Irwandi Irwandi

ARTIKEL RISET

Aplikasi Multi Hill Effect untuk MempermudahAnalisis Geomorfologi dalam MengidentifikasiSesar Aktif di Pidie JayaIrwandi Irwandi

Ringkasan

Sumatera memiliki dua sesar aktif utama yaitu Sunda Subduction Zone dan Great Sumatra Strike-slip fault.Namun gempabumi Pidie Jaya 7 Desember 2016 magnitudo 6,5 dan 102 korban jiwa tidak terjadi pada sesaraktif tersebut. Banyak sesar aktif yang masih luput dari pengamatan. Memetakan sesar aktif bukan pekerjaanyang mudah, ditambah lagi frekuensi gempa untuk sesar cabang relatif lebih kecil dibandingkan di sesar utama.Sehingga, penulis mencoba melakukan kajian geomorfologi dengan menganalisis hill effect dari data topografidigital dari sesar utama Sumatera hingga pantai Pidie Jaya. Multi hill effect akan menghasilkan efek yang lebihbaik sehingga lebih mudah mengidentifikasi sesar aktif. Semua proses menggunakan software Quantum GIS(QGIS) yang merupakan FOSS (Free Open Source Software). Rumitnya geomorfologi Aceh tentunya denganhanya menggunakan metode tersebut belum mampu memberikan jawab yang memuaskan tentang teka-teki sesaraktif penyebab gempa Pidie Jaya. Namun metode tersebut dapat digunakan sebagai metode pendahuluan danmasih perlu digabungkan dengan informasi dari metode lainnya.

Kata Kunci : Multi hill effect, sesar aktif, gempa Pidie Jaya

Abstract

Sumatra has two main active faults namely the Sunda Subduction Zone and the Sumatra Strike-slip fault.However, Pidie Jaya earthquake of December 7, 2016, M6.5 and 102 casualties did not occur in the active faults.Many active faults are still missed from observation. Mapping an active fault is not an easy task, moreover,the frequency of earthquakes from branching fault is relatively smaller compare to the main fault. We tried toinvestigate geomorphology study of hill effect analysis from digital elevation model starting from main Sumatranfault to coast of Pidie Jaya. The multi-hill effect makes faults-identification become easier. The FOSS (FreeOpen Source Software) of Quantum GIS (QGIS) was used. Due to the complexity of geomorphology of Aceh,performing the method is not sufficient to figure out the fault that triggered the Pidie Jaya earthquake.

Keywords: Multi hill effect; active fault; Pidie Jaya earthquake

1 PendahuluanSumatera memiliki tingkat bahaya bencanagempa bumi yang tinggi dan para peneliti sudahmengidentifikasi dengan baik dua sesar aktif utamayaitu Sunda Subduction Zone dan Great SumatraStrike-slip fault [1]. Kedua sesar utama tersebutdijadikan panduan dalam menyusun Peta HazardGempa Indonesia 2010 yang dijadikan Acuan DasarPerencanaan dan Perancangan Infrastruktur TahanGempa Indonesia[2]. Namun bencana gempa bumi

Correspondence: irwandi@unsyiah.ac.id

Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,

Universitas Syiah Kuala, Daerah Istimewa Aceh, Indonesia

Full list of author information is available at the end of the article

yang terjadi di Pidie Jaya 7 Desember 2016 dengankekuatan M6.5 yang memakan korban jiwa 102 orangtidak terjadi di dua sesar aktif tersebut. Sampaisaat ini Peta Hazard Gempa Indonesia 2010 masihdigunakan dan sesar aktif yang berbahaya tersebutbelum diperhitungkan? Letak permasalahannyaadalah mencari sesar aktif bukan suatu pekerjaanmudah apalagi di Indonesia yang merupakan tempatpertemuan tiga lempeng tektonik besar. Terbatasnyapersonil dan waktu sehingga tidak mungkin menelitisemua sesar yang ada di Indonesia, sehingga banyaksesar aktif yang masih luput dari pengamatan.

Memang memetakan patahan aktif bukanmerupakan pekerjaan yang mudah, ditambah lagi

Irwandi Irwandi Page 17 of 20

frekuensi gempa untuk sesar cabang relatif lebihkecil dibandingkan dengan gempa di sesar utama.Oleh karena itu, penulis mencoba melakukan kajiangeomorfologi dengan menganalisis data topografidigital untuk wilayah dari sesar besar Sumaterahingga ke tepi pantai Pidie Jaya seperti yangdiperlihatkan pada gambar 1 berupa kotak berwarnaabu-abu. Patahan Sumatra diperlihatkan dengan jelasyang ditandai dengan garis warna merah.

Gambar 1 Lokasi Penelitian dari sesar besar Sumatera hinggake tepi pantai Pidie Jaya

2 Metode PenelitianData topografi digital atau DEM (Digital ElevationModel) yang digunakan memiliki resolusi 1” yangbersumber dari The Advanced Spaceborne ThermalEmission and Reflection Radiometer (ASTER) GlobalDigital Elevation Model (GDEM). Untuk daerahkhatulistiwa resolusi 1” (arc-second) setara denganresolusi 30 meter.

Data disimpan dalam format Georeferenced TaggedImage File Format (GeoTIFF) dengan kedalamresolusi 16-bit dan sistem koordinat geografik yangmengacu ke World Geodetic System (WGS84) dandatum geoid Earth Gravitational Model (EGM96)[3].Gambar 2 memperlihatkan plotting data DEM untukarea yang diteliti 96◦-96,5◦ Bujur timur dan 4,65◦-5,3◦

lintang utara.Gambar 2 di atas hanya plotting ketinggian dalam

skala warna namun informasi tentang kemiringanlereng tidak diperlihatkan dengan jelas. Supayahal tersebut dapat dilakukan maka perlu dilakukananalisis hillshade terhadap data DEM sehingga efekhill atau lereng akan lebih jelas. Efek hill tersebut

Gambar 2 Plotting data topografi tanpa efek hill

secara intuisi adalah proses dimana terbentuknyabayangan dari sinar matahari pada permukaan yangtidak rata. Oleh karena itu ada dua parameter yangperlu diberikan yaitu azimut (solar azimuth angle)(Az) dan ketinggian matahari (horizontal angle)dalam satuan derajat seperti yang diperlihatkan padaGambar 3.

Gambar 3 Geometri pencahayaan pada hill efek[8]

Pada tulisan ini kita menggunakan nilai ketinggianmatahari tetap 45◦ dan menvariasikan sudut azimut.

Irwandi Irwandi Page 18 of 20

Gempa Pidie Jaya memiliki mekanisme geser kanandengan nilai strike = 243◦, dip = 81◦, rake =33◦[4]. Efek hill akan lebih mudah tampil bilasumber cahaya tiba tegak lurus garis patahanyang diasumikan sama dengan strike, sehinggaAz=strike+90◦=243◦+90◦=333◦. Selanjutnyadivariasikan dengan sudut azimut yang dikurangi1/3 putaran 333◦-360◦/3=213◦ dan dikurangan 2/3putaran 333◦-2×360◦/3=93◦. Sehingga sudut azimutyang divariasikan dan digabungkan pada tulisan iniadalah Az=93◦, Az=333◦, dan Az=213◦.

Software Quantum GIS[5] memanfaatkan fasilitasdari software GRASS[6][7] dengan tool yang terdapatpada menu Raster → Analysis → DEM (TerrainModel) dan selanjutnya dapat memilih modehillshade. Karena data raster GeoTIFF dalamsistem koordinat geografik sehingga perlu diletakanfaktor konversi Scale (ratio of vertical units tohorizontal) sebesar 111120 m/◦. Hasil hillshadeyang ditampilkan dalam skala gray akan dijadikanintensitas untuk diterapkan pada data DEM (Gambar2) dengan mengatur blending mode dari normal kemultiply.

3 Hasil dan PembahasanEfek hillshade yang diterapkan pada Gambar2 dengan sudut azimut Az=333◦ dan Az=93◦

diperlihatkan pada Gambar 4 dan 5 secara berurutan.Pada gambar 4 tersebut terlihat lebih jelas dimanapuncak dan lembah . Namun pada Gambar 5sepertinya memperlihatkan hal sebaliknya dimanapuncuk pada gambar 4 menjadi lembah pada gambar5. Efek ini terjadi karena disinari pada azimut yangberbeda akan memberikan efek yang berbeda pula.Sehingga penentuan nilai azimut penyinaran menjadipenting dalam memberikan efek hill yang benar.

Menggabungkan kedua efek hill tersebut akandiperoleh efek yang lebih baik dalam melakukananalisis geomorfologi untuk mengidentifikasi sesaraktif seperti yang diperlihatkan pada Gambar 6.Berdasarkan efek hill pada gambar 6 tersebut dicobamenarik garis sesar. Menarik garis sesar tersebutmerupakan pekerjaan interpretasi yang sangatsubjektif bedasarkan pengetahuan dan pengalamansiapa yang melakukan interpretasi tersebut. Adatiga kemungkinan garis sesar dan salah satunyakemungkinan penyebab gempa Pidie Jaya tersebut.

Gambar 4 Topografi dengan efek hill tunggal, Az=333◦

Gambar 5 Topografi dengan efek hill tunggal, Az=93◦

Irwandi Irwandi Page 19 of 20

Gambar 6 Topografi dengan efek hill ganda hasilpenggabungan hill effect, Az=93◦ dan Az=333◦

Gambar 7 Topografi dengan efek hasil penggabungan tigaefek hill dengan masing-masing azimut, Az=93◦, Az=333◦,dan Az=213◦

Gambar 8 Peta geologi tanpa efek hill [9]

Gambar 9 Peta geologi dengan efek multihill

Irwandi Irwandi Page 20 of 20

Efek hill tersebut informasinya diterapkan dalambentuk intensitas sehingga dapat juga diterapkanuntuk data lainnya seperti peta geologi. Setelahmenerapkan efek hill untuk peta geologi Gambar7 maka peta tersebut menjadi peta geologi yangdilengkapi efek hill seperti Gambar 8. Hasilinterpretasi garis sesar yang diperoleh pada Gambar6 di-overlay-kan ke peta geologi dan terlihat adanyakonsistensi sebagian garis sesar dengan batas-batasformasi batuan dan geologi struktur.

4 KesimpulanRumitnya geomorfologi Aceh yang berada di ujungpulau Sumatra serta berdekatan dengan Mergui basintentunya dengan hanya menggunakan metode tersebutbelum mampu memberikan jawab yang memuaskantentang teka-teki patahan aktif yang menyebabkangempa Pidie Jaya tersebut. Namun metode tersebutdapat digunakan sebagai metode pendahuluan danmasih perlu digabungkan lagi dengan informasi darimetode lainnya seperti relokasi gempa bumi atau dataremote sensing lainnya.

5 Ucapan TerimakasihUcapan terima kasih kepada NASA EOSDIS LandProcesses Distributed Active Archive Center (LPDAAC) yang telah menyediakan data ASTER GDEM,Quantum GIS developer, dan Jurusan Fisika FMIPAUnsyiah atas bantuan seminarnya.

Pustaka

1. Irwandi, I. : Advantages of Realistic Model Based oncomputational method: NDSHA versus StandardPSHA. In : IOP Conference Series: Earth andEnvironmental Science (Vol. 56, No. 1, p. 012007).IOP Publishing. (2017)

2. Tim Revisi Peta Gempa : Peta Hazard GempaIndonesia 2010 Sebagai Acuan Dasar Perencanaandan Perancangan Infrastruktur Tahan Gempa.Indonesia.(2010)

3. NASA JPL : ASTER Global Digital Elevation Model[Data set]. NASA JPL (2009)

4. USGS (United Stated Geological Survey) :Earthquake Hazard program. M 6.5-14km WNW ofReuleuet, Indonesia.https://earthquake.usgs.gov/earthquakes/eventpage/us10007ghm#moment-tensor (2016)

5. Quantum GIS Development Team : Quantum GISGeographic Information System. Open SourceGeospatial Foundation Project. (2016)

6. Neteler, M., Bowman, M.H., Landa, M. and Metz,M. : GRASS GIS: A multi-purpose open source GIS.Environmental Modelling & Software vol. 31,124-130 (2012)

7. Neteler, M., Mitasova, H :. Open source GIS: aGRASS GIS approach Vol. 689. Springer Science &Business Media (2013)

8. Burbank,D. W., Anderson, R.S. : TectonicGeomorphology. A John Wiley & Sons, Ltd.,Publication (2012)

9. Bennett, J. D., Bridge, D.M.C., Cameron, N. R.,Djunuddin, A., Ghazali,S. A., Jeffery, D. H.,Kartawa,W. et al. : Geologic map of the Banda Acehquadrangle, Sumatra. Pusat Penelitian danPengembangan Geologi, Bandung (1981).