## Karakteristik mikrotremor dan analisis seismisitas pada jalur sesar Opak,
kabupaten Bantul, Yogyakarta
(Microtremor characteristics and analysis of seismicity on Opak fault lines, Bantul district, Yogyakarta)
Merizka Marsyelina 1 , Nugroho Budi Wibowo 2 , Denny Darmawan 1
1 Jurdik Fisika, FMIPA, Universitas Negeri Yogyakarta (UNY), Kampus Karangmalang, Sleman, DI Yogyakarta 55281 faks. (0274) 548203 dan e-mail: Merizka_Marsyelina@yahoo.co.id dan darmawan@uny.ac.id
2 Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika,Stasiun Geofisika Yogyakarta (Pusat Gempa Regional IV),
Jl. Wates km. 8, Dusun Jitengan, Desa Balecatur, Kecamatan Gamping, Sleman, DI Yogyakarta
diterima 2 Desember 2013, disetujui 3 Februari 2014

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik mikrotremor dan analisis seismisitas di sekitar sesar Opak  di  Kecamatan  Jetis,  Kecamatan  Imogiri,  Kecamatan  Pundong,  dan  Kecamatan  Kretek.  Penelitian  ini menggunakan  metode  HVSR  (Horizontal  to  Vertical  Spectral  Ratio),  analisis  spektrum,  analisis  TFA  (time frequency  analysis),  dan  metode  maximum  likelyhood.  Pengambilan  data  mikrotremor  dilakukan  sebanyak  9  titik data  primer  dan  32  titik  data  sekunder  dengan  spasi  grid  3  km.  Data  yang  didapat  dari  pengukuran  di  lapangan berupa data numerik rekaman gelombang alami atau sinyal seismik di setiap titik pengukuran. Data tersebut diolah sehingga dapat diketahui karakteristik struktur lapisan tanah dan batuan. Untuk analisis seismisitas digunakan data gempa  tahun  2006-2014  dari  BMKG.  Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  analisis  seismisitas  gempabumi  di  sekitar sesar  Opak  mempunyai  magnitude  gempa  antara  0,4  SR  hingga  3,2  SR,  mempunyai  kedalaman  gempa  10  km hingga  20  km,  dan  mempunyai  nilai  b  antara  0,44  hingga  0,76.  Karakteristik  mikrotremor  di  sekitar  sesar  Opak menurut  parameter  peta  hasil  pemodelan  frekuensi  predominan,  peta  hasil  pemodelan  periode  predominan,  peta hasil pemodelan faktor amplifikasi, peta pemodelan Vs30, kurva H/V, kurva spektrum dan kurva TFA yang terbagi menjadi tiga zona.
Kata kunci: Metode HVSR, Analisis TFA, Analisis Spektrum, Metode maksimum likelyhood, Karakteristik Mikrotremor, Analisis Seismisitas, Nilai b, Sesar Opak.

## Abstract
This  research  aimed  to  determine  the  microtremor  characteristics  and  seismicity  analysis  around  Opak’s fault  in    Jetis  subdistrict,  Imogiri  subdistrict,    Pundong    subdistrict,  and  Kretek  subdistrict.  This  research  using HVSR  (Horizontal  to  Vertical  Spectral  Ratio)  method,  spectrum  analysis,  TFA  analysis  and  maximum  likelyhood method. The primary microtremor’sdata was taken from 9 points and thesecondary data from 32 point using grid 3 km  spacing.  The  data  record  the  natural  waves  or  seismic  signals  at  each  measurement  points.  The  processed data  thus  characterize  the  structrure  of  the  soil  and  rock  layers.  For  seismicity  of  analysis  earthquake  data  since 2006-2014  from  BMKG  were  used.  The  results  indicate  microtremor  characteristics  around  the  fault  Opak according to the parameter map predominant frequency modeling result, map predominant period modeling result, map  amplification  factor  modeling  result,  map  Vs30  modeling  result,  curve  H/V,  curve  spectrum  and  curve  TFA which  is  divided  into  three  zones.  Seismicity  analysis  showed  that  earthquake  around  Opakfault  earthquake  has magnitude between  0,4 to 3,2,  has a depthof 10 km to 20 km, and has a  b-value of 0,44 to 0,76.
Key words: HVSR method, TFA analysis, spectrum analysis, maximum likelihood method, microtremor characteristics, b-value, Opak fault

## Pendahuluan
Kepulauan Indonesia terletak pada pertemuan  tiga  lempeng  tektonik  utama,  yaitu lempeng  Indo-Australia  di  bagian  Selatan, lempeng  Eurasia  di  bagian  Utara,  dan  lempeng Pasifik  di  bagian  Timur  [1].  Letak  geografis tersebut menyebabkan Indonesia menjadi kawasan  yang  rawan  terhadap  bencana  besar, terutama  bencana  geologis.  Gempabumi  di Indonesia  merupakan  fenomena  alam  yang sudah  sering  terjadi  akibat  pengaruh  dari  letak geografis  negara  Indonesia.  Wilayah  yang rawan  dan  sering  terjadi  gempabumi  umumnya memiliki kesamaanletak geografis, yaitu terletak dekat dengan zona tumbukan lempeng.
Daerah  Istimewa  Yogyakarta  merupakan wilayah  yang  termasuk  dekat  dengan  zona tumbukan  lempeng  serta  memiliki  struktur geologi yang kompleks. Kondisi tatanan tektonik yang  begitu  kompleks  menyebabkan  wilayah Yogyakarta  dan  sekitarnya  telah  menjadi kawasan seismik aktif dengan frekuensi kegempaan  yang  sangat  tinggi.  Berdasarkan kondisi  tersebut,  perlu  adanya  pemahaman mengenai  karakteristik  gempabumi  di  suatu daerah,  khususnya  untuk  daerah  kegempaan aktif. Pengetahuan mengenai karakteristik gempabumi  yang  mempengaruhi  seismisitas seperti  wilayah  Yogyakarta  dapat  dipelajari melalui  analisis  seismisitas.  Parameter  analisis seismisitas  meliputi  lokasi  yang  dituangkan dalam koordinat latitude dan longitude, kemiringan  bidang  (dip),  rate,  dan  b-value  dari wilayah  Yogyakarta  yang  bisa  didapatkan  dari data  gempa  historis,  serta  batas  kedalaman area.
Gambar 1. Peta seismisitas di Pulau Jawa sejak tahun 1973 [2].
Berdasarkan  kondisi  seismisitas  yang ditunjukkan  pada  Gambar  1,  tampak  bahwa zona  selatan  Pulau  Jawa  memang  memiliki
tingkat  aktivitas  kegempaan  yang  cukup  tinggi. Informasi  mengenai  seismisitas  di  daerah Yogyakarta sudah ada namun informasi seismisitas  di  sekitar  sesar  (patahan)  Opak masih  terbatas.  Sesar  Opak  merupakan  sesar aktif  yang  memanjang  di  Sungai  Opak  dari pantai selatan ke utara Yogyakarta. Gempabumi yang  terjadi  pada  tanggal  27  Mei  2006 berkekuatan  5,9  Skala  Richter  di  Yogyakarta disebabkan  adanya  gerakan  aktif  dari  sesar Opak  yang  menimbulkan  kerusakan  sangat parah seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.

## Gambar  2.  Distribusi  kerusakan  gempa  bumi
Bantul 27 Mei 2006 [3].
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mengetahui karakteristik mikrotremor dan analisis seismisitas  di  sekitar  sesar  Opak  di  Kecamatan Jetis,  Kecamatan  Imogiri,  Kecamatan  Pundong, dan Kecamatan Kretek.

## Metode Penelitian
Proses pengambilan data terbagi atas dua tahap  yaitu  tahap  desain  survei  dan  tahap pengambilan  data  mikrotremor.  Pada  tahap desain  survei,  lokasi  titik  sampel  berada  di sekitar  sesar  Opak.  Penentuan  titik  sampel menggunakan metode grid dengan interval 3 km di wilayah Kecamatan Pundong dan Kecamatan Kretek  sebanyak  9  titik  sampel,  kemudian ditambah  dengan  data  sekunder  dari  penelitian sebelumnya sebanyak 32 titik sampel di wilayah Kecamatan Jetis, Kecamatan Imogiri,
Kecamatan  Pundong,  dan  Kecamatan  Kretek yang  berada  di  sekitar  sesar  Opak.  Selain menggunakan  caragrid,  penentuan  titik  sampel data  mikrotremor  juga  mempertimbangkan beberapa  persyaratan  yang  mengacu  kepada standar  aturan  yang  ditetapkan  oleh  SESAME
European  research  project.  Tahap  selanjutnya adalah  pengambilan  data.  Pengambilan  data mikrotremor  dilakukan  selama  30 menit  dengan sampling frekuensi 100 Hz.

## Hasil dan Diskusi

## Analisis Seismisitas
Seismisitas merupakan
aktivitas gempabumi  pada  suatu  lokasi  dari  waktu  ke waktu.Pada  tahun  2006-2014  di  sekitar  sesar Opak  terjadi  banyak  kejadian  gempabumi.  Hal ini disebabkan karena aktifnya sesar Opak pada tahun 2006. Untuk mengetahui seismisitas pada tahun  2006-2014  di  sekitar  sesar  Opak  maka perlu analisis seismisitas dengan menggunakan parameter-parameter  yaitu  epicenter  gempa, magnitude  gempa, kedalaman  gempa,  dan  nilai b.  Epicenter  gempa  adalah  lokasi  pusat gempabumi  pada  permukaan  bumi  sebagai hasil  proyeksi  tegak  lurus  dari  hiposenter. Magnitude gempabumi adalah parameter gempa  yang  berhubungan  dengan  besarnya kekuatan  gempa  di  sumbernya.  Peta  hasil pemodelan  magnitude  gempa  di  sekitar  sesar Opak  ditunjukkan  pada  Gambar  3  yang merupakan  hasil  pemodelan  3D  magnitude gempa tahun 2006-2014.

## Gambar  3.  Pemodelan  3D  magnitude  gempa
2006-2014.
Hasil  pemodelan  3D  dari  magnitude menunjukkan bahwa gempabumi di sekitar jalur sesar Opak antara 0,4 SR – 3,2 SR yang artinya termasuk  karakteristik  gempabumi  mikro  dan gempabumi kecil. Gempa mikro dan gempabumi kecil  dikategorikan  sebagai  gempa  yang  tidak
berbahaya  karena  menyebabkan  kerusakan rendah.
Kedalaman  gempabumi  adalah  titik  pusat gempabumi di bawah permukaan bumi di mana energi gempa
dilepaskan.
Kedalaman gempabumi  di  sekitar  sesar  Opak  ditunjukkan pada Gambar pemodelan 3D kedalaman gempa di  sekitar  sesar  Opak  menggunakan  data gempabumi tahun 2006-2014.
Gambar 4. Pemodelan 3D kedalaman gempa tahun 2006- 2014.
Hasil pemodelan 3D kedalaman gempabumi  menunjukkan  bahwa  kedalaman gempabumi  di  sekitar  jalur  sesar  Opak  antara 10  km  hingga  20  km,  yang  artinya  termasuk karakteristik gempabumi dangkal karena hiposenternya  berada  kurang  dari  60  km  dari permukaan  bumi.  Gempa  tersebut  karena kedalamannya  dekat  dengan  permukaan  dapat menyebabkan kerusakan.
Gambar 5. Peta hasil pemodelan nilai b.
Hasil  perhitungan  yang  telah  dilakukan dan  yang  ditunjukkan  Gambar  5,  didapatkan nilai  b  di  sekitar  sesar  Opak  antara  0,28-0,76. Nilai  ini  menunjukkan  karakteristik  tektonik kegempaan tinggi yang artinya mengindikasikan
Magnitude Latitude Longitude Latitude Longitude Kedalaman
sering  terjadinya  gempa-gempa  kecil.  Peta pemodelan  nilai  b  menunjukkan  distribusi spasial nilai b. Wilayah sesar Opak bagian utara termasuk  wilayah  dengan  heterogenitas  atau struktur  lapisan  bawah  tanahnya  beraneka ragam terlihat  distribusi nilai  b  yang  bermacam- macam  di  mana  berkorelasi  dengan  harga  nilai b  yang  tinggi,  sedangkan  wilayah  selatan  sesar Opak  termasuk  wilayah  dengan  homogenitas struktur  lapisan  bawah  tanahnya  sejenis  di mana  berkorelasi  dengan  harga  nilai  b  yang rendah. Hal ini menunjukkan kondisi stress yang berbeda  untuk  tiap  wilayah.  Sesar  dengan  nilai b rendah dapat diinterpretasikan sebagai daerah yang memiliki konsentrasi stress tinggi sehingga memiliki  kemungkinan  yang  lebih  besar  untuk terjadi gempabumi, begitu pula sebaliknya.
Kecamatan  Jetis  memiliki  nilai  b  tinggi antara  0,44-0,76  yang  artinya  mengindikasikan gempa-gempa  kecil  karena  dilewati  sesar  dan relatif heterogen batuannya karena ada pertemuan  beberapa  formasi.  Dalam  penelitian ini  Kecamatan  Jetis  memiliki  formasi  endapan merapi  muda  dan  endapan  alluvial.  Kecamatan Imogiri,  Kecamatan  Pundong  memiliki  nilai  b antara 0,28-0,6 dan Kecamatan Kretek memiliki nilai  b  antara  0,28-0,5.  Ketiga  kecamatan tersebut  memiliki  nilai  b  rendah  yang  artinya mencerminkan  kondisi  tingkat  stress  tinggi  dan relatif homogen batuannya, sering terjadi gempa kecil  maupun  gempa  besar  di  kecamatan tersebut  secara  merata.  Daerah  ini  memiliki formasi  endapan  merapi  muda  dan  terdapat sedikit endapan alluvial. Karakteristik seismisitas  di  sekitar  jalur  sesar  Opak  yaitu sering  terjadinya  gempa  mikro  dan  kedalaman gempanya  dangkal,  hal  ini  yang  menyebabkan nilai b yang berbeda-beda.

## Karakteristik Mikrotremor di sekitar sesar Opak
Karakteristik  mikrotremor  dapat  didekati dengan  menggunakan  analisisTFA  dan  analisis spektrum. Karakteristik mikrotremor dapat diketahui dari beberapa variabel yaitu peta hasil pemodelan frekuensi predominan, periode predominan, faktor amplifikasi, kecepatan gelombang  geser  pada  kedalaman  maksimum 30  m  (Vs30),  kurva  TFA,  kurva  H/V  dan  kurva spektrum.
Karakteristik  mikrotremor  di  sekitar  jalur sesar  Opak  sangat  penting  diketahui,  karena memberikan  informasi  tentang  bahaya  seismik di  daerah  yang  dilewati  jalur  sesar  Opak.
Karakteristik  mikrotremor  di  sekitar  jalur  sesar Opak  dapat  dilihat  dari  peta  hasil  pemodelan frekuensi  predominan  tanah  dan  peta  hasil pemodelan  periode  predominan  tanah  yang ditunjukkan pada Gambar 6.
(a)
(b)
Gambar  6.  (a)  Peta  pemodelan  frekuensi predominan tanah di sekitar sesar Opak; (b) Peta pemodelan periode  predominan  tanah  di sekitar sesar Opak
Berdasarkan peta hasil pemodelan frekuensi  predominan  tanah,  wilayah  sekitar sesar  Opak  memiliki  nilai  frekuensi  predominan antara  1  Hz  hingga  6,5  Hz  dan  periode predominan  antara  0,3  detik  hingga  1,8  detik. Kecamatan  Kretek  memiliki  nilai  frekuensi predominan  tanah  antara  1  Hz  hingga  3,5  Hz dan  nilai  periode  predominan  tanah  antara  0,5 detik  hingga  1,8  detik,  Kecamatan  Pundong memiliki nilai frekuensi predominan tanah antara 1  Hz  hingga  4,5  Hz  dan  nilai  periode predominan  tanah    antara  0,3  detik  hingga  1,3 detik,  Kecamatan  Jetis  memiliki  nilai  frekuensi predominan  tanah  antara  1  Hz  hingga  6,5  Hz dan  nilai  periode  predominan  tanah  antara  0,3 detik  hingga  0,7  detik,  Kecamatan  Imogiri memiliki nilai frekuensi predominan tanah antara 1  Hz  hingga  5,5  Hz  dan  nilai  periode predominan  tanah  antara  0,3  detik  hingga  0,4 detik.
Gambar 7. Peta pemodelan amplifikasi tanah di sekitar sesar Opak.
Gambar  7  menunjukkan  bahwa  faktor amplifikasi  tanah  di  wilayah  sekitar  sesar  Opak memiliki  nilai  faktor  amplifikasi  tanah  antara  2,2 hingga 7. Kecamatan Kretek memiliki nilai faktor amplifikasi tanah antara 3 hingga 6,4, Kecamatan  Pundong  memiliki  nilai  faktor amplifikasi tanah antara 3 hingga 6,8, Kecamatan  Jetis memiliki  nilai  amplifikasi  tanah antara 2,2 hingga 7, Kecamatan Imogiri memiliki nilai  faktor  amplifikasi  tanah  antara  3,8  hingga 6,4.
Gambar  8.  Kecepatan  gelombang  geser  pada kedalaman maksimal 30 m (Vs30)
Gambar  8  menunjukkan  nilai  Vs30  di sekitar sesar Opak yaitu antara 200 m/s hingga 750  m/s.  Peta  hasil  pemodelan  Vs30  pada Gambar  8  di  Kecamatan  Jetis  mempunyai  nilai kecepatan  gelombang  geser  pada  kedalaman maksimum  30  m  (Vs30)  antara  200  m/s  hingga 450  m/s.  Kecamatan  Imogiri,  Kecamatan Pundong dan Kecamatan Kretek nilai kecepatan gelombang  geser  pada  kedalaman  maksimum 30 m antara 200 m/s hingga 750 m/s.
Pengelompokkan karakteristik mikrotremor sesuai  dengan  pola  distribusi  karakteristik frekuensi  dan  amplitude  pada  domain  waktu yang dapat dilihat pada Gambar 9.

## Gambar 9. Data kurva TFA.
Dari  pengelompokan  data  kurva  TFA didapatkan  tiga  zona  sesuai  karakteristiknya. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 10. Pengelompokkan Zona

## 1. Zona pertama
Gambar 11. (a) Kurva TFA titik 25 dan (b) Kurva TFA titik 31
Gambar 12. (a) Kurva H/V titik 25 dan (b) Kurva H/V titik 31
Gambar 13. (a) Kurva spektrum titik 25 dan (b) Kurva spektrum titik 31

## 2. Zona Kedua
Gambar 14. (a) Kurva TFA Titik b5 dan (b) Kurva TFA Titik b6
Gambar 15. (a) Kurva H/V titik b5 dan (b) Kurva H/V titik b6
Gambar 16. (a) Kurva spektrum titik b5 dan (b)
Kurva spektrum titik b6
3. Zona Ketiga Gambar 17. (a) Kurva TFA titik d3 dan (b) Kurva TFA titik d9
Gambar 18. (a) Kurva H/V pada titik d3 dan (b)
Kurva H/V pada titik d9
Gambar 19. (a) Kurva spektrum pada titik d3 dan (b) Kurva spektrum pada titik d9
(b) (a) (a) (b) (a) (b) (a) (b)
(a) (b) (a) (b) (a) (b) (a) (b)

## Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1)  Analisis  seismisitas  di  sekitar  sesar  Opak, diketahui  bahwa  sesar  Opak  memiliki magnitude gempa antara 0,4 SR hingga 3,2 SR,  kedalaman  gempa    antara  10  km hingga  20  km,  dan  memiliki  nilai b  antara 0,44 hingga 0,76.
2)  Karakteristik  mikrotremor  di  sekitar  sesar Opak :
a.  Pada  zona  pertama  yang  terletak  di Kecamatan Jetis, Kecamatan Pundong, dan
Kecamatan Imogiri, frekuensi
predominannya  antara  1  Hz  hingga  6,5  Hz, nilai  periode  predominan  antara  0,2  detik hingga 1 detik, dan nilai faktor amplifikasinya  antara  2,2  hingga  7.  Kurva time  frequency  analysis  (TFA)  memiliki karakteristik  frekuensi  tinggi  dari  6  Hz hingga 10 Hz dan nilai amplitude tinggi dari 0  hingga  120000.  Jika  ditinjau  dari karakteristik Vs30  memiliki  nilai  antara  200 hingga 750 m/s. b.  Pada zona kedua yang terletak di Kecamatan Jetis Kecamatan Imogiri, Kecamatan Pundong dan Kecamatan Kretek,  frekuensi  predominannya  antara  1 Hz hingga 6,5 Hz, nilai periode predominannya  antara  0,2  detik  hingga  1,8 detik,  dan  nilai  faktor  amplifikasinya  antara 2,2 hingga 7. Kurva time frequency analysis (TFA)  memiliki  karakteristik  frekuensi  tinggi dari  0  Hz  hingga  2  Hz  dan  nilai  amplitude rendah dari 0 hingga 8000. Jika ditinjau dari karakteristik Vs30  memiliki  nilai  antara  200 hingga 750 m/s.

## Pustaka
[1]  G.  Ibrahim  dan  Subarjo,  Pengetahuan Seismologi,  Badan  Meteorologi  dan  Geofisika, Jakarta, 2005.
[2] D. H. Natawidjaja, Pedoman Analisis Bahaya dan Resiko  Bencana  Gempabumi,  dipersiapkan untuk BNPB/SCDRR, Indonesia, 2008.
[3]  UNOSAT,  Preliminary  Damage  Assessment Java Earthquake, Diakses dari:
http://maps.unosat.org/ID/UNOSAT_Java_EQ_d amage30may06_highres.jpeg pada  16  Oktober 2012.