## PENENTUAN ARAH PATAHAN YANG TERDAPAT DI PULAU TIMOR DAN SEKITARNYA MENGGUNAKAN MEKANISME SUMBER 3D GEMPABUMI
Juliany N. Mohamad
Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan Teknik, Universitas Nusa Cendana Jln. Adisucipto Penfui, Kupang, 85228, Indonesia E-mail: ning_she12@yahoo.com

## Abstrak
Telah  dilakukan  penelitian  tentang  penentuan  arah  patahan  yang  terdapat  dipulau  Timordan sekitarnya menggunakan mekenisme sumber 3D gempabumi, dengan menggunakan data sekunder yakni  data  yang  diambil  katalog  International  Sesmology  Center  (ISC)  dan  U.S.  Geological Survey/National  Earthquake  Information  Center  (USGS/NEIC)  sejak  tahun  1965-2013  pada koordinat 8,5° - 10,5°LS dan 123° - 126° BT. Analisis dilakukan dengan menggunakan Arcgis 9.3 untuk pembuatan peta coastline pulau Timor dan sekitarnya, software ZMAP 6.0 untuk pembuatan peta seimisistas berdasarkan kedalaman, sedangkan untuk penentuan arah patahan dan mekanisme sumber dari gempabumi yang terjadi digunakan software 3D Focal Mechanism. Hasil penelitian menunjukkan bahwa di pulau Timor dan sekitarnya yang dominan merupakan gempabumi dangkal (<70 km) yang terdapat di pulau Timor dan gempabumi sedang (70<h<300 km) yang cenderung ke arah baratdaya, sedangkan dari hasil mekanisme sumber menunjukkan gempabumi yang terjadi di pulau Timor dan sekitarnya didominasi oleh gempabumi akibat sesar turun berarah barat laut. Hal ini juga diungkapkan dari hasil mekanisme sumber 3 D dengan kedalamnya yang terlihat bahwa pola patahan yang terjadi diakibatkan oleh adanya penunjaman lempeng Indo-Australia di bawah lempeng Eurasia ke arah baratlaut pulau Timor.
Kata kunci: Gempabumi, patahan, 3D mekanisme sumber

## Abstract
Determination  of  Fault  Directional  at  Timor  Island  and  surroundings  using  3D  Focal Mechanism.  Has  been  done  a  reseach  on  determining  of  fault  directional  at  Timor  Island  and surrounding  using  3D  focal  mechanisms  earthquake  from  US  Geological  Survey  /  National Earthquake Information Center (USGS / NEIC) since the year 1965-2013 at 8.5 ° - 10.5 ° S and 123 ° - 126 ° E.Analysis used ArcGIS 9.3 for creating coastline maps, ZMAP 6.0 seimisisty map by depth, and 3D Focal Mechanism for fault directional. The results showed that on the Timor island and the surrounding,  dominated  shallow  earthquake  (70  km)  and  the  medium  (70  h  300  km)  tends toward the southwest, while the results of the mechanism earthquakes indicate earthquakes occurred on the island of Timor and the surrounding focal mechanism dominated by normal fault to north- west. It also showed by 3D focal mechanism that fault occur caused by the subduction of the Indo- Australian plate under the Eurasian plate to the north-west of the island of Timor.
Keywords: earthquake, fault, 3D focal mechanism

## PENDAHULUAN
Pulau  Timor  merupakan  salah  satu wilayah  di  Nusa  Tenggara  Timur  (NTT)  yang terbentuk  karena  pengangkatan  permukaan bumi  di  atas  permukaan  laut.  Secara  litologis pergerakan  tektonik  di  pulau  Timor  yang berlangsung akibat pergerakan benua Australia ke utara dengan zona penunjaman condong ke
utara [1]. Pada waktu proses perbenturan inilah, sehingga  terjadi  pembentukan  batuan  campur aduk. pengendapan formasi Noni, Haulasi dan formasi Ofu. penempatan batuan - batuan basa dan  ultrabasa.  pemalihan  pada  formasi Maubisse,  Ailieu  dan  komplek  Mutis.  Hal senada  di  dapatkan  berdasarkan  hasil  survei geologis  di  Indonesia  termasuk  Pulau  Timor,
menunjukkan  bahwa  Pulau  Timor  struktur batuannya  didominasi  oleh  hamparan  batu kapur dan batu karang tua (atol) karena proses evolusi  geologis  yang  berlangsung  lama  dan diakibatkan  oleh  terdesaknya  di  antara  kedua lempengan yaitu lempengan Indo-Australia dan lempengan  Eurasia,  sehingga  menyebabkan batuan karang tersebut cenderung bertumbuh ke atas [2].
secara  fisiografis,  Laut  Timor  hingga lepas  pantai  baratlaut  Australia  termasuk  ke dalam  Cekungan  Bonaparte  dan  bagian  utara dari  Cekungan  Browse  [3].  Sedangkan,  di bagian  utara  dari  kedua  cekungan  tersebut terdapat  jalur  Palung  Timor  yang  merupakan zona subduksi, sehingga mengakibatkan wilayah  Timor  mengalami  pengangkatan. Disamping  itu,  berdasarkan  pada  karakteristik seismotektoniknya,  wilayah  Pulau  Timor termasuk  pada  Zona  Busur  Sangat  Aktif  dan Tepian Benua Aktif [4].
Proses  tektonik  akibat  dari  penunjaman yang  terjadi  dari  pergerakan  Lempeng  Indo Australia,  posisi  Laut  Timor  adalah  jalur  sub- duksi ke arah utara, mengakibatkan Kepulauan Timor,  sebagai  lempeng  benua,  mengalami pengangkatan,  perlipatan,  dan  pensesaran. Kegiatan  tektonik  yang  berlangsung  saat  ini dicirikan dengan kejadian gempa tektonik yang melanda daerah pedalaman, akibat dari aktifnya sesar-sesar  yang  terdapat  di  perbukitan  sekitar Kota Kupang [5, 6].
Pola  perlipatan  dan  pensesaran  dapat diketahui  arahnya  dengan  melihat  mekanisme sumber  dari  gempabumi  yang  terjadi  di  pulau Timor dalam waktu yang lama.
Sejauh ini arah patahan dengan
memetakkan mekanisme sumber sari gempabumi yang terjadi memang masih sedikit apalagi  yang  terjadi  di  pulau  Timor  dan menggunakan  3D  mekanisme  sumber  oleh karena  itu  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah penentuan arah patahan yang terdapat di pulau timor dan sekitarnnya menggunakan mekanisme sumber 3D gempabumi.
Pada penelitian ini, penulis menggunakan data  kegempaan  tektonik  diambil  dari  katalog International  Seismological  Center ( ISC )  dan United  Stated  Geological  Survey / National
Eartquake  Information  Center ( USGS / NEIC ) periode 1965 – 2013.

## Mekanisme sumber
Mekanisme  sumber  atau  solusi  bidang patahan  merupakan  parameter  penting  dalam menentukan lokasi dan magnitudo dari patahan yang terjadi, serta menyimpulkan gaya dan arah stress pada daerah tertentu.

## Geometri Patahan
Geometri  patahan  dapat  digambarkan seperti Gambar  1 ,  yang  menggambarkan  tiga parameter  patahan  yakni strike,  dip dan rake. Orientasi bidang patahan (sesar) yakni:
1. Strike (ϕ)  adalah  sudut  yang  dibentuk  oleh jurus sesar dengan arah utara. Strike diukur dari  arah  utara  ke  timur/searah  jarum  jam hingga jurus patahan (0° ≤ ϕ ≤ 360°).
2. Dip (δ),  adalah  sudut  yang  dibentuk  oleh bidang sesar dengan bidang horizontal, dan diukur  pada  bidang  vertikal  yang  arahnya tegak lurus jurus patahan (0° ≤  δ  ≤ 90°).
3. Rake atau Slip (λ), adalah sudut pergerakan hanging-wall terhadap strike (-180°  ≤    λ  ≤ 180°). Rake berharga positif untuk sesar naik dan negatif untuk sesar turun.
Gambar  1.  Orientasi  bidang  patahan,(a) sebelum  terjadi  patahan,  (b) setelah terjadi patahan, dan (c) Gambar 1. parameter bidang patahan  [7].
Patahan  dan  arah  slip  dapat  berorientasi pada  berbagai  arah  dan  diberi  nama  relatif terhadap  orientasi  permukaan  bumi  ( Gambar
2) .
Orientasi patahan ini, secara umun dibagi menjadi empat bagian, yakni:
1. Gerakan  sejajar  jurus  sesar,  disebut  bidang sesar  mendatar  atau strike  slip  fault.  Stress yang  terbesar  adalah stress horisontal  dan stress vertikal kecil sekali.
2. Gerakan  relatif  ke  bawah  terhadap  blok dasar,  disebut  bidang  sesar  turun/sesar normal atau gravity fault.
3. Gerakan relatif ke atas terhadap blok dasar, disebut  bidang  sesar  naik atau  thrust fault/reverse fault
4. Gerakan  yang  merupakan  kombinasi  dari gerakan bidang sesar mendatar dan gerakan relatif naik atau turun, disebut bidang sesar oblique atau oblique fault.
Gambar 2. Orientasi dasar dari bidang patahan [7].
Gambar 3. Penentuan strike, dip, rake , arah sumbu P dan arah sumbu T pada mekanisme sumber [8].
Pengeplotan  data  bidang  sesar,  dapat diwakili  oleh  parameter-parameternya,  yaitu: strike fault plane 1 , dip fault plane 1 , rake fault plane 1 , strike fault plane 2 , dip fault plane 2 , rake  fault  plane  2 , plunge sumbu  P,  azimut sumbu P, plunge sumbu P dan azimut sumbu P.
Strike diukur searah jarum jam dari utara. D ip diukur  dari  tepi  lingkaran  proyeksi  streonet (equal  area  projection). Jarak  sumbu  P (dilatasi)  atau  sumbu  T  (kompresi)  terletak  di antara  titik  P1  dan  P2.  Arah  sumbu  P  dan  T dinyatakan  dengan plunge dan azimut . Plunge diukur  dari  tepi  lingkaran equal  area projection ,  sedangkan azimut diukur  searah
jarum  jam  dari  utara Gambar  3 . Beberapa contoh  penyelesaian  bidang  sesar  dan  jenis- jenis sesarnya terlihat pada Gambar 4 .
Gambar 4. Mekanisme sumber dan jenis-jenis sesar [9].

## METODE
Data  gempabumi  tektonik  yang  didapat katalog ISC dan NEIC/USGS dari 1965 - 2013 meliputi batas 123° - 126° BT dan 8,5° - 10,7° LS, kedalaman ≤ 1000 km, dan magnitudo mb lebih  besar  dari  3.  Data  yang  didapat  dari katalog  memiliki  satu  skala  magnitudo  yaitu magnitudo bodi ( m b ). Oleh karena itu sebelum diolah,  data  tersebut  dikonversi  menjadi  skala magnitudo momen (M w ) dengan menggunakan rumusan  yang  didapat  dari  pendekatan  regresi linear [10]:
03 , 1 85 , 0   b w m

## M
Data yang di dapat dari katalog berjumlah 1208  kejadian.  Pengolahan  data  dengan software Arc  Gis  9.3 dan ZMAP  6.0 guna mendapatkan peta seismisitas di pulau Tior dan sekitarnya.
Data  mekanisme  sumber  yang  didapat dari  katalog ISC dan USGS/NEIC yang  sudah terdapat parameter sesar seperti strike , dip dan rake , kemudian dibuat file input sesuai dengan format yang diminta ( Gambar 5 ).
Gambar  5.  File  input  pada software  3D  Focal Mechanism .
Hitung  mekanisme  sumber  pada Arc scene dengan  mengatur  parameter  gempabumi dan memplotnya ( Gambar 6 ).
Gambar 6. Diagram alir pembuatan mekanisme sumber dengan 3D Focal Mechanism .

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Peta  penyebaran  seismisitas  seperti Gambar 7 , menunjukkan pada daerah penelitian didominasi oleh gempabumi dangkal
(  70  km)  yang  berada  di  pulau  Timor  dan gempabumi sedang (70  h  300 km), di sekitar laut  Sawu  yang  cenderung  lebih  rapat  ke  arah arah  baratlaut.  Hal  ini  diduga  berhubungan dengan pelepasan stress batuan yang terjadi di dalam  zona  subduksi  lempeng  dan  aktivitas sesar  aktif  yang  menunjam  dari  arah  tenggara pulau Timor ke arah barat laut ( Gambar 8 ). Hal ini  sebagaimana  dikemukaan  bahwa  pulau Timor memiliki struktur geologi berupa lipatan dan  sesar  yang  umumnya  berarah  baratlaut  – tenggara [11].
Penentuan  orientasi  bidang  sesar  dan pergerakannya, serta arah stress daerah sumber gempabumi dapat dilakukan dengan mengetahui  solusi  mekanisme  sumber  dari
gempabumi  tersebut.  Gambaran  mekanisme sumber gempabumi yang terjadi disekitar pulau Timor  dan  sekitarnya,  tepatnya  pada  wilayah 8,5°  –  10,7°  LS  dan  123°–  126°  BT, menggambarkan  sesar  normal  (turun)  sedikit oblige  yang  berarakh  ke  baratlaut  sehingga menggambarkan secara langsung bahwa adanya penunjaman lempeng ke arah baratlaut. Hal ini juga telah diprediksi sebelumnya bahwa terjadi tumbukan lempeng Indo-Australia yang menyusup  di  bawah  lempeng  Eurasia  menuju baratlaut [12] ( Gambar 9) .
Gambar 7. Peta seismisitas di pulau Timor dan sekitarnya periode 1965 – 2013 dari katalog
ISC dan USGS/NEIC .
Gambar  8.  Penampang  3  dimensi  dari  peta seismisitas  di  pulau  Timor  dan  sekitarnya berdasarkan  kedalaman  dengan  menggunakan ZMAP 6.0 .
Gambar 9. Mekanisme sumber gempabumi yang terjadi di sekitar Pulau Timor periode 1965-2013 tampak atas.
Sedangkan,  jika  dilihat  secara  tiga dimensi  dengan  adanya  parameter  kedalaman, maka  akan  terlihat  adanya  penunjaman lempeng  Indo-Australia  di  bawah  lempeng Eurasia  yang  dimulai  di  bawah  pulau  Timor dengan  gempa-gempa  dangkan,  terus  ke  arah barat  laut  dengan  gempa  pada  kedalaman sedang yang terjadi (70  h  300 km).
Gambar 10. Arah patahan yang terdapat di pulau Timor dengan menggunakan mekanisme sumber 3D pada gempabumi tektonik 1965-2013.

## SIMPULAN
Dari  hasil  penelitian  penentuan  arah patahan  yang  terdapat  dipulau  Timordan sekitarnya  menggunakan  mekenisme  sumber 3D  gempabumi  dapat  disimpulkan  bahwa gempabumi  yang  terjadi  di  pulau  Timor didominasi oleh gempa bumi dengan kedalaman  dangkal  (  70  km)dan  gempabumi dengan kedalaman menegah (70  h 300 km) yang menyebar di bagian barat laut pulau Timor (sekitar laut Sawu) dengan mekanisme sumber
patahan  adalah  sesar  normal.  Dari  hasil pengolahan  dengan  menggunakan  3D  focal mechanism  didapatkan  bahwa  arah  patahan (sesar)  yang  ada  adalah  sebagai  hasil penunjaman  lempeng  Indo-Asutralia  di  bawah lempeng Eurasia berarah barat laut.

## SARAN
Adapun  saran  dari  penelitian  ini  adalah  perlu dilakukan analisis parameter seismisitas secara temporal  dan  spasial  pada  daerah  Timor  dan sekitarnya, serta data penelitian harus ditambahan  dengan  data  gempabumi  dari BMKG untuk tahun 2013 sampai seterusnya.

## DAFTAR PUSTAKA
1. Katili,  J.A.,1973, Volcanism  and  Plate Tectonics in Indonesian Island Arc ,Tectonophys., v.26.,p 165 – 188.
2. Hamilton,  W.B.,  1979,  Tectonic  of Indonesia  Regions, Geological  Survey Profesional  Paper  1078 ,  U.S.  Govern. Printing Office, Washington.
3. Hardjono  dan  Satoto,  W.,  1996,  New Concept  for  Hydrocarbon  Exploration  in The  “Zone  C”  Timor  Gap  and
Surrounding,  Timor Sea, Indonesia. Prosiding  Pertemuan  Ilmiah  Tahunan XXV IAGI , Pertamina EP, Jakarta, h. 346 –
384. 4. Beca Carter Hollings, and Ferner Limited,
1979, Indonesia Earthquake Study , Laporan dalam mempersiapkan PPTGIUG 1983.
5. Rosidi  H.M.D,  dan  Tjokrosapoetro,  S., 1979, Peta  Geologi  Lembar  Kupang- Atambua, Timor, skala 1 : 250.000 . Pusat Penelitian  dan  Pengembangan  Geologi, Bandung.
6. Rosidi  H.M.D,  dan  Tjokrosapoetro,  S., 1996, Peta  Geologi  Lembar  Kupang- Atambua, Timor, skala 1 : 250.000 , Pusat Penelitian  dan  Pengembangan  Geologi, Bandung.
7. Stein,  S.  And  Wysession,  2003, An
Introduction  to  Seismology,  Earthquakes, and Earth Structure, Balckwell Publishing, United Kingdom.
8. Bormaan,  P.,  Baumbach,  M.,  Bock,  G., Grosser,  H.,  Choy,  G.L.,  and  Boatwright, J.,  2002,  Seismic  Sources  and  Source Parameters  in  IASPEI, New  Manual  of
Seismological Observatory Practice (NMSOP), Volume I, GeoForchungs-
Zentrum, Postdam, Germany.
9. USGS,  1996, http://earthquake.usgs.gov/ learn/topics/becchball.php ,  diakses  20
Mei 2014.
10. Schordilis, E. M., 2006, Empirical Global
Relations  Converting M S and m b to Moment Magnitude,
Journal of Seismology, 225-236 11. Noya,  Y.  dan  Koesoemadinata,  S.,  1990,
Geologi  lembar  Lomblen,  Nusatenggara Timur , Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi.
12. Kristianto,  Irianto,  Suparan,  R.,  dan Kusma,  1996, Laporan  Evaluasi  Seismik Gunung  Ili  Boleng  dan  Gunung  Ili Lewotolo, Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi