vektor pergerakan dengan tingkat presisi sampai beberapa mm, dengan konsistensi yang tinggi baik secara spasial maupun temporal. Dengan tingkat presisi yang tinggi dan konsisten ini maka diharapkan besarnya pergerakan geodinamika  yang kecil sekalipun akan dapat terdeteksi dengan baik.

Aktivitas pengamatan dengan GPS direalisasikan melalui jaring pemantauan yang terdiri atas stasiun-stasiun GPS yang tersebar di wilayah Sulawesi.  Pengelompokkan jaring GPS dilakukan berdasarkan pada permasalahan geodinamik yang dijadikan subyek dilakukannya studi pemantauan.  Jaring pantau terbagi menjadi tiga jenis, yaitu jaring Sulawesi utama, Jaring Palu Koro Transect (sekitar kota Palu), dan jaring Gorontalo Transect.

Jaring Sulawesi utama ditujukan untuk pemantauan aktivitas tektonik regional dari pulau Sulawesi, dimana aktivitas pengamatan dilakukan dengan metoda periodik dengan selang waktu sekali pertahun.  Jaring Palu Koro Transect ditujukan untuk pemantauan lokal aktivitas tektonik sistem sesar Palu-Koro yang terletak di Sulawesi Tengah yang dilakukan dengan menggunakan metoda episodik dengan selang waktu pengamatan sekali pertahun, dan metoda kontinyu dengan memasang stasiun tetap GPS di Toboli, Watatu, dan Palu.  Sementara itu jaring Gorontalo Transect ditujukan untuk pemantauan lokal aktivitas tektonik sistem sesar Gorontalo di bagian lengan Utara Sulawesi yang dilakukan menggunakan metode episodik GPS dengan selang waktu satu kali pertahun.

Data yang diperoleh dari pengamatan survei GPS selanjutnya diolah dan dianalisis menggunakan perangkat lunak serta strategi yang sesuai untuk mendeteksi pergerakan blok yang lambat ini.  Hasil perataan jaring bebas untuk masing-masing survey beserta kombinasinya dengan data-data stasiun IGS selanjutnya dipetakan ke dalam sistem koordinat referensi yang berlaku, yaitu ITRF, dalam rangka  memperoleh medan kecepatan dalam kerangka referensi global.

Data hasil interpretasi awal  kecepatan horisontal yang diperoleh dari survei tahun 1997 – 1999 memberikan beberapa fenomena yang sesuai dengan hasil dari riset geologi dan geofisika lain, yaitu rotasi searah putaran jarum   jam dari lengan utara Sulawesi, pembukaan teluk Tomini dan pergerakan sesar geser mengiri dari sistem sesar Palu-Koro.  Sebagai fenomena baru yang lain juga ditemui, yaitu terdapatnya rotasi berlawanan arah putaran jarum jam dari bagian barat daya Sulawesi dengan kecepatan yang  tinggi dari kitaran sesar Palu-Koro.

Kompleksitas pergerakan lempeng ini akan dipantau lebih lanjut dengan survey metoda episodik sekali pertahun dan metoda kontinyu dengan menggunakan stasiun tetap yang terletak di Sulawesi.  Sementara itu sebaran horisontal pergerakan lempeng di sekitar sesar Palu-Koro di Sulawesi Tengah relatif terhadap stasiun GPS Watatu menunjukkan pola deformasi unik  (khusus)  yang mengindikasikan bahwa pada saat ini sesar terkunci pada kedalaman tertentu di bawah permukaan bumi.  Sesar ini dapat menjadi sumber bencana sesmik yang besar untuk daerah sekitar Palu.  Akumulasi energi dari beberapa puluh tahun terakhir ini yang mungkin terjadi dengan kecepatan sekitar 4 sentimeter per-tahun, diperkirakan akan dilepaskan sebagai gempa bumi yang cukup besar (Mw ~7) yang mungkin terjadi di masa depan.  Aktifitas pemantauan sesar akan dilanjutkan dengan memanfaatkan 2 stasiun tetap yang terletak di ujung-ujung transect serta dengan melakukan survey secara episodik sekali pertahun.

—————————————————————————————————————————————————
MANFAAT STUDI GEODINAMIKA

Penelitian geodinamika di Sulawesi, khususnya dengan menggunakan teknologi GPS secara umum bertujuan untuk mengidentifikasi daerah berseismisitas tinggi, penyelidikan akulumasi regangan, pemodelan kinematik yang terintegrasi, pemahaman keterkaitan antara fenomena fisik (seismisitas dan geologi) dengan informasi geometrik.  Parameter-parameter penelitian di atas selanjutnya dapat dipergunakan sebagai parameter input untuk melihat potensi bencana yang mungkin terjadi seperti erupsi vulkanik, longsoran tanah, dan terutama bencana gempa bumi.

Aktifitas pemantauan tektonik regional di daerah Sulawesi menggunakan mertode GPS memberikan hasil interpretasi awal yang bersifat geometrik.  Hasil yang diperoleh menunjukkan beberapa fenomena yang sesuai dengan hasil riset geologi dan geofisika lain, dan memperlihatkan adanya fenomena baru.  Tahap selanjutnya dari aktifitas pemantauan ini adalah mengimprovisasi serta memperluas model kinematik dari tektonik regional wilayah Sulawesi dan sistem sesar Palu-Koro dengan memanfaatkan stasiun tetap GPS terutama dalam rangka mencari korelasi antara statistik baseline yang diperoleh, dengan kegempaan yang terjadi.  Seluruh aktivitas ini pada akhirnya akan ditujukan untuk menyusun model terpadu dari pola tektonik regional daerah Sulawesi dan Sistem Sesar Palu-Koro dengan mengintegrasikan infomasi fisik berupa data geofisika dan geologi yang terkait, yang selanjutnya digunakan untuk memahami pola dan mekanisme tektonik yang terjadi di wilayah Triple Junction Sulawesi.

Berita Terkait