## TELAAH ULANG PERGERAKAN LEMPENG TEKTONIK INDO-AUSTRALIA DENGAN MENGGUNAKAN DATA GPS TAHUN 1994-2016
Ashar Muda Lubis 1* , Krisno Rianto Simatupang 1 ,  Edi Purwanto 1
1 Jurusan Fisika, Fakulas MIPA, Universitas Bengkulu, Jl. WR Supramtman, Kandang Limun, Bengkulu, 37381
* e-mail: asharml@unib.ac.id

## ABSTRAK
Lempeng  tektonik  Indo-Australia  merupakan  salah  satu  lempeng  tektonik  utama  yang  terus  bergerak  hingga  sekarang.  Dimasa  lalu penelitian tentang vektor pergerakannya telah dilakukan (1994-2001). Dengan banyak gempabumi yang terjadi di wilayah Sumatera pada dua  dekade  ini,  maka  perlu  dilakukan  penelitian    re-investigasi  kecepatan  pergerakan  lempeng  tektonik  Indo-Australia  dengan menggunakan span data yang lebih jauh (1994-2016). Penelitian ini bertujuan untuk re-investigasi besar kecepatan dan arah pergerakan lempeng tektonik Indo-Australia dengan menggunakan data Global Positioning System (GPS). Stasiun GPS yang diamati sebanyak 4 stasiun yakni: COCO, XMIS, PERT, and DARW. Data penelitian diperoleh dari Scripts Orbit and Permanent Array Center (SOPAC). Pengolahan data menggunakan perangkat GAMIT/GLOBK 10.5. Dengan menggunakan model linear untuk menghitung vektor komponen horizontal lempeng tektonik Indo-Australia, maka hasil pergerakan pada 4 stasiun pengamatan GPS menuju ke arah timur laut dengan 69.42-72.55 mm/tahun.  Secara  umum  hasil  penelitian  memberikan  error  perhitungan  sangat  kecil  yakni  >  1  mm/tahun.  Hasil  penelitan  juga menunjukkan bahwa bahwa stasiun COCO mengalami peningkatan pergerak ke arah Utara-Selatan jika dibandingakan dengan penelitian sebelumnya.  Peningkatan  pergerakan  ke  arah  utara  ini  menuju  Pulau  Sumatra  mungkin  disebabkan  oleh  adanya  pergerakan  mantle relaxation akibat gempa-gempa bumi besar pada dua dekade terakhir pada zona subduksi Sumatra.
Kata Kunci : lempeng tektonik; Indo-Australia; pergerakan GPS; timur-laut.

## ABSTRACT
[Title:  Re-investigation  Indo-Australian  plate  tectonic  movement  using  GPS  data  during  1994-2016] The  Indo- Australian tectonic plate is one of the main tectonic plates that continues to move until now. In the past, research on its movement was carried out during 1994-2001. With many of great earthquakes occurring in Sumatra region in the past two decades, it is necessary to re- estimate the speed of Indo-Australian tectonic plate using more Global Positioning System (GPS) data (1994-2016). The aim of this study is to re-investigate the speed and direction of Indo-Australian tectonic plate. Four GPS stations were used namely; COCO, XMIS, PERT, and DARW.  The GPS data were obtained from the SOPAC, and data processing was conducted by using GAMIT/GLOBK 10.5. By using a linear model to calculate the horizontal deformation of Indo-Australian plate tectonic, the result of movement for 4 GPS stations is 69.42- 72.55 mm/year headed northeast direction. In general, the results give a very small error of > 1 mm/year. The results also show that the COCO station experienced an increasing in movement towards the North-South compared with previous studies. This increasing northward movement  towards  Sumatra  Island  may  have  been  caused  by  mantle  relaxation  due  to  major  earthquakes  in  the  last  two  decades  in  the Sumatra subduction zone.
Keywords: Tectonic plate; Indo-Australian; GPS movement; northeast.

## PENDAHULUAN
Lempeng Hindia-Australia bergerak ke utara menumbuk  lempeng  Eurasia  dengan  kecepatan  50- 70 mm/tahun (Bock, dkk., (2003). Zona tumbukan dua  lempeng  di  sepanjang  Palung  laut  Sumatera- Jawa-Bali-Lombok  (Gibbons,  dkk.,  2015;  Van Hinsbergen,  dkk.,  2018).  Lempeng  Australia menunjam  ke  busur  kepulauan  di  sepanjang  tepi kontinen  dari  tepian  selatan  timur-timur  terus  ke timur dan melingkar berlawanan arah jarum jam di
Lautan Banda (Zahirovic, dkk., 2015; Müller, dkk., 2019).  Gerakan  dari  tabrakan  dan  pergeseran lempeng  besar  ini  direspon  oleh  kepulauan Indonesia.  Akibat  dari  pergerakkan  lempeng tektonik  ini,  maka  Indonesia  berada  pada  daerah rawan  bencana  gempa  bumi  karena  dapat menimbulkan  unsur-unsur  tektonik  lainnya  seperti sesar,  patahan  lokal,  dan  lipatan.  Dari  kondisi  ini menjadikan  wilayah  Indonesia  sebagai  daerah
tektonik  aktif  dengan  tingkat  sesmisitas  atau kegempaan yang tinggi.
Penelitian  tentang  pergerakkan  lempeng Indo-Australia  telah  dilakukan  penelitian  oleh Tregoning,  dkk.,  (1998)  pada  stasiun  (monumen) MORE  di  Port  Moresby,  Australia  yang menunjukkan  pergerakkan  relatif  sebesar  ~4  ±  1 mm/tahun  dengan  azimut  274  ±  15 ° .  Perkiraan sebelumnya  tidak  ada  ditemukan  kecepatan  dengan gerak  relatif  yang  signifikan  terhadap  lempeng Australia  (Tregoning  dkk.,  1998).  Perkiraan  di  sini berasal  dari  data  yang  jauh  lebih  lama  (yakni  ~11 tahun, yang sebelumnya ~6 tahun).
Gambar  1. Peta  lempeng  tektonik  Indo-Australia dan  vektor  pergerakan  hasil  dari Tregoning  et  al.,  (1998)  (vektor merah)  selama  11  tahun,  dan  hasil penelitian  ini  (vektor  biru)  yang dilakukan selama 23 tahun.
Dari  pengamatan  Tregoning  dkk.,  (1998) pada tahun 1994-2001 masih banyak hal yang perlu diteliti.  Hal  ini  dikarenakan  pada  akhir-akhir  ini banyaknya  aktivitas  gempa  bumi  di  wilayah  zona subduksi  Sumatra  yang  diakibatkan  dari  lempeng Indo-Australia.  Apabila  pergerakkan  lempeng tektonik Indo-Australia yang bergerak ke arah utara dan bergerak ke arah sebaliknya atau arahnya sejajar maka  perlu  dilakukan  penelitian.  Kemudian  data yang diamatinya oleh Tregoning dkk., (1998) hanya 11  tahun,  dan  model  pengamatan  berupa  garis linear.  Sehingga  dari  hal  tersebut  masih  perlu dilakukan  penelitian  pergerakkan  lempeng  tektonik dengan dengan menggunakan waktu yang lebih lama (23  tahun).  Hal  ini  perlu  dilakukan  karena  setelah gempa-gempa  bumi  besar  terjadi  pergerakan  pada lapisan litosfer karena diinduced oleh relaksasi lapisan astenosfer.  Penelitian  ini  bertujuan  untuk  melihat posisi tahunan dari lempeng Indo-Australia secara 2 dimensi,  kemudian  untuk  mengetahui  besar  dan kecepatan  vektor  di  lempeng  Indo-Australia  dari tahun 1994 sampai 2016 (23 tahun).

## METODE
Penelitian  ini  mengamati  pergerakan deformasi  Lempeng  tektonik  Indo-Australia  di  titik pengamatan GPS stasiun COCO, XMIS, PERT, dan DARW.  Sedangkan  titik-titik  ikatnya  yaitu  NTUS, BAKO, SAMP, dan TIBD yang berada pada lempeng Eurasia.  Durasi  data  yang  digunakan  dari  tahun 1994-2016.  Data  diperoleh  dari  website: ftp://garner.ucsd.edu.
Setelah  penggumpulan  data  GPS  harian, maka  pengolahan  dimulai  dengan  mengonversi  data Compact  RINEX  menjadi  data  RINEX  dengan bantuan  TEQC  (Translation,  Editing,  and  Quality Checking).  Selanjutnya  data  format  RINEX  ini dioleha  dengan  perangkat  lunak  GAMIT/GLOBK untuk  mendapatkan  posisi  secara  time  series.  Past prosssing  pengolahan  data  menggunakan  metode Widjajanti  dkk.,  (2020).  Hasil  yang  digunakan untuk  analisis  vektor  kecepatan  hanya  data komponen  horizontal  saja  yakni  data  arah  Utara- Selatan dan Barat-Timur (2 dimensi).
Adapun  cara  untuk  menghitung  besarnya kecepatan  vektor  pergeseran  masing-masing  titik adalah  dengan  metode  linear  fit.  Metode  linear fitting yaitu  memanfaatkan  pendekatan  fungsi  linear yang dirumuskan dengan persamaan:
y = ax + b (1)
dimana  x  adalah  waktu  pengamatan  (tahun  +  Day Of  Year  (DOY)/365),  y  adalah  posisi  harian  pada stasiun pengamatan saat waktu pengamatan. a adalah kecepatan  pergerakan  platektonik  dan  b  nilai konstanta untuk posisi GPS. Nilai a dan b ditentukan berdasarkan  kumpulan  pengamatan  berdasarkan persamaan (Marbun, dkk., 2018):
a = ∑ Y i ( ) Σ x i 2 ( ) − Σ x i ( ) Σ x i y i ( ) n Σ x i 2 − Σ x i ( ) 2 (2)
b = n Σ x i y i − Σ x i ( ) Σ y i ( ) n Σ x i 2 − Σ x i ( ) 2 (3)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada Gambar 2 diperlihatkan data posis GPS secara  time  series  untuk  titik  pengamatan  stasiun COCO pada dua komponen yaitu komponen Utara- Selatan dan Barat-Timur. Masing-masing komponen dapat  dilihat  bahwa  posisi  tahunan  GPS  untuk komponen  Utara-Selatan,  bergerak  sejauh  53.14  ± 0.12 mm/tahun. Kemudian dari posisi tahunan GPS komponen  Barat-Timur  bergerak  sejauh  45.72  ±
0.08  mm/tahun  (Gambar  2).  Sedangkan  data  time series  untuk  posisi  tahunan  GPS  di  stasiun  XMIS dapat  dilihat  pada  Gambar  3.    Untuk  komponen Utara-Selatan stasiun bergerak sekitar 55.01 ± 0.07 mm/tahun,  sedangkan  pergerakan  posisi  tahunan GPS untuk komponen Barat-Timur sejauh 42.36 ± 0.06 mm/tahun (Gambar 3).
Pada  Gambar  4  diperlihatkan  posisi  tahunan GPS  pada  stasiun  PERT  secara  time  series.  Dapat dilihat bahwa pergerakan posisi tahunan GPS PERT untuk komponen Utara-Selatan sejauh 54.16 ± 0.83 mm/tahun.  Kemudian  untuk  pergerakan  posisi tahunan  GPS  PERT  untuk  komponen  Barat-Timur sejauh 47.87 ± 1.19 mm/tahun. Sementara itu data time  series  untuk  posisi  tahunan  GPS  pada  stasiun DARW  diperlihatkan  pada  Gambar  5.  Untuk komponen  Utara-Selatan  stasiun  DARW  bergerak sejauh  60.75  ±  0.40  mm/tahun,  sedangkan  untuk komponen  Barat-Timur  sejauh  39.67  ±  0.38 mm/tahun.
Dari  hasil  penelitian  ini  terlihat  bahwa keempat stasiun pengematan bergerak kearah timur laut  diaman  stasiun  DAWR  yang  berada  di  Darwin memiliki  pergeseran  terbesar  dengan  kecepatan pergeseran  sebesar  72.55  mm/tahun.  Sedangkan titik  pergeseran  terkecil  berada  di  titik  pengamtan XMIS  dengan  kecepatan  69.42  mm/tahun. Kemudian untuk titik-titik pergeseran yang lainnya, seperti stasiun COCO sebesar 70.10 mm/tahun dan untuk stasiun PERT sebesar 72.28 mm/tahun.
Gambar 2. Posisi pergerakan stasiun COCO untuk komponen Utara-Selatan (atas) dan komponen Barat-Timur (bawah).
Gambar 3. Posisi pergerakan stasiun XMIS untuk komponen Utara-Selatan (atas) dan komponen Barat-Timur (bawah).
Gambar 4. Posisi pergerakan stasiun PERT untuk komponen Utara-Selatan (atas) dan komponen Barat-Timur (bawah).
Gambar 5. Posisi pergerakan stasiun DARW untuk komponen Utara-Selatan (atas) dan komponen Barat-Timur (bawah).
Secara umum error penelitan ini sangat kecil yakni  >  1  mm/tahun  untuk  komponen  Utara- Selatan,  bahkan  untuk  stasiun  DARW,  XMIS  dan COCO  kecil  dari  0.5  mm/tahun.  Sementara  itu untuk komponen Barat-Timur, error perhitungan > 0.4  mm/tahun  kecuali  untuk  stasiun  PERT  yang mencapai  1.2 mm/tahun. Dengan demikian secara
perhitungan  hasil  yang  diperoleh  memiliki  tingkat kepercayaan  yang  tinggi,  sehingga  dapat  dijadikan sebagai  referensi  untuk  kajian  lempeng  tektonik khususnya untuk wilayah Sumatra.
Untuk  vektor  dari  kecepatan  pergerakan lempeng  Indo-Australia  secara  horizontal  dari  titik- titik pengamatan COCO, XMIS, PERT, dan DARW dapat  dilihat  pada  Gambar  1.  Hasil  vektor pergerakan  yang  diperoleh  konsisten  dengan kerangka  pengerakan  lempeng  tektonik  pada  Indo- Australia  dimana  lempeng  ini  menujam  sepanjang Palung  laut  Sumatera-Jawa-Bali-Lombok  (Bock  et al. 2003).
Gambar 6. Error perhitungan kecepatan lempeng Indo-Australia, (a) untuk komponen Utara-Selatan, dan (b) untuk komponen Barat-Timur.
Pada  Gambar  1  diperlihatkan  hasil  plot vektor  kecepatan  pergerakan  lempeng  tektonik Indo-Australia.  Dapat  dilihat  bahwa  pegerakan lempeng  tidak  mengalami  perbedaan  secara signifikan  pada  stasiun  XMIS,  PERT,  dan  DARW bila  dibandingkan  dengan  Tregoning  dkk.,  (1998). Sementara  itu  pada  stasiun  COCO  yang  bergerak bergerak sejauh 53.14 ± 0.12 mm/tahun komponen Utara-Selatan dari 23 tahun pengamatan mengalami peningkatan pergerakan pada arah yang sama dengan penelitian  sebelumnya  yang  hanya  49.0  mm/tahun (Tregoning,  dkk.,  1998).  Sementara  untuk komponen  Barat-Timur  tidak  ada  perbedaan  yang signifikan. Peningkatan pergerakan ke arah utara ini menuju  Pulau  Sumatra  mungkin  disebabkan  oleh adanya pergerakan mantle relaxation setelah gempa-
gempa  bumi  besar  pada  dua  dekade  terakhir  pada zona  subduksi  Sumatra.  Pergererakan  seperti  ini dikenal  dengan  post-seismik  viscoelastic  mantle relaxation (Rudolph, dkk., 2015).
Menurut  Lubis  dkk.,  (2013)  pergerekan mantle  relaxation  dapat  menimbulkan  pergerakan secara  pelan-pelan  pada  permukaan  bumi  dalam waktu yang lama setelah kejadian gempa bumi besar. Dengan demikian ada sedikit perubahan pergerakan lempeng  pada  stasiun  yang  tegak  luruk  terhadap sumber-sumber gempa di Sumatra. Oleh karena itu kedepan  pemodelan  viscoelastik  kombinasi  dengan pergerakan  plate  tektonik  sangat  diperlukan  untuk memahami  proses  tumbukan  pada  pertemuan lempeng tektonik di wilayah Sumatra.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Dari  hasil  dan  analisis  yang  telah  dilakukan pada  4  stasiun  titik-titik  pengamatan  GPS    yakni pada  stasiun  COCO,  XMIS,  PERT,  dan  DARW dapat disimpulkan bahwa  pergerakan lempeng Indo- Australia  bergerak  kerah  timur  laut  dimana pergerakan  terbesar  terdapat  pada  stasiun  DARW dengan  kecepatan  pergeseran  sebesar  72.55 mm/tahun,  sedangkan  titik  pergeseran  terkecil adalah  stasiun  XMIS  69.42  mm/tahun.    Kemudian untuk  titik-titik  pergeseran  yang  lainnya,  seperti stasiun  COCO  bergerak  sebesar  70.10  mm/tahun dan  untuk  stasiun  PERT  bergerak  sebesar  72.28 mm/tahun.
Dari  penelitian  ini  juga  dapat  ditarik kesimpulan  bahwa  stasiun  COCO  mengalami peningkatan  pergerak  ke  arah  Utara-Selatan  jika dibandingakan  dengan  penelitian  sebelumnya. Peningkatan  pergerakan  ke  arah  utara  ini  menuju Pulau  Sumatra  mungkin  disebabkan  oleh  adanya pergerakan  mantle  relaxation  akibat  gempa-gempa bumi  besar  pada  dua  dekade  terakhir  pada  zona subduksi Sumatra.

## UCAPAN TERIMAKASIH
Penulis mengucapkan kepada Scripts Orbit and Permanent  Array  Center (SOPAC)  yang  dikelola  oleh IGPP ( Institut of Geophysics and Planetary ) Universitas California  yang  telah  menyediakan  data  GPS. Ucapan terima kasih juga untuk Laboratorim Fisika, Universitas  Bengkulu  atas  penyedian  fasilitas  pada penelitian.

## DAFTAR PUSTAKA
Bock,  Y.,  L.  Prawirodirjo,  J.F.  Genrich,  C.W. Stevens, R. Mccaffrey, C. Surabaya,   S.S.O. Puntodewo  &  E.  Calais.  2003.  Crustal motion in Indonesia from Global  Positioning
System  measurements. Journal  of  Geophysical Research. Vol. 108.  No.
B8, https://doi.org/10.1029/2001JB000324
Gibbons, A., Zahirovic, S., Muller, R., Whittaker,
J., &  Yatheesh,  V.  2015. A  tectonic  model reconciling  evidence  for  the  collisions between India, Eurasia and intra-oceanic arcs of  the  central-eastern  Tethys. Gondwana Resesearch . Vol 28, 451–492, https://doi.org/10.1016/j.tecto.2018.04.0 06. Lubis,  A.M.,  Hashima.,  A.,  &  Sato  T.  2013.
Analysis  of  afterslip  distribution  following the  2007  September  12  southern  Sumatra earthquake using poroelastic and viscoelastic media. Geophysical  Journal  International .  Vol 192, 1, 1837, https://doi.org/10.1093/gji/ggs020. Marbun,  M.,  Sihotang,  H.T.,  &  Nababan,  M.A. 2018. Perancangan Sistem Peramalan Jumlah Wisatawan Asing. Jurnal Mantik Penusa . Vol 2 (1), 41–49.
Müller, R.D.,  Zahirovic, S.,Williams, S.E., Cannon,J., Seton, M.,  Bower, D.J., Tetley, M.G.,  Heine, C.H,  Breton, E.L.,  Liu,  S., Russell,  H.J.,  Yang, T.,  Leonard, T.,  & Gurnis,  M.  2019.  A  global  plate  model including  lithospheric  deformation  along major  rifts  and  orogens  since  the Triassic. Tectonics , Vol
38 , 1884 – 1907, https://doi.org/10.1029/2018TC005462. Rudolph,  M., Leki ć ,  V., Lithgow-Bertelloni,  C. 2015. Viscosity  jump  in  Earth's  mid- mantle. Science . Vol 350,1349–1352, https://doi.org/ 10.1126/science.aad1929.
Tregoning, P., Lambeck, K., Stolz, A., Morgan, P., McClusky,  M.C.,  van  der  Beek,  P.,
McQueen,  H.,  Jackson,  R.J.,  Little,  R.P., Laing, A., & Murphy, B. 1998. Estimation of current plate motions in Papua New Guinea from Global Positioning System observations. Journal  of  Geophysical Research . Vol 103, 12.181–12.203, https://doi.org/10.1029/97JB03676.
Van  Hinsbergen,  D.J.J., Lippert,  P.C.,  Li, S., Huang,  W., Advokaat,  E.L., Spakman, W.  2018. Reconstructing  Greater  India: Paleogeographic, kinematic, and geodynamic perspectives. Tectonophysics , Vol  760, 69–94. https://doi.org/10.1016/j.tecto.2018.04.0 06.
Widjajanti,  N.,  Pratama,  C.,  Parseno,  Sunantyo T.A., Heliani L.S., Ma’ruf B., Atungggal D., Letari D., Ulinnuha, H., Pinasti A., & Ummi R.F.  2020. Present-day crustal deformation revealed  active  tectonics  in  Yogyakarta, Indonesia  inferred  from  GPS  observations, Geodesy and Geodynamics, Vol 11(2), 135– 142, https://doi.org/10.1016/j.geog.2020.02.0 01.
Zahirovic, S., Muller, R., Seton, M., & Flament, N. 2015.  Tectonic  speed  limits  from  plate kinematic  reconstructions. Earth  Planet Sciences Letter. Vo l 418, 40–52,
https://doi.org/10.1016/j.epsl.2015.02.03
7.