## PEMETAAN TINGKAT RAWAN GEMPA BERDASARKAN NILAI PGA

## ( PEAK GROUND ACCELERATION ) MENGGUNAKAN METODE MC. GUIRRE R.K DAN DONOVAN
Nur Ainun * , Lailatul Husna Lubis,  Ratni Sirait
Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sumatera Utara,Jl. Lapangan Golf, Kab. Deli Serdang, 20353, Indonesia
* email: lailatulhusnalubis@uinsu.ac.id

## ABSTRAK
Provinsi Aceh terletak  diantara lempeng besar dunia yaitu lempeng Eurasia dan lempeng India-Australia serta sembilan lempeng kecil yang bertemu membentuk  jalur-jalur pertemuan yang sangat kompleks. Akibatnya Provinsi Aceh merupakan zona  tektonik  yang  sangat  aktif.  Tujuan  penelitian  ini  untuk  mengetahui  nilai  PGA  (Peak  Ground  Acceleration) menggunakan  metode  mc.  Guirre  R.k  dan  Donovan  serta  mengetahui  zonasi  tingkat  resiko  kegempaan  di  wilayah  Aceh. Penelitian ini dilakukan dengan titik koordinat 1˚-5˚ LS dan 95˚-98˚ BT. Data yang digunakan berasal dari USGS dengan magnitudo  >5  dan  kedalaman  (0-70)  km.  Hasil  penelitian  yang  di  peroleh  dari  PGA  (Peak  Ground  Acceleration)  dari metode  mc.  Guirre  R.K    sebesar  153,288919  gal  dan  hasil  penelitian  dari  metode  Donovan  sebesar  130,5759397  gal. Perbedaan nilai tersebut dipengaruhi oleh persamaan yang digunakan dalam perhitungan  nilai PGA. Zonasi percepatan tanah  maksimum  berada  di  wilayah  Kabupaten  Pidie  Jaya.  Pada  wilayah  tersebut  terdapat  endapan  aluvium  dan  batuan berusia tersier yang bersifat lunak atau tidak kuat, sehingga mengakibatkan wilayah tersebut rawan kegempaan.
Kata Kunci: Percepatan tanah maksimum; Mc. Guirre; Donovan

## ABSTRACT
Aceh Province is located two major plates of the world, namely the Eurasia plate and the India-Australia plate as well nine small plates that meet to form very complex meeting paths. As a result Aceh Province is a very active tectonic zone. This study aims to determine the value of the PGA (Peak Ground Acceleration) value. This research was conducted using this coordinates of 1˚-5˚ Soutgh Latitude and 95˚-98˚ East longitude. The catalog model used in this analisys is USGS and IRIS whit a magnitude scale >5 and a depth of (0-70) km. Maximum value of the mc. Guirre R.K method is 135,288919 gal and the maximum value of the Donovan method is 130,5759397 gal. The difference in these values is influenced by the equation used in calculating the PGA value. While the maximum land acceleration zoning is in Reuleut, North Aceh District. In the area  there  are  alluvium  deposits  and  tertiary-aged  rocks  that  are  soft  on  not  strong.  This  makes  the  area  prone  to eartquarks.
Keywords: Maximum ground acceleration; Mc. Guirre; Donovan

## PENDAHULUAN
Provinsi  Aceh  berada  pada  dua  lempeng  besar dunia  dan  Sembilan  lempeng  kecil  yang  saling bertemu  dan  berbentuk  jalur-jalur  pertemuan  yang tersusun secara kompleks (Bird, 2003). Akibat dari bertemunya  tiga  lempeng  tersebut  menimbulkan zona  subduksi  di  Provinsi  Aceh.  BMKG,2019  juga menyatakan  bahwa  akibat  dari  adanya  lempeng- lempeng  tersebut  Provinsi  Aceh  berada  pada  zona merah kebencanaan karena dapat memicu terjadinya gempa  dengan  skala  VIII  MMI  dan  berpotensi retakan  tanah  serta  pergeseran  tanah.  Pergerakan lempeng pada dasarnya dibedakan menjadi tiga yaitu pergerakan  lempeng  yang  saling  menjauh (divergen),  pergerakan  lempeng  yang  saling
bergesekan  (transform),  dan  pergerakan  lempeng yang saling mendekat (convergent).
Gempa  adalah  suatu  peristiwa  bergetarnya permukaan  tanah  yang  dikarenakan  adanya pelepasaan  energy  yang  tidak  diketahui  waktu terjadinya  (Pawirodikromo,  2012).  Ada  beberapa macam  gempa  bumi  salah  satunya  yaitu  gempa tektonik. Gempa tektonik adalah gempa yang berasal dari  pergerakan  lempeng  tektonik  yang  menyebar membentuk gelombang seismic menuju permukaan. Pusat  gempa  tektonik  kebanyak  berasal  dari  dasar laut  (Dowrick,  1987).Pada  teori  lempeng  tektonik terdapat dua lapisan pada bagian luar bumi. Lapisan terluar  dinamakan  litosfer,  litosfer  memiliki  suhu yang  dingin  dan  bentuk  yang  kaku  atau  tegar. Sedangkan  dibawah  litosfer  terdapat  astenosfer,
astenosfer memiliki suhu yang panas (Adam, 2013). Akibat  yang  ditimbulkan  dari  pusat  gempa  terdapat gelombang yang merambat ke atas permukaan. Jika getaran  seismic  sudah  mencapai  ke  atas  permukaan maka akan menimbulkan kerusakan pada bangunan. Getaran  yang  sangat  kuat  tersebut  merambat  ke segala arah.
Besarnya  getaran  seismik  yang  mengakibatkan percepatan  tanah  dipermukaan  pada  suatu  wilayah tergantung  dari  perambatan  gelombang  dan  kondisi geologi  wilayah  tersebut.  Karena  ketika  terjadinya gempa  akan  menghasilkan  nilai  percepatan  tanah. PGA  atau  Percepatan  Tanah  Maksimum  adalah parameter  yang  sangat  penting  dalam  kasus seismologi  tektonik  karena  pada  percepatan  tanah maksimum menyatakan perubahan pergerakan tanah yang awalnya dalam keadaan diam hingga kecepatan tertentu.  Perhitungan  nilai  percepatan  maksimum dihitungan  berdasarkan  besarnya  magnitudo  dan kedalaman  sumber  gempa  (Edwisa,  2008).  Nilai tersebut  akan  menunjukkan  resiko  kerusakan terhadap  bangunan.  Selanjutnya,  nilai  tersebut  juga disesuaikan  dengan  ketahanan  bangunan  dalam menahan  guncangan.  (Nofaslah,  2017).  Jika  nilai PGA yang diperoleh besar maka semakin besar pula tingkat resiko bahaya gempa yang dirasakan (Ahmad, 2018).  Untuk  pengurangan  tingkat  resiko kegempaan  sangat  penting  dengan  tujuan  untuk mitigasi  bencana  gempa.  Upaya  mitigasi  sangat diperlukan  dengan  tujuan  untuk  mengidentifikasi bencana  yang  akan  terjadi  di  kemudian hari(Suprapto, 2018) Oleh  sebab  itu,  PGA  memang  perlu  dilakukan di  Provinsi  Aceh.  Untuk  mengetahui  nilai  tersebut dapat dihitung menggunakan rumus empiris, namun setiap  rumus  memiliki  karakteristik  sesuai  wilayah yang  ingin  diteliti.  Nilai  yang  diperoleh  tersebut kemudian  dibuat  dalam  pemetaan,  hasil  pemetan dapat  menjadi  solusi  seberapa  besar  tingkat kerawanan  dan  terletak  di  wilayah  mana  yang terdapat nilai percepatan maksimum (Imam, 2018). Dalam penelitian ini perhitungan PGA menggunakan dua  metode  yaitu  metode  pertama  metode  Mc. Guirre  R.K,  kedua  yaitu  metode  Donovan  yang sering  digunakan  untuk  wilayah  Pulau  Sumatera. Metode-metode  tersebut  sangat  cocok  untuk Provinsi Aceh, oleh karena itu peneliti menggunakan kedua  metode  tersebut  untuk  mengetahui percepetan  tanah  maksimum  di  Provinsi  Aceh. Perhitungan rumus empiris dari kedua metode yaitu
Rumus  empiris  metode  Mc.  Guirre  R.K  (Robin, 1977) 𝛼 = 472,3 𝑥 10 ,../012 𝑥 (𝑅 + 25 ) 89.:,9
Rumus empiris  metode Donovan (Donovan, 1971) 𝛼 = 1080 (𝑒𝑥𝑝 ,.>1 )/(𝑅 + 25) 9.:.

## METODE
Waktu  penelitian  dilakukan  pada  tanggal  17 juni  s/d  17  juli  2022.  Penelitian  ini  menggunakan data  sekunder  dengan  periode  kejadian  gempa  dari tahun  1986  sampai  dengan  tahun  2021  yang diperoleh  dari  katalog  USGS  dan  IRIS  dengan magnitudo >5 (Mb dan Mw) serta kedalaman (0-70) km  pada  titik  koordinat  1˚-5˚  LS  dan  95˚-98˚  BT. Pengolahan data menggunakan perangkat lunak Ms. Excel,  pada  pembuatan  peta  menggunakan software ArcViewGIS  10.8,  dan  menggunakan  perangkat keras berupa laptop.
Berikut  langkah  pengolahan  data  untuk mencari nilai percepatan tanah maksimum :
a. Mengambil data  penelilitian menggunakan katalog  USGS  dengan  periode  kejadian gempa tahun 1986 sampai dengan 2021.
b. Menyesuaikan  batasan  titik  koordinat penelitian  dengan  data  kegempaan  yang telah  di  dapatkan  dari  katalog  USGS  dan IRIS.
c. Magnitudo  yang  dihasilkan  dari  katalog USGS  dan  IRIS  berbeda-beda  seperti magnitudo body (Mb)  dan  magnitudo moment  (Mw)  sebelum  pengolahan  data magnitudo  tersebut  terlebih  dahulu dikonversi  menjadi magnitudo surface (Ms) agar  nilai  percepatan  tanah  maksimum dapat dihitung. Rumus konversi magnitudo (Lia, 2020) :
1. Hubungan antara magnitudo permukaan (Ms) dan magnitudo badan (Mb) Mb = 0,63 Ms + 2,5
2. Hubungan  antara  magnitudo  momen (Mw) dan magnitudo seismik (Mo) Mw = (log Mo/1,5) – 10,73
3. Hubungan antara magnitudo permukaan (Ms) dan magnitudo seismik (Mo) Log Mo = 1,5 Ms + 16,1
d. Pembuatan grid dengan ukuran 0,5˚ x 0,5˚ menggunakan software ArcViewGIS  10.8. Tujuan  untuk  pembuatan  grid  yaitu  untuk mempermudah  dalam  perhitungan  nilai percepatan  tanah  maksimum.  Pada  titik grid  diambil  koordinat  yang  terdekat  serta menentukan magnitudo yang terbesar.
e. Menghitung  jarak  episenter  menggunakan
Ms. Excel dengan rumus :
∆² = (x ₂ -x ₁ ) ² + (y ₂ -y ₁ ) ² Dimana : ∆ = Jarak episenter (km) x ₁ = Lintang daerah perhitungan (˚) y ₁ = Bujur daerah perhitungan (˚) x ₂ = Lintang epicenter gempa (˚) y ² = Bujur episenter gempa (˚)
f. Menghitung jarak hiposenter menggunakan
Ms. Excel dengan rumus : R ² = ∆² + h ² R = Jarak hiposenter gempa (km) ∆ = Jarak episenter (km) h = Kedalaman sumber gempa
g. Menghitung nilai PGA menggunakan rumus empiris metode Mc. Guirre R. K dan metode Donovan.
h. Membuat peta PGA menggunakan software ArcViewGIS 10.8.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Data  yang  diperoleh  dari  USGS  sebanyak  121 data  gempa  dengan  magnitude  >5  (Mb  dan  Mw) serta  kedalaman  (0-70)  km.  Kejadian  gempa  di provinsi  Aceh  memiliki  tingkat  seismisitas  yang bervariasi  (Gambar  1).  Dari  peta  tersebut  dapat dilihat  bahwa  kebanyakan  gempa  yang  terjadi  di Provinsi  berada  di  laut.  Daerah  yang  rawan  gempa dapat  diketahui  dengan  nilai  percepatan  tanah maksimum. Dari nilai tersebut dapat mempermudah menambah  kualitas  ketahanan  suatu  bangunan  yang akan dibangun didaerah yang terdapat rawan gempa.
Kerentanan  wilayah  Provinsi  Aceh  yang mengalami  bencana  geologis  gempa  bumi  dan tsunami  yang  cukup  panjang  dan  berkemungkinan yaitu  wilayah  Aceh  Tengah  meliputi  Aceh  Barat, Aceh Barat Daya, Pidie, Pidie Jaya, Kabupaten Aceh
Besar,  Aceh  Tengah,  Aceh  Tenggara,  Gayo  Lues, Aceh  Sekatang,  dan  Aceh  Selatan,  dan  Aceh  Utara. Tidak  hanya  gempa  bumi  dan  tsunami,  Provinsi Aceh juga rentan dengan bencana lainnya . Maka dari itu Provinsi Aceh memiliki tingakat seismisitas yang sangat tinggi.
Gambar 1. Peta Seismisitas Provinsi Aceh periode tahun 1986-2021
Hasil  pemetaan  dari  PGA  menggunakan metode  Mc.  Guirre  R.K  di  wilayah  Provinsi  Aceh dengan periode tahun 1986-2021 dapat dilihat pada gambar  2,  nilai  yang  paling  terbesar  yaitu ditunjukkan diwarna merah berada di wilayah Pidie Jaya  dengan  nilai  117,477-153,288  gal.  Pemetaan percepatan  tanah  maksimum  digambarkan  dari beberapa warna yaitu warna merah, jingga, kuning, hijau,  dan  putih.  Dimana,  warna  merah menunjukkan  bahwa  gempa  yang  terjadi  akan merusak  bangunan  dan  infrastruktur.  Warna  jingga menunjukkan  bahwa  gempa  yang  terjadi  akan mengakibatkan  kerusakan  ringan,  warna  kuning menunjukkan  bahwa  gempa  yang  terjadi  akan mengalami  kerusakan  ringan,  warna  hijau menunjukkan  bahwa  gempa  yang  terjadi  akan dirasakan  namun  tidak  merusak  bangun,  sedangkan warna putih menunjukkan gempa yang terjadi tidak rasakan. Besarnya nilai PGA juga diakibatkan karena Provinsi Aceh merupakan wilayah zona subduksi dan dilalui  oleh  patahan  semangko  aktif  yang  terletak sepanjang dari Aceh hingga Selat Sunda.
Gambar 2. Peta PGA metode Mc. Guirre R.K Provinsi Aceh Periode 1986-2021
Hasil  PGA  menggunakan  metode  Donovan  di wilayah  Provinsi  Aceh  dengan  periode  tahun  1986-
2021 dapat dilihat pada gambar 3, nilai yang paling terbesar  ditunjukkan  pada  warna  merah  berada  di wilayah  Pidie  Jaya,  Pidie,  Bireun,  Lhokseumawe, Aceh  Utara,  Bener  Meriah,  dan  Aceh  Tengah dengan  nilai  92,767-130,575  gal.  Pemetaan percepatan  tanah  maksimum  digambarkan  dari beberapa  warna  yaitu  merah,  jingga,  kuning,  hijau, dan  putih.  Warna  merah  menunjukkan  bahwa gempa  yang  terjadi  akan  merusak  bangunan  dan infrastruktur  contohnya  yaitu  rel  kerta  api.  Warna jingga menunjukkan bahwa gempa yang terjadi akan mengalami  kerusakan  sedang  contohnya  yaitu retakkan  pada  dinding  pangunan.  Warna  kuning menunjukkan  bahwa  gempa  yang  terjadi  akan mengalami  kerusakan  ringan  contohnya  retakkan pada  dinding  bangunan  yang  berbentuk  sehelai rambut,  warna  hijau  menunjukkan  bahwa  gempa yang  terjadi  dirasakan  namun  tidak  mengalami kerusakan  pada  bangunan,  sedangkan  warna  putih menunjukkan  bahwa  gempa  yang  terjadi  tidak dirasakan.  Besarnya  nilai  PGA  juga  diakibatkan karena  Provinsi  Aceh  merupakan  wilayah  zona subduksi  dan  dilalui  oleh  patahan  semangko  aktif yang  terletak  sepanjang  dari  Aceh  hingga  Selat Sunda.
Gambar 3. Peta PGA metode Donovan  Provinsi Aceh Periode 1986-2021
Berdasarkan  dari  metode  Mc.  Guirre  dan Donovan  dapat  diketahui  bahwa  wilayah  yang merupakan titik percepatan tanah yang paling besar yaitu berada di wilayah Kabupaten Pidie Jaya dengan kekuatan  gempa  6,496666667  Ms  dan  kedalaman gempa  13  km.  Gempa  tersebut  disebabkan  karena aktivitas  zona  subduksi  yang  ditandai  dengan magnitudo  yang  besar  dan  hiposenter  dangkal, getaran yang dirasakan sangat kuat dikarenakan pusat gempa terjadi di daerah perairan. Sebagaimana telah diketahui  bahwa  semakin  besar  gempa  yang  terjadi maka  semakin  besar  pula  tingkat  resiko  akibat  dari gempa.
Kabupaten Pidie Jaya memiliki struktur geologi berupa  endapan  permukaan  yang  tersusun  oleh endapan  Aluvium,  endapan  ini  terbentuk  dari Zaman Kuarter Holosan yang terdiri dari pasir, batu kerikil,  lumpur,  dan  seterusnya.  Dibagian  timur Pidie Jaya tersusun batuan yang berasal dari gunung api  (batuan  Olim)  yang  berusia  Pleistosen  Awal batuan ini tersusun dari aglomerat, fragmen-framen mineral,  tuf,  dan  batu  pasir.  Dibawah  lapisan Alluvium  tersusun  dari  endapan  formasi  siap  yang berumur  Pliosen,  formasi  tersebut  terdiri  dari sedimen, konglomerat, yang terbentuk dari gunung api,  batu  lumpur  minor,  batu  pasir  gampingan. Formasi  ini  juga  terdapat  di  wilayah  bagian  utara. Formasi  Kotabakti  yang  terdapat  dibawah  lapisan formasi  siap  yang  sudah  terbentuk  dari  zaman Miosen  Tengah  sampai  Pliosen  Awal  yang  tersusun dari  batu  gamping,  batu  lanau  gampingan,  batu lumpur gampingan, batu pasir minor, konglomerat, serta tuf. Adapun batuan yang terbentuk lebih lama yaitu  batuan  dari  Kelompok  Meureudu,  batuan  ini terbentuk  pada  zaman  Oligosen.  Batuan  ini  terdiri dari  dua  formasi  yaitu  Formasi  Agam  yang  terdiri dari  breksi,  batuan  lanau  berari,  batu  pasir,  yang mengandung  formasi  batu  gamping  dan  batu  pasir berglaukonit.  Formasi  Meucampli  tersusun  dari batuan  pasir  mikaan,  batu  pasir  konglomerat  yang beraneka  bahan,  batu  lanau,  batu  gamping,  dan batuan mafik amigdaloid (PuSGeN, 2017).

## KESIMPULAN DAN SARAN
Hasil  nilai  percepatan  maksimum  dari  metode Mc. Guirre R.K nilai dari tahun 1986 sampai tahun 2021  yang  paling  terbesar  yaitu  153,288919  gal. Hasil perhitungan dari metode Donovan di Provinsi Aceh  nilai  percepatan  tanah  maksimum  yang  paling terbesar  yaitu  130,5759397  gal.  Daerah  yang mengalami  resiko  kegempaan  berada  di  Kabupaten Pidie Jaya wilayah ini berlokasi di Samudera Hindia. Gempa  yang  pernah  terjadi  di  daerah  tersebut mencapai 6,496666667 Ms dengan kedalam 13 km.
.

## DAFTAR PUSTAKA
Ambarwati,  L.  (2020). Pemetaan  dan  Analisa  PGA Maksimum Gempabumi Pada Provinsi Aceh Periode 2012-2017  Dengan  Metode  Atenuasi. Jakarta: Universitas Islam Syarif Hidayatullah Jakarta. Bird,  P.  (2003). An  updated  digital  model  of  plate baudaries : Geochemistry, Geophysics, Geosystem ,
v.4,no.3,1027.
Donovan, N. C. (1971). A Statistical Evaluation Of Strong  Motion  Data  Including  The  February 9,  1971  San  Fernando  Earthquarke. Senior Engineer , 1-10.
Dowrick, D. J. (1987). Earthquakes Resistant Design : For Engineers and architects .
Edwiza,  D.  d.  (2008).  Jurnal  Geologi  Indonesia. Analis  Percepatan  Tanah  Maksimum  Gempa Sumbar ,  No.  29  Vol.1  Tahun  XV,  ISSN  : 0854-8471. Hamidi,  A.  (2018). Analisis  Pengaruh  Nilai  Peak Ground  Acceleration  (PGA)  Terhadap  story  Shear Bangunan Bertingkat , ISSN : 1858-3709. Haris,  A.  d.  (2013).  Jurnal  Neutrino. Analisis Percepatan  Getaran  Tanah  Maksimum  Wilayah Yogyakarta Dengan Metode Atenuasi Patwardhan , Vol.5, No.2. Haris, I. T. (2018). Jurnal Rancang Bangun. Analisis Perepatan Tanah Puncak Akibat Gempa Pada Kota Sorong  Sebagai  Upaya  Mitigasi  Bencana , Rancang Bangun Volume 04 Nomor 2. Mc.  Guirre,  R.  K.  (1977). Effect  of  Uncertainty Seismicity on Estimates of Seismic Hazard For The East Coast of The United States , Bulletin of the Seismology  Society  of  America  Vol  47,  No. 8, pp, 827-845. Nofaslah.  (2017). Estimasi  Nilai  Percepatan  Tanah Maksimum Provinsi aceh Berdasarkan Data Gempa Segman  Tripa  Tahun  1976-2016  Dengan Menggunakan  Rumusan  Mc.  Guirre ,  Jurnal Fisika Unand Vol.6, No.2. PuSGeN.  (2017). Kajian  Gempa  Pidie  Jaya  Provinsi Aceh  Indonesia  7  Desember  2016. Bandung: Pusat Penelitian dan Pengembangan Perumahan dan Pemukiman . Saputro, I. T. (2018, June 6). Asesmen Resiko Bencana Gempa Menggunakan Metoe Kualitatif Pada Desa Imogiri , https://doi,org/10.31227/osf.io/jptmx.
Sunarjo,  d.  (2012). Gempa  Bumi  Indonesia  Edisi Populer  . Jakarta:  Badan  Meteorologi Klimatologi dan Geofisika.