Abstrak — Penelitian dengan fokus analisa momen tensor dan pola bidang  patahan  dilakukan pada  gempa  bumi  Wilayah Maluku Utara  pada  tahun 2016 magnitude ≥ 5SR dengan memanfaatkan program IS OLA-GUI.  Penelitian dilakukan dengan tujuan untuk menentukan nilai momen tensor gempa bumi tektonik dan bentuk pola  bidang  patahan  pada  Wilayah  Maluku  Utara  dengan program  IS OLA-GUI.  Prinsip  program  ini  mengolah  tiga komponen gelombang seismik yang terekam dalam seismogram. Data berupa gelombang diolah sesuai masing-masing event gempa yang  terjadi  dan  digunakan  perhitungan  fungsi  Green  serta inversi. Pada  tahap inversi digunakan 4 filter f1, f2,  f3, f4 yang diisi sesuai event . Plotting untuk hasil dilakukan setelah tahap inversi dan  didapatkan  nilai variance  reduction 0.87,  0.99,  0.53, 0.82, 0.92, dan 0.62. Plot selanjutnya berupa nilai momen tensor beserta pola bidang patahan yang disimbolkan dengan beachball. Pengolahan tersebut dilakukan pada seluruh event gempa.
Kata  Kunci —ISOLA-GUI,  Fungsi Green , Inversi,  Plotting , Beachball, Variance Reduction .

## I. PENDAHULUAN
NDONESIA  merupakan  salah satu negara di Asia Tenggara yang  terletak  diantara  6  derajat  LU  –  11  derajat  LS  dan diantara  95  derajat  BT  –  141  derajat  BT.  Kondisi  wilayah Indonesia yang terletak dalam  lingkupan Ring of Fire dan tepat berada pada lempeng Pasifik,  Indo-Australia dan Eurasia sangat berpengaruh  dalam  tingkat  kebencanaan.  Akibatnya  banyak sekali event gempa  bumi  bahkan tsunami yang terjadi.  Gemp a bumi  yang terjadi  meliputi  gempa  tektonik  maupun vulkanik. Pada penelitian  ini,  pengamatan dipusatkan pada gempa  bumi tektonik.  Gempa  bumi  tektonik  sendiri  adalah  gempa  yang disebabkan  adanya  pergeseran-pergeseran  di  dalam  bumi secara  tiba-tiba.  Peristiwa  gempa  bumi  tektonik  sangat erat hubungannya  dengan  teori  tektonik  lempeng  mengenai pembentukan  pegunungan  yang  biasanya  diikuti  dengan pembentukan  sesar-sesar  baru.  Jikalau  tegangan-tegangan mengakibatkan  sesar-sesar lama  yang sudah tidak  aktif,  aktif kembali  dengan melakukan  pergerakan yang cukup besar maka dapat menyebabkan terjadi gempa bumi  tektonik [1].
Wilayah  Maluku  Utara  merupakan  salah  satu daerah   di Indonesia  dengan  tingkat  aktifitas  seismik  yang  besar.  Hal tersebut  dikarenakan  Keadaan  tektonik Maluku  Utara merupakan  daerah  tektonik  yang  kompleks,  dibangun  oleh interaksi  antara  lempeng  Filipina  di  utara,  lempeng  Pasifik  di timur,  lempeng Eurasia  dibarat, dan lempeng  Indo-Australia di
selatan.  Batas  selatannya  merupakan  sistem  patahan  Sorong dari Papua ke Sulawesi yang panjangnya sekitar 800  km  kearah Sulawesi dan 1500  km  sepanjang tepi utara Papua kearah Papua Nugini.  sebelah barat dibatasi oleh  Laut  Maluku  dan  di  timu r laut  dibatasi  oleh  ujung  selatan  Palung  Filipina  serta  timu r berbatasan  dengan    perluasan  ke  utara  Patahan  Sorong. Keadaan  tektonik  yang  demikianlah  yang  membuat  Wilayah Maluku Utara sering dilanda gempa bumi  [2].
Gempa  bumi  terjadi  akibat  adanya  gerakan  suatu  sesar dengan karakter  gerak  tertentu [3].  Karakteristik  pergerakan sesar dibagi menjadi  dua, sesar mendatar  ( strik e slip fault ) dan sesar tidak mendatar ( dip slip ).

## Analisa  Momen Tensor dan Mekanisme  Pusat Gempa Bumi Wilayah Maluku Utara Sepanjang Tahun  2016 dengan Magnitude  ≥ 5 SR Memanfaatkan  Program ISOLA-GUI
Hardiansyah Pratama dan Bagus Jaya Santosa Departemen Fisika,  Fakultas Ilmu Alam,  Institut  Teknologi  Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : bjs@physics.its.ac.id

## I
Gambar 1. Skema diagram dari mekanisme fokus gempa. (A) Pola beachball terhadap proyeksi bidang sesar dilihat dari samping. (B) Pola beachball dilihat dari atas. (USGS).
(a) (b)
Gambar 2. (a) Orientasi bidang patahan. (b) Beachball sebagai representasi pola bidang sesar pada event 04/06/2016 dengan origin time 10:44:13 WIB.
Gambar 3.  Hasil Fittim g kurva displacement dari data event gempa tanggal 29/03/2016 pukul 9:18:13 WIB.
T abel 1.
Data event yang terjadi di Maluku Utara No T anggal Jam Latt Long Mag Depth 1 2016-10-27 08:17:51 1.42 125.76 5.7 82 2 2016-10-09 14:46:27 1.78 127.49 5.7 137 3 2016-06-19 05:00:15 1.02 126.21 5.1 61 4 2016-06-07 19:15:17 1.36 126.34 6.3 47 5 2016-06-04 10:44:13 0.45 126.39 5.4 44 6 2016-03-29 09:18:13 2.42 126.16 5.3 78 T abel 2. Model Bumi Haslinger-Santosa(H-S) No V p (km/s) Kedalaman (km) V s (km/s) Massa Jenis Q p Q s 1 2.31 0.0 1.300 2.500 300 150 2 4.27 1.0 2.400 2.900 300 150 3 5.52 2.0 3.100 3.000 300 150 4 6.23 5.0 3.500 3.300 300 150 5 6.41 16.0 3.600 3.400 300 150 6 6.70 33.0 4.700 3.400 300 150 7 8.00 40.0 4.760 3.500 1000 500
T abel 3. Nilai Rentan Momen Tensor pada Setiap Event Gempa. Event Mrr M tt M pp M rt M rp M tp 2016-10-27 1.340 -8.550 7.210 7.512 0.427 2.205 2016-10-09 -0.167 -0.969 1.136 0.115 1.134 -0.264 2016-06-19 -0.580 -1.684 2.264 0.203 -0.911 -3.087 2016-06-07 1.744 -3.684 1.940 0.231 -0.078 -0.018 2016-06-04 -0.276 -0.190 0.466 3.794 2.946 0.873 2016-03-29 2.935 -2.695 -0.243 -1.295 2.592 -0.469 T abel 4. Nilai Rentan Momen Tensor pada Setiap Event Gempa. Event Bidang 1 Bidang 2 Strike Dip Rake Strike Dip Rake 20161027 236 86 -36 328 54 -175 20161009 301 46 179 32 89 44 20160619 106 78 176 197 86 12 20160607 133 78 164 226 74 13 20160604 351 7 -152 233 87 -83 20160329 62 39 44 295 64 120
Sesar  mendatar  merupakan  sesar  dengan  arah  gerak  blok sesar  yang  horizontal.  Sesar  mendatar  dibagi  menjadi  dua, Right Lateral yang bergerak  mendatar  searah jarum  jam  dan Left  Lateral dengan  arah  gerak  mendatar  berlawanan  arah jarum  jam  (Gambar  1).  Sesar tidak  mendatar merupakan  sesar dengan arah  gerak  blok  secara vertikal  atau  miring.  Macam- macam  jenis sesar tidak mendatar yaitu Normal Fault atau sesar turun, Reverse Fault atau sesar naik, dan Oblique Fault adalah sesar yang mempunyai  gerak secara diagonal karena gabungan dari sesar horizontal dan vertikal  [4].
Model gerak sesar dan karakter  sesar penyebab gempa bumi dapat  diketahui  berdasarkan  momen  tensor  gempa  bumi. Momen tensor ini  digunakan untuk menggambarkan  arah gaya penyebab gempa bumi.  Konsep momen  tensor dapat membe ri deskripsi yang lengkap tentang gaya dari  sumber titik  seismik. Berdasarkan hal tersebut, studi ini dilakukan  untuk menganalisa momen  tensor gempa  bumi  dan pola bidang patahan Wilayah Maluku Utara dengan menggunakan program ISOLA-GUI  [5].

## II. METODE PENELITIAN

## A. Pengambilan Data
Data yang akan diolah terlebih dahulu diunduh pada sumber webdc.eu. Data  yang diunduh berupa event gempa  bumi  dan
stasiun geophone pada  Wilayah  Maluku  Utara,  Indonesia dengan jangkauan awal  hingga akhir  tahun 2016.  Gempa  bumi berkisar pada magnitude lebih dari  4.9SR  (Tabel 1).

## B. Pengolahan Data
Setelah  proses  pengunduhan  data  selesai,  dilanjutkan extracting  data untuk mengkonversi  data dalam  bentuk SEED menjadi  SAC  supaya dapat diolah dalam  program  berikutnya. Extracting  dilakukan  dengan  bantuan software  JrdSeed  dan CMD.Sebelum  diolah  pada program  ISOLA-GUI  yang dapat dijalankan  oleh  Matlab  maka  perludilakukan extracting data, supaya dapat diolah dalam  program berikutnya yaitu dilakukan dengan  bantuan software JrdSeed.  Pengolahan  data  dengan menggunakan  ISOLA  bertujuan  untuk  mengetahui  mome n tensor dari data gempa,  mennetukan jenis sesar serta parameter gempa yakni strik e, dip dan rak e [6]. (Tabel  2)
Krustal  model  untuk  wilayah  yang  diteliti  juga  harus dimasukkan  dalam  ISOLA-GUI.  Krustal  model  atau  model bumi  yang digunakan dalam  penelitian  ini  ialah  model  bumi Haslinger-Santosa. Model bumi Haslinger-Santosa adalah salah satu  model  kecepatan  yang  sesuai  dengan  kondisi  bawah permukaan  bumi di wilayah  Indonesia. (Tabel 3)
T abel 5. Nilai variance reduction Masing-masing Event .
Event variance reduction 20161027 0.87 20161009 0.99 20160619 0.53 20160607 0.82 20160604 0.92 20160329 0.62
T abel 6. Komponen dari hasil studi Event M rr M tt M pp M rt M rp M tp e 20161027 1.340 -8.550 7.210 7.512 0.427 2.205 17 20161009 -0.167 -0.969 1.136 0.115 1.134 -0.264 18 20160619 -0.580 -1.684 2.264 0.203 -0.911 -3.087 16 20160607 2.960 -3.170 0.210 2.125 -0.119 2.578 17 20160604 -3.924 5.393 -1.469 1.609 1.353 2.486 16 20160329 1.312 0.802 -2.114 -0.020 -1.393 -0.679 17
Nilai  momen  tensor (M)  tersebut mempunyai  satuan Nm. Pada  setiap event gempa  yang  terjadi,  tercatat  momen  tensor bernilai  berbeda-beda namun  tidak  sangat kontras. Besar nila i momen  seismik tersebut merupakan penggambaran model sesar penyebab gempa  bumi  tersebut.  Dari  inversi  momen  tensor dapatditentukan  parameter  jenis  sesar  (strike,dip  dan  rake). Dalam  Tabel 4 disajikan besar dari ketiga parameter jenis sesar.
Strik e merupakan  parameter  sesar  dengan  sudut  orientasi fault. Nilai  pada kolom strik e menunjukkan  nilai  sudut yang dibentuk  oleh  bidang  patahan dengan  permukaan  horisontal. Strik e dapat  membuat  sudut  dari  0º  hingga  360º.  Selanjutnya adalah  kolom dip,  dip adalah  parameter  sesar  berupa  sudut kemiringan fault. Nilai  pada kolom dip dibentuk antara patahan dengan bidang  horisontal. Dip dapat  membuat  sudut dari  0º hingga 360º.  Kemudian terdapat kolom rak e yang menunjukkan nilai  sudut  pergerakan  bidang  terhadap  kondisi strik e. Pada setiap  fenomena  patahan,  seolah-olah  akan  terdapat  dinding atas  dan  dinding  bawah. Rak e inilah  yang  berperan  untuk menunjukkan  arah  gerak  dinding  bagian  atas akan  bergerak naik atau turun secara diagonal. Ketika  nilai rak e 0º,  ini berarti hanging wall atau sisi kanan dari  patahan yang terlihat  secara vertikal,  seakan-akan  menjauh  dari  ujung  atas  0º  dan  dapat dikatakan left lateral motion . Dan saat nilai rak e ±180º,  hal ini dapat  diartikan  dinding  atas  seolah-olah  mendekati  ujung  0º atau disebut right lateral motion [5].

## III. HASIL DAN DISKUSI
Dari hasil solusi inversi akan memperoleh  Momen tensor dan focal mechanism .Pada gempa  yang terjadi  tanggal 04/06/ 2016 dengan origin  time 10:44:13  WIB  menunjukan  bahwa  pola bidang yang terbentuk adalah normal fault dengan karakteristik untuk bidang pertama  (hijau)  besar strike  =  351,  dip  = 7,  dan rake = -152  dan bidang kedua (merah)  besar strike = 233,  dip = 87,  dan  rake  =  -83.  Jarak  antara  hiposenter  gempa  dengan bidang  pertama  sebesar 11.74  km  dan  jarak  dengan  bidang kedua  sebesar 17.40  km,  sehingga bidang  patahannya adalah yang berwarna hijau  dan auxiliary plane -nya berwarna merah. Untuk selisih kedalaman  hiposenter dan centroidnya adalah  35 km  (Gambar  2).
Momen  tensor dan focal  mechanism didapatkan  dari  hasil inversi momen tensor. Inversi ditentukan oleh data seismogram, fungsi green dan komponen momen  tensor. Perhitungan fungsi green  dan  inversi  menggunakan  program  ISOLA -GUI didapatkan  hasil fitting kurva displacement dari  data  hasil observasi lapangan  (seismogram)  dengan data  hasil  estimasi menggunakan fungsi green (Gambar  3).
Kurva  berwarna  merah  (Gambar  3)  menunjukan  estimasi dari  fungsi green dan kurva  berwarna  hitam  menunjukan  data seismogram.  Nilai  kecocokan  kurva  ditentukan oleh variance reduction. Nilai variance  reduction yang  mendekati  1 menunjukkan  bahwa fitting yang dilakukan  mendekati  presisi, dan  ketika  hasilnya  mendekati  0  maka  ketidak-presisiannya juga  besar. Dalam  Tabel  5  disajikan  nilai variance reduction dari setiap event.
Hasil  pola  bidang  patahan  yang  direpresentasikan  dengan beachball didapatkan beberapa pola yang berbeda. Kebanyakan pusat gempa terdapat di Laut Maluku  tepatnya di antara busur gunung aktif  Halmahera  dan busur gunung aktif  Sangihe.  Hal ini  dikarenakan  sangat tingginya  tekanan  yang  bekerja  pada lempeng  tektonik  Laut  Maluku  yang  merupakan  salah  satu manifestasi  aktivitas  cincin  api  Pasific  (Pasific  Ring  of  Fire). Selaras  dengan  referensi  yang  mengatakan  Kedua  busur magmatik  di daerah ini  dipisahkan oleh jarak  terdekat 250  km, dimana  masing-masing  sisi  busur  terdapat  palung  dengan kedalaman  hingga  3  km.  Diantara  palung-palung  tersebut dijumpai  morfologi  tinggi  yaitu  punggungan  Mayu -Talaud yang  pada  beberapa  tempat  muncul  kepermukaan  sebagai pulau,  yaitu  Pulau  Mayu,  Pulau  Talaud  danPulauTifore. Gempa-gempa  dangkal  yang  terkonsentrasikan  di  bawah puncak  punggungan  tersebut  dan  berdasarkanan  analisis mekanisme  fokal  menunjukkan  tipe sesar naik  ( r everse fault ), selain  itu  juga  terdapat  normal fault dan strik e  slip  fault mendominasi  Laut Maluku  yang terletak  diantara kedua busur magmatik.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  data  dan processing terhadap penelitian yang berjudul  “Analisa Momen  Tensor dan Mekanisme  Pusat Gempa  Bumi  Wilayah  Maluku  Utara  Sepanjang Tahun 2016 dengan Magnitude  ≥  5  SR  Memanfaatkan  Program  ISOLA - GUI”  dapat ditarik  kesimpulan  sebagai berikut:
1. Diperoleh  masing-masing  komponen sebesar (Tabel 6) 2. Pola focal mechanism bidang sesar wilayah  Maluku  Utara terdiri  atas sesar naik  (reverse fault)  di  dekat  pulau Mayu dan Laut  Maluku  di  dominasi  oleh  Pola  bidang strike  slip fault.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] D. Noor, Geologi Lingkungan , 1st ed. Yogyakarta: Graha Ilmu, 2006.
[2] B.  Hermanto,  “Perkembangan  Kerangka  T ektonik  Laut  Maluku, Kepulauan  Bangai-Sula  dan  Lajur  Ofiolit  Sulawesi  T imur.  Pusat Survei Geologi,” J.G.S.M , vol. 15, no. 2, 2014.
[3] I. Ramadhani and B. Santosa, “Rwlokasi Hypocentre Gempa Bumi
Dengan Velest (JHD) dan Estimasi Sesar Daerah Sumatra Selatan,”
J. Fis. dan Apl. , vol. 13, no. 2, 2017.
[4] T . K. Datta, “Seismic Analysis of Structures,” New Delhi, 2010.
[5] E. Sokos and J. Zahrandik, A Matlab GUI for use with ISOLA Fortran codes . User’s Guide, 2009.
[6] C. V. . Murty, “IITK-BMPTC Earthquake Tips,” 2005.