Jurnal Geocelebes Vol. 5 No. 2, Oktober 2021, 144 – 158

## IDENTIFIKASI PERCEPATAN TANAH MAKSIMUM DAN INTENSITAS GEMPA BUMI DI SUMATRA BARAT MENGGUNAKAN METODE GUTENBERG-RICHTER
Erna Yustika Hutasoit 1 , Ira Kusuma Dewi 1* , Faizar Farid 2
1 Program Studi Teknik Geofisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Jl. Jambi – Muara Bulian Km. 15, Jambi, 36361, Indonesia.
2 Program Studi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Jl. Jambi – Muara Bulian Km. 15, Jambi, 36361, Indonesia.
*Corresponding author. Email: ierha.kd@gmail.com
Manuscript received: 9 June 2021; Received in revised form: 27 September 2021; Accepted: 13 October 2021

## Abstrak
Sumatra Barat memiliki tingkat kegempaan cukup tinggi karena berada pada zona Megathrust , Sesar Mentawai, dan Sesar Sumatra. Tingginya tingkat kegempaan ini mempengaruhi nilai percepatan tanah di  Sumatra  Barat  yang  merupakan  parameter  penting  dalam  perencanaan  bangunan  tahan  gempa. Metode Gutenberg-Richter merupakan salah satu metode empiris untuk menghitung nilai percepatan tanah  maksimum  (PGA)  dan  intensitas  gempa  bumi  berdasarkan  magnitudo  gempa.  Data  penelitian ialah  data  katalog  gempa  bumi  dari  BMKG  dan  USGS  dengan  periode  01  Januari  2005  hingga  15 September 2020 dengan magnitudo gempa Mb ≥3 dan kedalaman ≤70 km. Berdasarkan data BMKG diperoleh gempa bumi sebanyak 1136 kejadian dan menunjukkan nilai PGA di Sumatra Barat sekitar 0,16 – 1,44 m/s 2 dengan intensitas V–VIII MMI serta episenter menyebar di zona akresi, zona Sesar Sumatra  dan  zona  Sesar  Mentawai.  Sedangkan  dari  USGS  diperoleh  gempa  bumi  sebanyak  1140 kejadian dan menunjukkan nilai 0,28 – 1,35 m/s 2 dengan intensitas VI–VIII MMI serta episenter yang menyebar di zona Sesar Mentawai. Berdasarkan analisis data baik dari BMKG maupun USGS diperoleh bahwa  Kabupaten  Kepulauan  Mentawai  adalah  wilayah  yang  memiliki  tingkat  risiko  gempa  bumi paling tinggi dan berpotensi tsunami dengan nilai percepatan tanah maksimum sekitar 1,29 – 1,44 m/s 2 dengan intensitas VIII MMI.
Kata Kunci : Gutenberg-Richter; intensitas gempa; percepatan tanah maksimum; Sumatra Barat.

## Abstract
West Sumatra has a fairly high level of seismicity because it is located in the Megathrust, Mentawai Fault, and Sumatra Fault zones. This high level of seismicity affects the value of ground acceleration in West  Sumatra  which  is  an  important  parameter  in  the  design  of  earthquake-resistant  buildings.  The Gutenberg-Richter  method  is  an  empirical  method  to  calculate  the  maximum  ground  acceleration (PGA) and earthquake intensity based on the earthquake magnitude. The research data is earthquake catalog data from BMKG and USGS for the period January 1, 2005 to September 15, 2020 with an earthquake magnitude of Mb 3 and a depth of 70 km. Based on BMKG data, 1136 earthquakes were obtained and showed PGA values in West Sumatra were around 0.16 – 1.44 m/s 2 with an intensity of V–VIII MMI and the epicenters spread in the accretion zone, Sumatra Fault zone and Mentawai Fault zone. Meanwhile, from USGS, 1140 earthquakes were obtained and showed a value of 0.28 – 1.35 m/s 2 with an intensity of VI-VIII MMI and an epicenter that spreads in the Mentawai Fault zone. Based on data analysis from both BMKG and USGS, it was found that the Mentawai Islands Regency is an area
that has the highest level of earthquake risk and has the potential for a tsunami with a maximum ground acceleration value of around 1.29 – 1.44 m/s 2 with an intensity of VIII MMI.
Keywords : Gutenberg-Richter; earthquake intensity; peak ground acceleration; West Sumatra

## Pendahuluan
Sumatra  Barat  merupakan  salah  satu wilayah di Indonesia yang memiliki tingkat kegempaan  cukup  tinggi  karena  Sumatra Barat  berada  di  pertemuan  Lempeng  Indo- Australia  yang  menunjam  ke  bawah Lempeng  Eurasia  yang  membentuk  jalur gempa  bumi.  Sumatra  barat  berada  pada zona Megathrust ,  Sesar  Mentawai,  dan Sesar  Sumatra  (Douglas,  2001).  Dalam catatan  sejarah  gempa  bumi  dahsyat  yang pernah  terjadi  di  Sumatra  Barat  yaitu  pada 30  September  2009  dengan  kekuatan  Mw 7,5  dan  intensitas  VII  MMI.  Gempa  ini menyebabkan  kerusakan  parah  di  beberapa wilayah  Sumatra  Barat  dan  menewaskan banyak orang (BMKG, 2021).
Tingginya aktivitas kegempaan mempengaruhi  nilai  percepatan  tanah  di wilayah  Sumatra  Barat.  Percepatan  tanah maksimum  (PGA)  adalah  nilai  percepatan tanah  terbesar  pada  permukaan  tanah  yang pernah terjadi di suatu wilayah akibat gempa bumi.  Oleh  sebab  itu,  sangat  dibutuhkan perhitungan  PGA  yang  diakibatkan  oleh gempa  bumi  untuk  perencanaan  bangunan tahan gempa karena menggambarkan kekuatan  gempa  bumi  yang  pernah  terjadi, salah satunya dengan menggunakan metode Gutenberg-Richter (Syahputra, 2007).
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui nilai PGA dan intensitas gempa di Sumatra Barat  menggunakan  metode  Gutenberg- Richter, mengetahui hubungan PGA dengan intensitas,  mengetahui  perbedaan  data BMKG dengan USGS dan mengidentifikasikan  tingkat  risiko  gempa bumi di wilayah Sumatra Barat. Berdasarkan  lokasi  yang  rawan  dengan gempa  bumi,  Sumatra  Barat  berpotensi dapat  mengalami  gempa  bumi  dengan magnitudo yang tinggi dan intensitas sekitar
VI-VIII MMI atau setara dengan 0,50 – 0,75 m/s 2 dalam tabel hubungan nilai percepatan tanah  dan  intensitas  menurut  Calvi  dkk. (2006) pada Tabel (1) di bawah.
Tabel  1 .  Tingkat  risiko  gempa  berdasarkan  nilai percepatan tanah dan intensitas (Calvi dkk., 2006)
No Tingkat Risiko Percepatan (m/s 2 ) Intensitas (MMI) 1 Risiko sangat kecil <0,25 <VI 2 Risiko kecil 0,25-0,50 VI-VII 3 Risiko sedang satu 0,50-0,75 VII-VIII 4 Risiko sedang dua 0,75-1,00 VII-VIII 5 Risiko sedang tiga 1,00-1,25 VII-VIII 6 Risiko besar satu 1,25-1,50 VIII-IX 7 Risiko besar dua 1,50-2,00 VIII-IX 8 Risiko besar tiga 2,00-3,00 VIII-IX 9 Risiko sangat besar satu 3,00-6,00 IX-X 10 Risiko sangat besar dua >6,00 >X

## Geologi Regional Sumatra Barat
Menurut  Koesoemadinata  dan  Matasak (1981),  secara  regional  Sumatra  Barat merupakan  bagian  dari  empat  lembar geologi  yaitu  Lembar  Painan,  Lembar Lubuksikaping, Lembar Solok, dan Lembar Padang.  Geologi  regional  Sumatra  Barat ditunjukkan pada Gambar 1.
Sumatra Barat terbagi dalam empat segmen sesar  aktif.  Segmen  Sumpur  terletak  di Daerah  Rao,  Lubuk  Sikaping  Kabupaten Pasaman yang memiliki panjang patahan ± 35  km  dengan  kecepatan  pergerakan  14 mm/tahun. Segmen Sianok terletak memanjang dari sisi Timur Danau
Singkarak dengan kecepatan pergeseran 14
m/tahun. Segmen Sumani memiliki panjang ±  90  km  dengan  kecepatan  pergeseran  14 mm/tahun.  Segmen  Suliti  berada  di  Danau
Diatas dan Danau Dibawah dengan panjang segmen ± 90 km dan kecepatan pergerakan 6,5 mm/tahun (Sieh dan Natawidjaja, 2000).
Gambar 1 . Peta Geologi Sumatra Barat (Dimodifikasi dari Badan Informasi Geospasial, 2017).

## Gempa Bumi
Gempa  bumi  adalah  rangkaian  gelombang getaran  yang  disebabkan  adanya  pelepasan energi  regangan  elastis  batuan.  Menurut Teori Elastic Rebound yang dinyatakan oleh Seismolog  Amerika,  Reid,  (Bullen,  1965; Kawashumi,  1951)  menyatakan  bahwa gempa  bumi  merupakan  gejala  alam  yang disebabkan oleh pelepasan energi regangan elastis  batuan  yang  disebabkan  adanya deformasi  batuan  yang  terjadi  pada  lapisan litosfer.

## Metode Penelitian
Pada  penelitian  ini  dilakukan  perhitungan percepatan  tanah  maksimum  dan  intensitas gempa  bumi  dengan  metode  Gutenberg- Richter  di  wilayah  Sumatra  Barat  dengan periode  gempa  bumi  yang  terjadi  dari  01 Januari  2005  hingga  15  September  2020 dengan magnitudo Mb ≥3 dan kedalaman ≤ 70  km.  Data  katalog  gempa  bumi  yang digunakan  dalam  pengolahan  yaitu  waktu terjadinya  gempa, latitude , longitude ,
magnitudo,  dan  kedalaman  yang  diunduh dari situs resmi BMKG  ( www.bmkg.go.id ) dan USGS ( www.earthquake.usgs.gov ).
Metode Gutenberg-Richter merupakan metode yang bersifat universal (menyeluruh)  dan  dapat  digunakan  untuk seluruh  wilayah.  Selain  itu,  metode Gutenberg-Richter  paling  tepat  untuk menghitung nilai PGA dan intensitas gempa bumi berdasarkan nilai magnitudo (Scordilis, 2006).
Penelitian  dimulai  dengan  perhitungan episenter pada Pers. (1) dan hiposenter pada Pers. (2).
Cos ∆ = Sin φ 1 Sin φ 2 + Cos φ 1 Cos φ 2 Cos (λ 1 –λ 2 ) (1)
dengan: ∆:  jarak episenter φ 1 : lintang posisi episenter φ 2: lintang stasiun pengamat λ 1 : bujur episenter λ 2 : bujur stasiun pengamatan
𝑅 = √∆ 2 + ℎ 2 (2)
dengan: ∆: jarak episenter (km) h: kedalaman (km)
Nilai hiposenter digunakan untuk menghitung nilai percepatan tanah maksimum atau Peak Ground Acceleration (PGA)  yang  merupakan  nilai  terbesar percepatan  tanah  pada  suatu  tempat  akibat getaran  gempa  bumi  dalam  periode  waktu tertentu  yang  dipengaruhi  oleh  magnitudo, kedalaman,  jarak  episenter,  dan  kondisi tanah (Lubis dkk., 2007). Perhitungan nilai PGA  menggunakan  Persamaan  Gutenberg- Richter pada Pers. (3) berikut.
Log α = 𝐼 3 – 0,5 (3)
dengan: I: intensitas (MMI) α: percepatan tanah (gal)
Selain  itu,  dilakukan  perhitungan  nilai intensitas  yang  merupakan  skala  kekuatan gempa bumi berdasarkan hasil  pengamatan efek gempa bumi terhadap manusia, struktur bangunan,  dan  lingkungan  pada  tempat tertentu yang dinyatakan dengan skala MMI ( Modified  Mercalli  Intensity ).  Besarnya intensitas bergantung pada magnitudo, jarak dari  sumber  gempa  (episenter),  kondisi geologi, dan struktur bangunannya. Intensitas  terkuat  terjadi  di  wilayah episenter (Kawashumi, 1951).
Perhitungan  nilai  episenter  menggunakan Persamaan Gutenberg-Richter pada Pers. (4) berikut.
I = 1,5 (M-0,5)                 (4)
Dengan:  I: intensitas (MMI) M: magnitudo gempa bumi
Hubungan  PGA  dan  intensitas  gempa dinyatakan dengan Pers. (5) oleh Gutenberg-Richter berikut.
log α = 0,333 IMM – 0,5         (5) dengan: α: percepatan maksimum (gal) I: intensitas (MMI)
Hubungan  intensitas  pada  suatu  wilayah terhadap  jarak  dinyatakan  pada  Pers.  (6)
oleh  Subardjo  dan  Harjadi  (1993)  yang ditentukan  berdasarkan  gempa  Flores  12 Desember 1992.
I 0 = I exp –0,0021R (6)
dengan: I: Intensitas (MMI)
I 0 : Intensitas pada jarak episenter R: Jarak episenter (km) exp: Bilangan logaritma = 2,71828
Hubungan  intensitas  dan  PGA  dinyatakan dalam  grafik  dengan  pendekatan  empiris menggunakan  metode  Gutenberg-Richter pada  Pers.  (5).  Interpretasi  hasil  terhadap tingkat risiko gempa bumi di Sumatra Barat berdasarkan Tabel 1.

## Hasil dan Pembahasan
Data gempa bumi yang diunduh dari BMKG maupun  USGS  memiliki  format  yang berbeda.  BMKG  hanya  menampilkan longitude , latitude ,  waktu,  kedalaman  dan magnitudo  (BMKG,  2021).  Sedangkan USGS  menampilkan  waktu, longitude , latitude , kedalaman, magnitudo, nst (jumlah stasiun  seismik  yang  digunakan  untuk menentukan lokasi gempa), rms (kesesuaian waktu  datang), place (wilayah  terdekat dengan  gempa), type (jenis  peristiwa seismik), depthError (ketidakpastian kedalaman), magNst (jumlah  stasiun  untuk menghitung  magnitudo),  dan location source (sumber  jaringan  awal  yang menentukan lokasi gempa) (USGS, 2021).
Data  gempa  bumi  dari  BMKG  mencatat 1136  kejadian  sedangkan  USGS  sebanyak 1140 kejadian. Seismisitas memuat persebaran  gempa  bumi  berupa  titik-titik gempa di suatu wilayah yang menunjukkan tingkat  kerentanan  terhadap  gempa  bumi. Peta seismisitas dari data BMKG ditampilkan pada Gambar 2 yang menunjukkan  bahwa  persebaran  episenter terjadi  hampir  di  setiap  wilayah  Sumatra Barat.  Magnitudo  gempa  mulai  dari  M3 hingga M7 yang ditunjukkan oleh titik-titik gempa  dengan  warna  yang  berbeda  agar lebih  mudah  mengetahui  klasifikasi  gempa
bumi berdasarkan magnitudo. Gempa bumi dengan magnitudo M 3,0 – 3,9 (warna hijau tosca)  sebanyak  518  gempa,  M  4,0  –  4,9 (warna  hijau)  209  gempa,  M  5,0  –  5,9
(warna  kuning)  367  gempa,  M  6,0  –  6,9 (warna  jingga)  37  gempa,  dan  M  7,0  –  7,9 (warna merah) 5 gempa.
Gambar 2 . Peta Seismisitas dari data BMKG.
Gambar 3 . Peta Seismisitas dari data USGS.
Peta  seismisitas  dari  USGS  ditampilkan pada Gambar 3 yang menunjukkan persebaran gempa bumi terjadi lebih banyak di  perairan  barat  terutama  di  sekitar  zona Sesar  Mentawai.  Gempa  bumi  dengan
magnitudo  M  3,0  –  3,9  (warna  tosca) sebanyak  28  kejadian,  M  4,0  –  4,9  (warna hijau)  918  kejadian,  M  5,0  –  5,9  (warna kuning)  171  kejadian,  M  6,0  –  6,9  (warna
jingga) 19 kejadian, dan M 7,0 – 7,9 (warna merah) 4 kejadian.
Berdasarkan  peta  seismisitas  baik  dari BMKG maupun USGS dinyatakan bahwa di wilayah Sumatra Barat gempa bumi tersebar dan  bersumber  dari  zona  akresi  (tinggian depan  busur),  zona  Sesar  Mentawai,  dan zona  Sesar  Sumatra.  Gempa  bumi  di  zona akresi  dikontrol  oleh  aktivitas  sesar  naik ( thrusting ) yang mengakibatkan pengangkatan ( uplifting ). Zona akresi paling rawan  terhadap  kegempaan  karena  pusat gempa berada di bawahnya dan menyebabkan  gempa  dangkal  dengan kedalaman  hingga  70  km.  Gempa  bumi  di zona Sesar Mentawai  menyebabkan gempa bumi  dengan  kedalaman  dangkal  yang berada di cekungan depan busur. Sedangkan gempa  bumi  di  zona  Sesar  Sumatra menyebabkan  gempa  bumi  dangkal  dan merusak.  Walaupun  sedikit,  gempa  bumi dengan  magnitudo  besar  (M  >  6)  dapat terjadi  di  sepanjang  jalur  Sesar  Sumatra (Lubis dkk., 2007; Neumann, 1954).
Gempa  bumi  dengan  kedalaman  dangkal dan  terdapat  di  darat  biasanya  disebabkan
oleh  aktivitas  sesar  Sumatra  yaitu  yang termasuk  dalam  jenis  gempa interplate . Gempa  bumi  dengan  kedalaman  dangkal dan berada di perairan biasanya disebabkan oleh  aktivitas  Sesar  Mentawai  yang  terjadi karena stress (tekanan)  pada  lempeng tersubduksi  dan  bersifat  pergerakan  naik ( thrust ).  Sedangkan  gempa  bumi  dangkal hingga dalam biasanya terjadi di zona akresi (tinggian  depan  busur)  yaitu  gempa  bumi dengan pergerakan naik akibat adanya strain (regangan)  di  dalam  lempeng  (Sieh  dan Natawidjaja, 2000).
Berdasarkan  data  BMKG  (Gambar  4), kedalaman  gempa  bumi  di  Sumatra  Barat mulai  dari  10  km  hingga  69,70  km.  Peta persebaran kedalaman gempa dibuat dengan warna  yang  berbeda  untuk  memudahkan dalam  mengklasifikasikan  gempa  bumi yang  terjadi.  Gempa  dengan  kedalaman yang  berbeda  tersebar  di  wilayah  Sumatra Barat, baik di zona sesar maupun zona dekat subduksi. Gempa dengan kedalaman 10 km hingga  30  km  lebih  banyak  di  zona  Sesar Mentawai  dan  Sesar  Sumatra.  Sedangkan gempa dengan kedalaman 31 km hingga 70 km lebih banyak berada di wilayah perairan.
Gambar 4 . Peta kedalaman dari data BMKG.
Berdasarkan  data  dari  USGS  (Gambar  5), gempa bumi yang terjadi memiliki kedalaman  paling  dangkal  12,86  km  dan paling  dalam  68,15  km.  Wilayah  yang
memiliki  kedalaman  10  –  30  km  berada  di perairan barat dekat Mentawai dan ada juga di  sekitar  segmen  Sumatra  Barat.  Wilayah dengan kedalaman 30 – 50 km dan 50 – 70
km  juga berada di  perairan barat  walaupun ada yang berada di wilayah daratan Sumatra Barat.
Gambar 5 . Peta kedalaman dari data USGS.
Gambar 6 . Peta PGA dari data BMKG
Berdasarkan  data  dari  BMKG  dan  USGS, gempa  memiliki  kedalaman  yang  dangkal yaitu <70 km. Menurut Sieh dan Natawidjaja (2000) ketebalan kerak di Pulau Sumatra  15  –  70  km.  Jadi  gempa  bumi  di Sumatra Barat terjadi di kerak bumi karena memiliki kedalaman <70 km. Pada dasarnya
gempa sering terjadi di kerak, hanya saja di lokasi (sumber) yang berbeda.
Gempa  bumi  akan  mempengaruhi  PGA  di wilayah sekitar episenter. Berdasarkan data BMKG, nilai PGA di wilayah Sumatra Barat berkisar  antara  0,12  –  0,144  m/s 2 yang
ditunjukkan  pada  Gambar  6.  Nilai  PGA ditandai  dengan  interpolasi  warna  hijau hingga  ke  merah.  Semakin  merah  wilayah yang ditunjukkan pada peta berarti semakin tinggi  nilai  PGA  di  wilayah  tersebut. Gambar  6  menunjukkan  bahwa  PGA terbesar  berada  di  wilayah  Kepulauan Mentawai bagian tenggara dan Tanah Datar. Sedangkan  di  wilayah  kabupaten  lainnya memiliki nilai PGA yang kecil.
Tingginya  nilai  PGA  di  sekitar  Kabupaten Tanah  Datar  ini  disebabkan  oleh  gempa bumi yang terjadi di 14 km barat daya Tanah Datar  pada  Kamis,  11  September  2014 dengan magnitudo M 5,0 dan kedalaman 10 km.  Hal  ini  dikarenakan  posisi  sumber gempa yang dekat dengan wilayah tersebut dan terletak pada kedalaman yang dangkal. Wilayah  Tanah  Datar,  Batu  Sangkar  dan Padang  Panjang  sebagian  besar  tersusun oleh  endapan  aluvium  (lanau,  pasir,  dan kerikil)  yang  berumur  Kuarter  termasuk endapan  rawa  yang  bersifat  urai,  lepas  dan
belum  kompak  sehingga  rawan  terhadap terjadinya gempa bumi. Berdasarkan posisi hiposenter dapat diperkirakan bahwa gempa bumi  yang  terjadi  di  Tanah  Datar disebabkan  oleh  aktivitas  Segmen  Sianok (BMKG, 2021).
Hal  ini  sesuai  dengan  penelitian  yang dilakukan  oleh  Marlisa,  Pujiastuti,  dan Billyanto (2016) yang menganalisis PGA di Sumatra  Barat  dengan  metode  Mc.  Guire. Data penelitian yaitu kejadian gempa bumi 11 September 2014 yang berlokasi di 0,57° LU  dan  100,53°  BT  tepatnya  berada  di Segmen  Sianok  dengan  kedalaman  gempa 10  km  dan  magnitudo  M  5,0.  Hasil penelitian  tersebut  bahwa  PGA  tertinggi berada di sekitar wilayah Tanah Datar yaitu sekitar 0,28 m/s 2 . Dampak gempa dirasakan sangat kuat atau intensitas VII – VIII MMI dengan  kemampuan  merusak  kategori sedang.  Nilai  PGA  terkecil  berada  di wilayah  Pasaman,  Pesisir  Selatan,  Solok Selatan, dan Dharmasraya.
Gambar 7 . Peta PGA dari data USGS.
Data  dari  USGS  menunjukkan  bahwa wilayah Sumatra Barat memiliki nilai PGA sekitar  0,28  –  1,35  m/s 2 yang  ditunjukkan pada  Gambar  7.  Wilayah  di  Sumatra  Barat dengan percepatan tanah yang besar berada di Kabupaten Pesisir Selatan bagian selatan
dan  Kabupaten  Mentawai  bagian  tenggara. Sementara  wilayah  lainnya  memiliki  nilai PGA  yang  nilai  kecil  baik  di  sekitar  sesar maupun di sepanjang pantai Sumatra Barat. Tingginya  nilai  PGA  di  wilayah  Pesisir Selatan disebabkan oleh besarnya pengaruh
gempa yang terjadi di 2,62º LS dan 100,84º BT,  pada  12  September  2007  dengan magnitudo  M  7,9  dan  kedalaman  35  km. Wilayah  ini  berada  dekat  dengan  Pantai Barat Sumatra yang sebagian besar tersusun dari  endapan  danau,  dan  aluvium  berupa pasir, lanau, lempung, lumpur dan tuf yang berumur  Kuarter.  Guncangan  gempa  bumi akan  terasa  lebih  kuat  di  wilayah  yang disusun  oleh  endapan  aluvium  karena  sifat batuan  tersebut  akan  memperkuat  efek guncangan gempa bumi (BMKG, 2021).
Berdasarkan peta PGA dari data BMKG dan USGS  menunjukkan  hasil  yang  berbeda. Pada peta seismisitas data BMKG ditunjukkan  persebaran  episenter  yang merata hampir di setiap wilayah sedangkan
USGS  menunjukkan  persebaran  episenter yang  hampir  seluruh  kejadian  berada  di perairan Pantai Barat Sumatra Barat yaitu di sekitar Zona Sesar Mentawai
Intensitas  gempa  tertinggi  berada  pada wilayah  yang  dekat  dengan  episenter berdasarkan  hasil  pengamatan  terhadap manusia, dan lingkungan pada suatu tempat (Bullen,  1965).  Berdasarkan  data  BMKG, ditunjukkan  bahwa  wilayah  Sumatra  Barat memiliki intensitas mulai dari V hingga VIII MMI  (Gambar  8).  Wilayah  yang  memiliki intensitas  paling  tinggi  yaitu  di  sekitar bagian tenggara Kepulauan Mentawai yaitu VIII MMI dan disusul  dengan VII MMI di wilayah sekitar Kabupaten Sawahlunto dan Tanah Datar.
Gambar 8 . Peta intensitas dari data BMKG.
Tingginya  nilai  intensitas  di  Kepulauan Mentawai  dipengaruhi  oleh  gempa  bumi pada 25 Februari 2008 dengan magnitudo M 7,2 dan kedalaman 33 km. Intensitas gempa ini  sekitar  VII  MMI  dan  mengakibatkan beberapa  rumah  mengalami  kerusakan. Intensitas  paling  rendah  berada  di  wilayah Kabupaten  Pasaman  Barat  bagian  barat dengan  intensitas  V  MMI.  Sementara wilayah kabupaten lainnya memiliki intensitas sekitar VI MMI. Interpolasi pada
peta  PGA  dengan  peta  intensitas  memiliki pola  yang  hampir  sama  yaitu  nilai tertingginya  berada  di  wilayah  Kepulauan Mentawai  dan  Sawahlunto  serta  Tanah Datar.  Wilayah  dengan  nilai  PGA  tinggi akan menunjukkan intensitas yang tinggi.
Data  dari  USGS  menunjukkan  bahwa Sumatra  Barat  memiliki  intensitas  mulai dari VI-VIII MMI. Pada Gambar 9, wilayah dengan intensitas tertinggi berada di bagian
Tenggara  Kepulauan  Mentawai  dengan intensitas  VIII  MMI.  Wilayah  dengan intensitas  rendah  berada  di  Kabupaten Pasaman,  Lima  Puluh  Kota  bagian  Utara,
dan  Kota  Pariaman  yaitu  VI  MMI. Sedangkan  wilayah  kabupaten  lainnya memiliki intensitas VII MMI.
Gambar 9 . Peta intensitas dari data USGS.
Tingginya  nilai  intensitas  di  wilayah Kabupaten  Mentawai  disebabkan  pengaruh dari gempa bumi yang terjadi di lepas pantai Sumatra dekat dengan Kepulauan Mentawai sekitar 240 km sebelah barat Bengkulu pada 25 Oktober 2010 dengan magnitudo  M  7,7 dan kedalaman 20,6 km. Gempa mengakibatkan  kerusakan  bangunan  serta fasilitas pemerintahan  dan banyak menelan korban  jiwa  yang  juga  menyebabkan
tsunami. Gempa bumi ini terjadi di sedimen lunak  (endapan  dasar  laut)  yang  tebal  dan dekat  dengan  dasar  laut  di  zona  subduksi, sehingga  energi  gempa  menggerakkan massa batuan yang lebih besar pada sedimen bawah air tersebut (USGS, 2021).
Berdasarkan  perhitungan  dan  analisis  data dari BMKG dan USGS diperoleh hasil yang berbeda yang dapat dilihat pada Tabel 2.
Tabel 2 . Perbedaan BMKG dan USGS. Faktor Pembeda BMKG USGS Format data Sederhana Kompleks Persebaran episenter Menyebar di seluruh wilayah Zona Sesar Mentawai Kedalaman hiposenter 10-61,71 km 12,86-57,98 km PGA 0,16-1,44 m/s 2 0,28-1,35 m/s 2 Intensitas V-VIII MMI VI-VIII MMI Wilayah PGA tinggi Mentawai, Tanah Datar Pesisir Selatan Wilayah intensitas tinggi Mentawai, Sawahlunto Mentawai
Hal  mendasar  yang  membedakan  pada kedua sumber data tersebut adalah penentuan waktu tiba gelombang, distribusi stasiun  dan  jumlahnya,  serta  penggunaan model  kecepatan  yang  digunakan.  BMKG merekam  data  gempa  bumi  dari  stasiun
seismik  yang  lebih  dekat  dengan  episenter dan kemudian diteruskan ke BMKG Pusat di Jakarta. Sedangkan USGS memperoleh data gempa bumi dari NEIC ( National Earthquake  Information  Center )  yang bertindak sebagai ANSS ( National
Operations Center of the Advanced National Seismic  System )  yaitu  kerja  sama  antara NEIC  dengan  operator  jaringan  seismik  di seluruh  dunia  yang  melaporkan  setiap kejadian kepada NEIC.
Gempa  darat,  dangkal,  atau  dekat  dengan stasiun  penentuan  waktu  tiba  gelombang lebih rumit dibandingkan gempa jauh karena menunjukkan  banyak  jenis  gelombang  lain (selain  gelombang  P)  yang  bisa  direkam jelas  oleh  stasiun  lokal.  Oleh  karena  itu, USGS lebih berfokus pada penentuan waktu tiba  gelombang  P  karena  jarak  yang  cukup jauh  dari  sumber  gempa.  Pada  dasarnya, semakin  banyak  stasiun  yang  merekam gelombang  gempa  bumi  maka  semakin akurat datanya.
Selain itu, model kecepatan yang digunakan juga  dapat  berpengaruh  pada  data  yang dihasilkan.  BMKG  menggunakan  model kecepatan  IASP91  yaitu  model  kecepatan satu  dimensi  yang  dihasilkan International Association  of  Seismology  and  Physics  of the  Earth’s  Interior (IASPEI).  Nilai kecepatan diperoleh berdasarkan ribuan data gelombang  P  dan  S  yang  terekam  oleh sensor.  Asumsi  medium  pada  model IASP91 adalah homogenitas medium yakni medium dianggap sama (Marlisa, Pujiastuti, dan  Billyanto,  2016).  Sedangkan  USGS menggunakan  model  kecepatan  AK135 merupakan model kecepatan yang dirancang untuk  memberikan  kesesuaian  yang  baik untuk  berbagai  fase  seismik  dan  biasanya nilai kecepatannya didasarkan pada gelombang P (USGS, 2021).
Gambar 10 . Komparasi hubungan PGA dengan intensitas dari data BMKG dan USGS.
Nilai PGA pada suatu  wilayah dipengaruhi oleh  nilai  intensitas  gempa  bumi.  Semakin besar intensitasnya maka semakin besar juga nilai PGA sehingga terdapat suatu hubungan yang berbanding lurus antara nilai intensitas dengan nilai PGA. Hubungan PGA dengan intensitas  pada  Pers.  (5)  dari  data  BMKG dan  USGS  dapat  dilihat  pada  Gambar  10. Grafik  pada  Gambar  10  menjadi  bukti bahwa  PGA  dan  intensitas  memiliki hubungan berbanding lurus.
Nilai  intensitas  yang  diakibatkan  oleh gempa  bumi  akan  semakin  kecil  seiring dengan bertambahnya jarak episenter gempa
bumi.  Sehingga  menghasilkan  hubungan yang  berbanding  terbalik  antara  nilai intensitas dengan jarak episenter. Hubungan intensitas maksimum dengan jarak episenter pada  Pers.  (6)  menghasilkan  grafik  pada Gambar  11  dan  menghasilkan  persamaan exponensial  R 2 =  0,996  ≈  1  pada  data BMKG dan R 2 = 0,993 ≈ 1 pada data USGS. Pada  metode  Gutenberg-Richter  hubungan intensitas maksimum terhadap jarak episenter  didapatkan  dari  fungsi  atenuasi hubungan intensitas terhadap jarak menurut Subardjo dan Haryadi (1993) pada Pers. (6) akan menghasilkan garis kurva linier dengan R 2 = 0,997 ≈ 1, artinya metode Gutenberg-
0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 5 10 BMKG USGS PGA (gal) Grafik Hubungan PGA dengan Intensitas
Intensitas (MMI)
Richter  memiliki  ketepatan  nilai  dengan data  sebenarnya.  Namun  jika  dilihat  dari hasil  yang  diperoleh  terdapat  sedikit perbedaan  antara  nilai  dari  BMKG  dan USGS,  ditunjukkan  bahwa  nilai  fungsi
atenuasi  dari  BMKG  lebih  mendekati  1 dibandingkan  USGS.  Hal  ini  disebabkan kemungkinan  kesalahan  pada  pembulatan saat perhitungan.
Gambar 11 . Komparasi hubungan intensitas dengan jarak episenter.
Gambar 12 . Komparasi hubungan PGA dengan jarak episenter.
Nilai  standar  deviasi  yang  diperoleh menyatakan bahwa data dari BMKG lebih akurat dibandingkan dengan USGS. Karena pada  metode  Gutenberg-Richter  R 2 =1 artinya  hubungan  jarak  dengan  intensitas untuk setiap jarak tertentu dapat dipastikan nilai  intensitasnya.  Selain  itu,  pada perhitungan  nilai  intensitas  maksimum dengan  metode  Gutenberg-Richter,  yaitu pada saat jarak tertentu dan bahkan hampir sangat  berdekatan  dengan  episenter,  nilai intensitas  maksimumnya  selalu  di  bawah nilai intensitas yang ada di episenter.
Pada grafik hubungan antara PGA dengan jarak episenter (Gambar 12) menggunakan Pers.  (1)  ditunjukkan  bahwa  data  BMKG memiliki  nilai  percepatan  lebih  tinggi dibandingkan data USGS. Pada Gambar 11 ditunjukkan  bahwa  hubungan  antara  nilai PGA  dengan  jarak  episenter  adalah hubungan  terbalik.  Berdasarkan  Gambar 11,  nilai  PGA  dari  USGS  lebih  stabil dibandingkan  dengan  nilai  dari  BMKG. Karena grafik menunjukkan bahwa penurunan  nilai  PGA  dari  USGS  seiring dengan  bertambahnya  jarak  episenter stabil. Sedangkan penurunan nilai PGA dari
y = 9,581e -0,04x R² = 0,996 y = 7,726e -0,01x R² = 0,993 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5 10 15 20 25 BMKG USGS Expon. (BMKG) Expon. (USGS) Jarak Episenter (km) 0 20 40 60 80 100 120 140 160 0 5 10 15 20 25 BMKG USGS I (MMI) Grafik Hubungan Intensitas dengan Episenter Grafik Hubungan PGA dengan Episenter Jarak Episenter (km) PGA (gal)
BMKG seiring dengan bertambahnya jarak episenter gempa bumi kurang stabil karena adanya  penurunan  yang  signifikan  pada jarak  9-10  km.  Jadi,  efek  risiko  yang diakibatkan  oleh  gempa  bumi  dari  USGS lebih  luas  dibandingkan  efek  dari  BMKG karena jarak episenter akan mempengaruhi risiko gempa yang ditimbulkan.
Interpretasi dilakukan setelah mendapatkan nilai  percepatan  tanah  maksimum  dan
intensitas melalui perhitungan dan pemetaan.  Berdasarkan  Tabel  3,  wilayah dengan tingkat risiko besar adalah Kabupaten  Tanah  Datar  dan  Kepulauan Mentawai.  Wilayah  Kabupaten  Padang Pariaman  dan  Kota  Pariaman  memiliki tingkat  risiko  sedang  dua.  Tingkat  risiko sedang  satu  dimiliki  oleh  Kota  Padang Panjang,  Kota  Sawahlunto,  Kota  Padang, dan  Kabupaten  Pesisir  Selatan,  sedangkan wilayah lain memiliki tingkat risiko kecil.
Tabel 3 . Tingkat risiko gempa dari data BMKG. No Kota/Kabupaten MMI PGA (m/s 2 ) Zona Bahaya 1 Kab. Pasaman Barat VI 0,31 Risiko kecil 2 Kab. Pasaman VI 0,28 Risiko kecil 3 Kab. Lima Puluh Kota VI 0,45 Risiko kecil 4 Kota Payakumbuh V 0,16 Risiko sangat kecil 5 Kab. Agam VI 0,45 Risiko kecil 6 Kota Bukittinggi VI 0,38 Risiko kecil 7 Kota Padang Panjang VII 0,72 Risiko sedang satu 8 Kab. Tanah Datar VIII 1,44 Risiko besar satu 9 Kota Sawahlunto VII 0,69 Risiko sedang satu 10 Kab. Sijunjung VI 0,28 Risiko kecil 11 Kota Solok VI 0,31 Risiko kecil 12 Kab. Solok VI 0,46 Risiko kecil 13 Kab. Dharmasraya VI 0,32 Risiko kecil 14 Kab. Solok Selatan VI 0,33 Risiko kecil 15 Kab. Pesisir Selatan VII 0,68 Risiko sedang satu 16 Kota Padang VII 0,55 Risiko sedang satu 17 Kota Pariaman VII 0,89 Risiko sedang dua 18 Kab. Padang Pariaman VII 0,87 Risiko sedang dua 19 Kab. Kepulauan Mentawai VIII 1,43 Risiko besar satu Tabel 4 . Tingkat risiko gempa dari data USGS. No Kota/Kabupaten MMI PGA (m/s 2 ) Zona Bahaya 1 Kab. Pasaman Barat VI 0,32 Risiko kecil 2 Kab. Pasaman VI 0,28 Risiko kecil 3 Kab. Lima Puluh Kota VI 0,28 Risiko kecil 4 Kota Payakumbuh VI 0,28 Risiko kecil 5 Kab. Agam VI 0,28 Risiko kecil 6 Kota Bukittinggi VI 0,32 Risiko kecil 7 Kota Padang Panjang VI 0,39 Risiko kecil 8 Kab. Tanah Datar VII 0,51 Risiko sedang satu 9 Kota Sawahlunto VI 0,45 Risiko kecil 10 Kab. Sijunjung VI 0,29 Risiko kecil 11 Kab. Solok VII 0,87 Risiko sedang satu 12 Kota Solok VI 0,49 Risiko kecil 13 Kab. Dharmasraya VI 0,44 Risiko kecil 14 Kab. Solok Selatan VII 0,50 Risiko sedang satu 15 Kab. Pesisir Selatan VIII 1,35 Risiko besar 16 Kota Padang VI 0,49 Risiko kecil 17 Kota Pariaman VI 0,49 Risiko kecil 18 Kab. Padang Pariaman VI 0,37 Risiko kecil 19 Kab. Kepulauan Mentawai VIII 1,29 Risiko besar satu
Berdasarkan  Tabel  4,  Kabupaten  Pesisir Selatan dan Kepulauan Mentawai memiliki tingkat risiko besar satu dan paling tinggi di wilayah  Sumatra  Barat.  Kabupaten  Tanah Datar,  Solok,  dan  Solok  Selatan  memiliki tingkat  risiko  sedang  satu.  Sedangkan wilayah lain memiliki tingkat risiko kecil.
Baik menurut data BMKG maupun USGS, wilayah  di  Sumatra  Barat  yang  memiliki tingkat  risiko  tinggi  adalah  Kepulauan Mentawai.  Hal ini dikarenakan Kepulauan Mentawai  merupakan  cekungan  depan busur di antara zona akresi (tinggian depan busur)  dan  busur  magmatik.  Bahkan Kepulauan Mentawai adalah wilayah yang berpotensi  tinggi  mengalami  tsunami. Tsunami  bisa  terjadi  karena  gempa tektonik, letusan gunung api, atau longsoran terjadi di dasar laut. Gempa yang menyebabkan  tsunami  memiliki  ciri-ciri, yaitu  lokasi  episenter  terletak  di  laut, kedalaman  dangkal  (<70  km),  magnitudo M  >7,  mekanisme  pensesarannya  adalah sesar  naik  dan  sesar  turun  (Lubis  dkk., 2007).

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  dan  analisis,  nilai  PGA menggunakan  metode  Gutenberg-Richter di wilayah Sumatra Barat dari BMKG yaitu 0,16 – 1,44 m/s 2 sedangkan dari USGS 0,28
–  1,35  m/s 2 .  Nilai  intensitas  dari  BMKG sekitar  V  –  VIII  MMI  sedangkan  dari USGS  sekitar  VI  –  VIII  MMI.  Nilai  PGA memiliki hubungan yang berbanding lurus dengan  nilai  intensitas  gempa  bumi. BMKG  dan  USGS  memiliki  perbedaan data  dan  hasil  yang  disebabkan  faktor penentuan waktu tiba gelombang, distribusi stasiun, dan penggunaan model kecepatan.
Berdasarkan  hubungan  intensitas  dan episenter dihasilkan nilai standar deviasi R 2 =  0,996  ≈  1  pada  data  BMKG  dan  R 2 = 0,993  ≈  1  pada  data  USGS.  Pada  metode Gutenberg-Richter  hubungan  intensitas maksimum terhadap jarak episenter menghasilkan garis kurva linier dengan R 2
=  0,997  ≈  1,  artinya  metode  Gutenberg- Richter  memiliki  ketepatan  nilai  dengan data  sebenarnya.  Namun,  dari  pengolahan diperoleh nilai fungsi atenuasi dari BMKG lebih  mendekati  1  dibandingkan  USGS. Oleh  karena  itu,  data  dari  BMKG  lebih akurat dibandingkan dari USGS.
Wilayah  Sumatra  Barat  dengan  tingkat risiko  besar  satu  berada  di  wilayah Kepulauan  Mentawai  dengan  nilai  PGA sekitar  1,29  –  1,44  m/s 2 dan  intensitas sekitar  VII  –  VIII  MMI.  Wilayah  dengan tingkat risiko kecil berada di bagian Timur Sumatra Barat.

## Ucapan Terima Kasih
Penulis mengucapkan terima kasih kepada BMKG  dan  USGS  (AS)  yang  telah memberikan akses publik dalam penggunaan  data  katalog  gempa  bumi sebagai bahan penelitian. Terima kasih juga kepada  Program  Studi  Teknik  Geofisika Universitas Jambi karena telah menyediakan perangkat lunak untuk mengerjakan pengolahan dan analisis data.

## Daftar Pustaka
Badan  Informasi  Geospasial  (BIG).  2017. InaCORS  BIG:  Satu  Referensi Pemetaan  Indonesia .  Pusat  Jaring Kontrol  Geodesi  dan  Geodinamika Badan Informasi Geospasial. https://srgi.big.go.id/download/info _produk/INFO%20CORS.pdf Bullen,  K.E.  1965. Allowance  for  Seismic Velocity Gradient in a Horizontally Layered  Flat  Earth .  Geophysical Journal  of  the  Royal  Astronomical Society. 10(1), pp.45–49.
https://doi.org/10.1111/j.1365-
246X.1965.tb03049.x
BMKG.  2021. Monitoring  Data  Gempa Bumi  Januari  2005  –  September 2020 .  [Online].  [Accessed  21 January  2021].    Available  from: http://www.dataonline.bmkg.go.id/Dat a_Kejadian_Gempa_Bumi
Calvi,  G.M.,  Pinho,  R.,  Magenes,  G.,
Bommer, J.J., Restrepo-Vélez, L.F., dan Crowley, H. 2006. Development of Seismic Vulnerability Assessment Methodologies  Over  the  Past  30 Years .  ISET  Journal  of  Earthquake Technology,  Paper  No.  472.  3, pp.75-104. https://www.researchgate.net/publi cation/241826044_Development_o f_seismic_vulnerability_assessmen t_methodologies_over_the_past_30 _years
Douglas, J. 2001. Engineering Seismology and Earthquake Engineering .
London:  Imperical  College  of Science, Technology and Medicine,
Civil Engineering Department.
Kawashumi, H. 1951. Measure of Earthquake Danger and Expectancy  of  Maximum  Intensity Throughout Japan as Inferred from The  Seismic  Activity  in  Historical
Times . Earthquake Res. Inst. Tokyo
University. Koesoemadinata, R.P. dan Matasak, Th. 1981. Stratigraphy and Sedimentation Ombilin Basin Central  Sumatra  (West  Sumatera Province) . Tenth Annual Convention IPA. https://www.researchgate.net/publi cation/292282982_Stratigraphy_an d_sedimentation_Ombilin_Basin_ Central_Sumatra Lubis, S., Hutagaol P.J., and Salahuddin M. 2007. Tectonic  Setting  in  the Vicinity of Subduction Zone off West Sumatra and South Java . Proceeding APRU/AEARU Research Symposium 2007, Jakarta.
Marlisa.,  Pujiastuti,  D.  dan  Billyanto,  R.
2016. Analisis  Percepatan  Tanah Maksimum Wilayah Sumatera
Barat  (Studi  Kasus  Gempa  Bumi  8
Maret  1977  dan  11  September
2014) .  Jurnal  Fisika  Unand.  5(1). https://doi.org/10.25077/jfu.5.1.53- 58.2016
Neumann,  F.  1954. Earthquake  Intensity and Related Ground Motion .
Seattle:  University  of  Washington
Press.
Scordilis,  E.  2006. Empirical  Global Relations Converting Ms and Mb to Moment  Magnitude .  Journal  of Seismology  10:  pp.  225-236.  DOI: https://doi.org/10.1007/s10950-
006-9012-4
Sieh,  K.  and  Natawidjaja,  D.H.  2000.
Neotectonics  of  Sumatran  Fault, Indonesia .  Journal  of  Geophysical Research.  105(B12),  pp.28.295- 28.326. https://doi.org/10/1029/2000JB900 120 Subardjo.,  dan  Haryadi,  P.J.  1993. Fungsi Atenuasi  Intensitas  Gempa  Flores 12 Desember 1992 .  Proceding PIT-
HAGI. Syahputra, H. 2007. Perhitungan Percepatan Getaran Tanah Maksimum  di  Wilayah  Aceh  dan Kepulauan Andaman Nicobar (India) Menggunakan Metode McGuirre .  Skripsi.  Program  Studi Geofisika UGM, Yogyakarta.
USGS. 2021. Search Earthquake Catalog .
[Online].  [Accessed  25  January 2021]. Available from: http://www.earthquake.usgs.gov/ea rthquakes/search