Studi mekanisme gempa bumi jogja 2006 menggunakan GPS

GEMPA JOGJA 27 Mei 2006 

Pada tanggal 27 Mei 2006, terjadi gempa bumi di sekitar daerah Jogjakarta. Gempa terjadi di pagi hari tepatnya pada waktu 5:53:58 WIB. Pusat gempa terletak pada koordinat 7,962° LS dan 110,458° BT, kurang lebih 20 km sebelah tenggara Jogjakarta atau 455 km sebelah tenggara Jakarta dengan kedalaman cukup dangkal yaitu 10 kilometer. Gempa yang terjadi berkekuatan 6.3 Mw.  Kekuatan gempa bumi yang tergolong cukup kuat ini, kemudian terjadinya di daratan (inland) mengakibatkan timbulnya kerusakan gedung, bangunan dan infrastruktur lainnya yang cukup parah di daerah Jogjakarta, Bantul, dan sekitarnya, serta cukup banyak menelan korban jiwa.

p1023430.JPGimg_4098.JPGimg_4113.JPGimg_4105.JPG

Menurut hasil catatan survey, lebih dari 6000 orang meninggal dunia, dan  sekitar 50.000 ribu orang mengalami cedera.  Sementara itu 86.000 rumah hancur dan kurang lebih sebanyak 283.000 rumah mengalami kerusakan dengan masing-masing tingkat kerusakan berat, sedang, dan ringan.  Kerusakan bangunan paling parah terdapat disekitar Bantul, Imogiri, Piyungan, dan Klaten.  Kejadian gempa ini tergolong bencana nasional, dan memberikan rentetan catatan kelam bencana di negeri Indonesia, setelah sebelumnya terjadi bencana gempa bumi dan tsunami di bumi Nangro Aceh Darussalam, Nias, dan tempat-tempat lainnya.

Cukup banyaknya korban jiwa, dan kehilangan materi memperlihatkan masih lemahnya sistem pemantauan bencana gempa bumi yang ada di negara kita ini.  Padahal semenjak terjadinya bencana alam gempa bumi yang diiringi tsunami di Nangro Aceh tahun 2004, pemerintah telah mencanangkan upaya early warning sistem bencana alam gempa bumi dan tsunami.  Mungkin kita masih perlu waktu untuk terus mengkaji, mempersiapkan, dan memulai secara aktif program pemantauan dan mitigasi bencana alam khususnya gempa bumi dan tsunami.

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

Catatan Sejarah Kegempaan di Daerah Jogjakarta dan sekitarnya

Sebenarnya kalau kita melihat catatan sejarah, ternyata telah terjadi beberapa kali gempa di daerah Jogjakarta dan sekitarnya dengan kekuatan yang cukup merusak.  Pada tahun 1867 terjadi gempa yang memberi catatan korban meninggal dan luka-luka yang cukup banyak, dan meninggalkan kerusakan pada bangunan dan infrastruktur pada daerah yang cukup luas.  Pada tahun 1943 terjadi lagi gempa bumi yang menimbulkan korban jiwa sebanyak 213 orang (31 korban meninggal di Jogjakarta), 2800 rumah hancur, dan daerah yang mengalami kerusakan paling parah yaitu Kebumen dan Purworejo. Pada tahun 1981 terjadi kembali gempa di daerah Jogjakarta dan sekitarnya, meskipun tidak sampai menimbulkan korban jiwa dan kerusakan parah pada bangunan.

Apabila kita menengok catatan sejarah tersebut secara teliti, kemudian apabila kita mencermati mekanisme gempa yang sifatnya berulang (earthquake cycle), maka bukan tidak mungkin kita dapat mengupayakan mitigasi dengan baik, berupaya meminimalkan dampak kerugian yang dapat ditimbulkan oleh gempa bumi tersebut. Kegiatan “sedia payung sebelum hujan” ini mungkin dapat diwujudkan dengan sokongan dari adanya penelitian, penerapan teknologi, pemberdayaan masyarakat, dan lain-lain.

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

Penelitian dan penerapan teknologi dalam menghadapi bencana gempa bumi

Gempa bumi tidak bisa di cegah kedatangannya.  Apa yang kita dapat lakukan hanyalah mencari cara untuk mereduksi kerugian atau bencana yang dapat ditimbulkan oleh gempa bumi.  Caranya bagaimana yaitu dengan melaksanakan pemantauan potensi dan mitigasi bencana alam gempa bumi dengan sebaik mungkin. 

Salah satu upaya yang dapat dilakukan dalam rangka pemantauan potensi dan mitigasi bencana alam gempa bumi yaitu melalui penelitian serta analisis mekanisme siklus dan tahapan gempa bumi.  Siklus gempa bumi (earthquake cycle) didefinisikan sebagai perulangan gempa. Satu siklus dari gempa bumi ini biasanya berlangsung dalam kurun waktu puluhan sampai ratusan tahun.  Dalam satu siklus gempa bumi terdapat beberapa mekanisme tahapan terjadinya gempa bumi, diantaranya yaitu tahapan interseismic, pre-seismic, co-seismic, dan post-seismic  [Mori (2004), Vigny (2004), Ando (2005), Natawidjaja (2004)]
 
Bentuk analisis siklus gempa bumi dilakukan dengan cara meneliti dokumen sejarah kejadian gempa bumi, dan penelitian-penelitian geologi, geofisika seperti stratigrafi batuan, terumbu karang (coral microattols) dan paleo-tsunami untuk gempa yang terjadi di laut, paleo-likuifaksi, dan lain-lain. Sementara itu bentuk analisis tahapan gempa bumi dilakukan dengan cara melihat dan meneliti fenomena-fenomena yang menyertai tahapan gempa bumi seperti deformasi, seismisitas, informasi pengukuran geofisika (reseistivitas elektik, pengamatan muka dan temperatur air tanah), dan lain-lain. [Mori (2004), Vigny (2004; 2005), Ando (2005), Natawidjaja (2004)].

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

Kegiatan Penelitian mekanisme gempa Jogja oleh KK Geodesi dan Counterpart
 
Sebagai upaya pembelajaran dan bahan bagi langkah penanganan potensi gempa di masa datang khususnya di wilayah Jogjakarta dan sekitarnya, maka perlu untuk dilakukan penelitian mekanisme gempa bumi Jogja yang terjadi pada tanggal 27 mei 2006.  Untuk melihat mekanisme dari gempa bumi Jogja 2006 dapat dilakukan dengan cara mencari bukti patahan (surface rupture) di lapangan, melihat deformasi coseismik dan poseismik dengan memanfaatkan teknologi Global Positioning System (GPS), pemantauan aftershock dengan microseismometer, dan lain-lain. 

Pada awal bulan juni (sekitar seminggu setelah bencana gempa di Jogja), ITB (termasuk di dalamnya KK Geodesi) bekerjasama dengan Nagoya University, Universitas Gajah Mada (UGM) dan BPPT  mengadakan kerjasama penelitian mekanisme gempa yang terjadi di Jogjakarta.  Pekerjaan lapangan dilakukan selama kurang lebih 10 hari dengan kegiatan antara lain memantau titik-titik benchmark yang dulu di bangun oleh BPN dengan GPS untuk melihat deformasi coseismik, kemudian memasang alat microseismik untuk melihat sebaran aftershock, dan lain-lain.  Kegiatan penelitian juga disertai dengan kegiatan kemanusiaan penyaluran bantuan bagi korban bencana.

Dalam bentuk point-point secara lebih jelasnya kegiatan penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut:

1) Survey kerusakan bangunan (damage assesment) dan casualties
2) Mencari bukti patahan di permukaan (surface rupture)
3) Pengamatan GPS di titik-titik BPN dan titik lainnya untuk melihat efek coseismik
4) Pemasangan microseismic untuk melihat sebaran aftershock
5) Membantu penyaluran dana bantuan bencana

Di bawah ini adalah gambar dokumentasi dari pemasangan alat GPS di titik-titik BPN untuk melihat melihat efek deformasi coseismik akibat dari gempa yang terjadi di Jogja

13052005b.jpg1305113.jpg 13052005c.jpg050484134.jpg

Gambar di bawah ini menunjukkan dokumentasi kegiatan lain disamping kegiatan penelitian, yaitu penyaluran bantuan bagi korban bencana.  Dana bantuan diperoleh dari sivitas akademik ITB, kemudian masyarakat yang memberikan bantuan lewat posko bencana ITB.

p1043487.JPGp1043494.JPG p1043496.JPGs2020002.JPG

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

Pengolahan data dan analisis hasil penelitian

Dari hasil survey kerusakan di lapangan (damage assestment) terlihat kerusakan cukup parah di sekitar koridor sesar opak (mulai dari bantul sampai dengan Klaten).  Gempa hanya berkekuatan 6,3 Mw sebenarnya tidak terlalu besar untuk ukuran kekuatan gempa, namun memberikan dampak kerusakan yang cukup parah.  Dari sini timbul pertanyaan apakah karena kondisi lapisan sedimentasi sangat berperan? Apakah kondisi bangunan sangat berperan? Apakah efek dari Killer Waves? Apakah terjadi lebih dari satu gempa?  Hal-hal ini sangat menarik untuk diteliti lebih lanjut, dengan mengintegrasikan berbagai macam data yang ada.

Dari hasil survey lapangan untuk mencari patahan permukaan (surface rupture) ternyata tidak diperoleh bukti adanya surface rupture di sekitar sesar Opak.  Hal ini memberikan pertanyaan apakah gempa yang terjadi tidak menyebabkan surface rupture? atau lokasi gempa bukan terjadi di sesar Opak? mungkin di sesar lainnya?  Jawaban dapat diperoleh diantaranya dengan melihat pola deformasi coseismik dan sebaran aftershock.

Dari hasil pengolahan data GPS menggunakan sofware bernese 4.2 dan dokumentasi koordinat BPN diperoleh deformasi coseismic dengan besarnya bervariasi namun tidak lebih dari 15 sentimeter.  Pola deformasi cukup sistematik yang menunjukkan mekanisme gempa Jogja 2006 bersifat left lateral.  Selanjutnya hasil pemodelan coseismic slip menunjukkan dip angle dari sistem left lateral fault sebesar 50 derajat.  Dari hasil deformasi coseismic juga memperlihatkan bahwa fault rupture terjadi di sebelah timur sesar Opak.

Hasil sebaran aftershock yang diolah oleh Nagoya University (Irwan et. Al, 2006), dari 6 buah seismometer yang dipasang, menunjukan sebaran yang terkonsentrasi disekitar sesar ridge gunung kidul, bukan disesar Opak.  Geometri Fault tidak melebihi 20 kilometer, hal ini sesuai dengan perhitungan kekuatan gempa, dan nilai ground deformation.  Hasil sebaran aftershock ini memperkuat hasil analisis GPS yang menunjukan pola mekanisme gempa Jogja 2006 bersifat left lateral dan fault rupture terjadi di sebelah timur sesar Opak.

Meskipun terlihat percuma melakukan penelitian disaat bencananya telah terjadi, namun apabila kita cermati bahwa kita masih dapat memetik pelajaran dari bencana tersebut, untuk kita lebih baik lagi dalam menghadapi bencana di masa yang akan datang.  Salah satu contoh dari hasil penelitian menunjukkan sebenarnya kekuatan gempa tidak begitu kuat untuk ukuran teori kegempaan, namun mungkin karena bangunan yang ada tidak didesain tahan gempa, kemudian jenis tanahnya sedemikian rupa sehingga menambah efek kerusakan, maka untuk di masa yang akan datang kita patut memikirkan bagaimana membuat bangunan yang benar, dan lain-lain.  Dari pemodelan coseismic kita dapat mengenal daerah mana yang menjadi sumber gempa, sehingga kita dapat mengenali tingkatan daerah bahaya gempa, bagaimana pola akumulasi energinya, dan lain-lain.