## IDENTIFIKASI KEBERADAAN SESAR MENGGUNAKAN METODE GRAVITASI DAN ANALISIS SECOND VERTICAL DERIVATIVE (SVD) DI BAGIAN SELATAN KABUPATEN SUMBAWA
Adella Ulyandana Jayatri 1,3* , Warni Multi 2 , Sayidatina Hayatuzzahra 1,3
1 Fakultas Teknologi Lingkungan dan Mineral Universitas Teknologi Sumbawa
2 Fakultas Teknik Universitas Pattimura
3 Pusat Riset Kebencanaan, Fakultas Teknologi Lingkungan dan Mineral, Universitas Teknologi Sumbawa
*Corresponding Author email: adella.ulyandana@uts.ac.id

## Diterima
Bulan Mei 2023

## Diterbitkan
Bulan Juli 2023 Keyword:
Gravity, Sesar,
SVD, Sumbawa

## Abstrak
Penelitian  mengenai  identifikasi  sesar  di  Kabupaten  Sumbawa  bagian  selatan  ini dilakukan  dengan  menggunakan  metode  gravitasi.  Penelitian  Data  yang  digunakan berupa data Free Air Anomaly (FAA) dan Topografi  yang  merupakan data citra saletit TOPEX.  Data  tersebut  dilakukan  koreksi  Bouguer  dan  Terrain  untuk  diperoleh  data anomali  bouguer  lengkap.  Nilai  Anomali  bouguer  lengkap  dilakukan  pemisahan anomali  regional  dan  anomali  residual  dengan  menggunakan  filter  Gaussian.  Anomali regional  memiliki  rentang  nilai  115.0  mGal  sampai  164.2  mGal  sedangkan  anomali residual  memiliki  rentang  nilai  -8.8  mGal  sampai  dengan  6.8  mGal.  Pada  Anomali residual  menunjukkan  zona  anomali  rendah  pada  zona  selatan  bagian  tengah  yang dipengaruhi  oleh  densitas  batuan  di  zona  tersebut  yang  berupa  alluvial  dan  endapan pantai.  Anomali  residual  yang  dihasilkan  dilakukan  analisis  second  vertical  derivative (SVD)  untuk  mengidentifikasi  jenis  sesar/patahan  di  wilayah  tersebut.  Berdasarkan interpretasi, zona sesar/patahan berada pada nilai anomali rendah yang diapit oleh nilai anomali tinggi sehingga patahan yang berada di bagian selatan daerah penelitian relatif berarah  Timurlaut-Baratdaya.  Grafik  hasil  slicing  menunjukkan  nilai  maksimum  lebih kecil  dibandingkan  mutlak  nilai  minimum  sehingga  disimpulkan  bahwa  sesar  di kawasan tersebut merupakan sesar naik.

## PENDAHULUAN
Secara  geografis  Pulau  Sumbawa  terletak pada  jalur  tektonik  aktif  yang  berdekatan  dengan zona  tumbukan  lempeng  Indo-Australia  dengan lempeng  Eurasia  (Sunardi,  dkk.,  2012).  Lempeng Indo-Australia  menyusup  ke  bawah  lempeng Eurasia  dan  bergerak  dengan  laju  konvergensi sekitar 50-70 mm/tahun. Kondisi ini mengakibatkan  tingginya  aktivitas  tektonik  di Pulau  Sumbawa  sehingga  banyak  terbentuknya struktur-struktur  geologi  berupa  sesar  (patahan) baik  skala  lokal  maupun  skala  regional.  Sesar tersebut  tersebar  pada  zona  lautan  utara  (Flores Back  Arc  Thrust)  dan  selatan  Pulau  Sumbawa (Megathrust)  serta  di  wilayah  daratan  Pulau Sumbawa  yang  terdiri  dari  sesar  mayor  dan  minor (PuSGeN, 2017). Keberadaan sesar ini menjadikan Pulau  Sumbawa  sebagai  daerah  yang  rawan bencana  gempa  bumi.  Oleh  karena  itu,  penelitian tentang sesar di Pulau Sumbawa menjadi salah satu topik penting untuk dipelajari lebih mendalam.
Sesar  atau  atahan  merupakan  struktur geologi  yang  terbentuk  akibat  pergeseran  lapisan bumi dari kedudukan normalnya. Terdiri dari sesar aktif  dan  sesar  pasif.  Sesar  aktif  adalah  patahan yang  terus  menunjukkan  aktivitas  pergerakannya
sedangkan  sesar  pasif  adalah  patahan  yang  tidak bergerak  sama  sekali.  Sesar  pasif  dapat  menjadi sesar  aktif  apabila  adanya  gaya  atau  getaran  yang memicu  pergerakannya  (Minardi,  dkk.,  2014). Berdasarkan  informasi geologi di Pulau Sumbawa, keberadaan  sesar  di  wilayah  daratan  cukup mengkhawatirkan  meski  tidak  diketahui  dengan pasti  statusnya  aktif  atau  pasif.  Namun  sesar-sesar tersebut  perlu  di  waspadai  karena  sebagian  besar berada pada kawasan pemukiman masyarakat yang jika  di  waktu  mendatang  bergerak  dapat  menjadi pemicu kerusakan bangunan bahkan membahayakan  nyawa.  Sehingga,  penelitian  ini bertujuan  untuk  mempelajari  karakteristik  sesar yang  ada  di  bagian  selatan  Kabupaten  Sumbawa. Sesar  tersebut  melewati  kawasan  Kecamatan Lunyuk  dan  sekitarnya  yang  mana  kawasan tersebut  adalah  kawasan  rentan  longsor  dan terjadinya gerakan tanah (Utama, dkk., 2022).
Salah  satu  metode  yang  biasa  digunakan dalam  mengidentifikasi  keberadaan  sesar  adalah metode  gravitasi.  Metode  gravitasi  atau  yang dikenal  dengan gravity  method (Telford,  1990).
Metode  ini  merupakan  metode  geofisika  pasif karena pengukuran dilakukan tanpa perlu melakukan  injeksi  atau  perlakuan  terhadap  bumi. Metode  ini  sering  dimanfaatkan  untuk  survei
pendahuluan  dalam  eksplorasi  terutama  dalam menentukan  struktur  geologi  dibawah  permukaan. Kelebihan dari metode ini adalah dapat memberikan  gambaran  kontras  densitas  batuan dengan  baik  (Karimah,  dkk.,  2020).  Sehingga metode  ini  sangat  efektif  digunakan  dalam menentukan  keberadaan  struktur  geologi  seperti sesar.

## LANDASAN TEORI

## Metode Gravitasi
Metode  gravitasi  ( gravity  method )  adalah metode  geofisika  pasif  yang  mengukur  variasi medan  gravitasi  bumi  yang  disebabkan  oleh perbedaan  nilai  densitas  lapisan  batuan  dibawah pemukaan  (Telford,  1990).  Metode  ini  sensitif terhadap  benda  yang  memiliki  perbedaan  densitas dengan  material  disekitarnya  dibawah  permukaan bumi.  Namun,  medan  gravitasi  yang  terukur  di permukaan  bumi  juga  dipengaruhi  oleh  perubahan topografi, bentuk dan rotasi bumi, bentuk dan rotasi bumi  serta  pasang  surut  bumi.  Sehingga  pengaruh tersebut harus dihilangkan agar data gravitasi yang terbaca dapat menginterpretasikan bawah pemukaan bumi dengan baik (Toushmalani, 2010).
Prinsip  dasar  metode  gravitasi  adalah hukum  Newton  tentang  gaya  tarik  menarik  antar dua  buah  massa  yang  terpisah  oleh  jarak  r  yang digambarkan dengan persamaan (Serway, 2009) :
(1)
dengan  m 1 dan  m 2 adalah  massa  kedua  benda,  r adalah  jarak  kedua  benda,  G  adalah  konstanta gravitasi  bumi  yang  nilainya 6,6  x 10 -11 m 3 /kg -1 s -2 . F  adalah  gaya  gravitasi.  Sedangkan  percepatan gravitasi  bumi  pada  suatu  benda  bermassa  m  dan jarak  r  dapat  dinyatakan  dengan  persamaan (Serway, 2009):
⃗ ⃗ (2)
dengan  g  adalah  percepatan  gravitasi(m/s 2 ).  Nilai percepatan  gravitasi  bervariasi  dan  nilainya tergantung  pada  distribusi  massa  di  bawah permukaan dan jaraknya.
Turunan  dari  metode  gravitasi  untuk menentukan  keberadaan  struktur  sesar/patahan menggunakan  analisis second  vertical  derivative (SVD).  SVD  adalah  turunan  kedua  vertikal  yang berasosiasi dengan struktur dangkal. Secara teoritis diturunkan dari persamaan Laplace sebagai berikut (Fitriani, dkk., 2020):

## (3)

## (4)

## MATODE PENELITIAN
Penelitian  ini  menggunakan  data  citra satelit TOPEX  yang diunduh pada tanggal  14 Juni 2023
pukul 12.49
WITA melalui
https://topex.ucsd.edu/cgi-bin/get_data.cgi. Data diunduh pada posisi geografis - 8.676910641645218  sampai  -9.135204041067917 LS dan 117.03460693359376
sampai
117.36900329589845 BT. Daerah penelitian ditunjukkan  oleh  gambar  1.  Data  yang  di  unduh terdiri  dari  data Free  Air  Anomaly (FAA)  dan Topografi.  Data  FAA  diolah  menjadi  anomali bouguer  lengkap  ( complete  bouguer  anomaly (CBA))  dengan  melakukan  koreksi  Bouguer  dan koreksi Terrain . Koreksi  Bouguer dilakukan untuk menghilangkan  pengaruh  massa  yang  bukan  objek dari  datum  sampai  ketinggian  titik  pengukuran. Koreksi Bouguer dengan  menggunakan persamaan (5)  dengan  nilai  densitas  menggunakan  nilai  rata- rata densitas bumi sebesar 2.67 gr/cm3. Sedangkan koreksi Terrain dilakukan  untuk  mengilangkan pengaruh  massa  batuan  yang  tidak  rata  akibat topografi daerah penelitian. Koreksi ini menggunakan data Digital Elevation Model-Shuttle Radar  Topography  Mission (DEM-SRTM)  yang diolah menggunakan aplikasi Global Mapper untuk mendapatkan  data  topografi  wilayah.    Selanjutnya anomali  bouguer  lengkap  diperoleh  menggunakan persamaan (6).
(5) (6)
dengan:
Selanjutnya, nilai anomaly bouguer lengkap  dibuat  peta  kontur  anomali.  Anomali bouguer  lengkap  diperngaruhi  oleh  anomali regional  dan  anomali  residual  yang  bersifat  lokal sehingga  kedua  anomaly  ini  dilakukan  pemisahan. Pemisahan  anomaly  menggunakan  filter  Gaussian. Teknik filtering ini  menggunakan  fungsi  Gaussian filtering yang berdasarkan distribusi matriks kernel Gauss  yang  digambarkan  dalam  persamaan  (7) dalam bentuk sederhana (Karunianto, dkk., 2017):
(    ) (   )   (   ) (7)
dengan:
BC : Koreksi Bouguer ( Bouguer Correction )
(mGal)
: Densitas Batuan (g/cm 3 ) h : Topografi (m) FAA : Free Air Anomaly (mGal)
CBA : Complete Bouguer Anomaly/ Anomali
Bouguer Lengkap (mGal)
(    ) : matriks kernel Gauss
: Konstanta
i, u, j, v : Anggota di dalam matriks
: Konstanta nilai yang disesuaikan dengan ukuran matriks kernel Gauss
Gambar 1. Lokasi Penelitian
Selanjutnya, anomaly residual yang diperoleh  dari  hasil  filtering  dilakukan  analisis turunan  kedua  vertikal  atau  yang  dikenal  dengan Second Vertical Derivative (SVD) untuk mengetahui  jenis  struktur  sesar.  Hasil  analisis berhubungan  dengan  efek  dangkal  yang  bersifat lokal.  Untuk  mengetahui  jenis  sesar/patahan  dapat dilakukan  slicing  memotong  zona  yang  diduga merupakan  sesar  dengan  kriteria  sebagai  berikut (Maulidah, dkk., 2022) :
[ ] > [ ] , sesar turun
(8)
[ ] > [ ] ,  sesar naik
(9)
[ ]
[ ] ,  sesar geser
(10)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil Peta  anomali  bouguer  lengkap( Complete Bouguer  Anomaly )  yang  ditunjukkan  oleh  gambar 2.a  diperoleh  dengan  melakukan  koreksi  Bouguer dan Koreksi Terrain pada Free Air Anomaly (FAA) sehingga dihasilkan anomali yang hanya dipengaruhi  oleh  variasi  densitas  batuan  di  bawah permukaan.  Rentang  anomali  berada  pada  kisaran 109.5  mGal  sampai  167.5  mGal.  Berdasarkan gambar  2,  anomali  tinggi  mendominasi  bagian utara daerah penelitian,  sedangkan anomali rendah mengisi  bagian  tengah.  Anomali  bouguer  lengkap terdiri  dari  anomali  regional  dan  anomali  residual sehingga  dilakukan  pemisahan  anomali  dengan menggunakan filter Gaussian.
Gambar 2. Peta Anomali Bouguer Lengkap
Filter  ini  umumnya  digunakan  dalam  pengolahan data  yang  diperoleh  dari  citra  satelit  (Karunianto, dkk., 2017). Hasil dari pemisahan anomaly regional (gambar 2.b) dan residual (gambar 2.c) menunjukkan  pola  anomali  yang  perbedaannya cukup kontras.
Gambar 3. Peta Anomali Regional
Anomali  regional  ditandai  dengan  peta  kontur dengan  pola  gelombang  yang  besar  dan  panjang sedangkan  anomali  residual  ditandai  dengan  pola kontur  anomali  kecil  dengan  panjang  gelombang
yang pendek  yang  menunjukkan ciri khasnya  yang bersifat  lokal.  Berdasarkan  peta  kontur  anomali regional memiliki rentang nilai 115.0 mGal sampai 164.2  mGal  sedangkan  anomali  residual  memiliki rentang nilai -8.8 mGal sampai dengan 6.8 mGal.

## Gambar 4. Peta Anomali Residual
Anomali  residual  kemudian  di  analisis turunan  kedua  vertikan  ( second  vertical  derivative (SVD))  sehingga  menghasilkan  pola  kontur  pada gambar  2.d.  Anomali  SVD  digunakan  untuk mengetahui  posisi  sesar/patahan  dan  menganalisis jenis  sesarnya.  Pola  kontur  yang  dihasilkan merupakan  efek  dangkal  yang  ditandai  dengan pola-pola kontur  yang kecil-kecil.  Anomali rendah ditandai  dengan  warna  hijau  dan  anomali  tertinggi ditandai  dengan  warna  merah.  Untuk  menganilisis jenis  patahan  dilakukan  sayatan  yang  memotong zona  yang  diinterpretasikan  sebagai  sesar  atau patahan

## Pembahasan
Hasil pengolahan data kemudian dilakukan  interpretasi  yang  dikorelasikan  dengan informasi  geologi  dilokasi  penelitian.    Pola  kontur peta  anomali  residual  menunjukkan  adanya  zona anomali  rendah  mengisi  bagian  tengah  zona selatan. Berdasarkan informasi geologi menunjukkan  bahwa  kawasan  tersebut  tersusun dari  alluvium  dan  endapan  pantai.  Sedangkan anomali tinggi melingkupi zona utara tersusun atas batuan  gunungapi  tua  yang  terdiri  dari  lava  dan breksi  andesit  dan  basaltik,  tufa  piroklastik, terdapat  juga  sisipan  batuan  gamping  serta  batuan terobosan  yang  termineralisasi  (P3G,  1994). Gambar  3  menunjukkan  Peta  Anomali  SVD  yang terdapat  garis-garis  interpretasi,  garis  hitam  bold
menunjukkan lokasi keberadaan sesar atau patahannya.  Sesar  atau  patahan  tersebut  relatif berarah  Timurlaut-Baratdaya.  Zona  sesar  atau patahan  berada  pada  anomaly  SVD  yang  rendah yang  diapit  oleh  anomali  tinggi(Nurwidianto, 2011).  Untuk  mengidentifikasi  jenis  sesar  atau patahan dilakukanlah sayatan A-A’ yang memotong  zona  sesar.  Nilai  tersebut  di  ekstrak untuk  dibuat  grafik  yang  dapat  menggambarkan jenis sesar atau patahannya.
Gambar 3. Peta Anomali Turunan Kedua Vertikal ( Second Vertical Derivative (SVD)) yang
Dilengkapi dengan Interpretasi Zona Patahan dan
Posisi Sayatan AA’.
Grafik  hasil  sayatan  AA’  dapat  dilihat pada gambar 4. Grafik yang melewati nilai anomali 0  mGal/m2  yang  menunjukkan  kepadatan  lateral pada  kontras  yang  diinterpretasikan  sebagai  zona sesar  atau  patahannya  (Ibrahim,  2022).  Analisis grafik tersebut menunjukkan bahwa nilai maksimum lebih rendah dibandingkan mutlak nilai minimum  yang  menunjukkan  bahwa  jenis  sesar  di daerah  tersebut  merupakan  jenis naik .  Hasil peneltian  dengan  metode  lain  pada  lokasi  zona selatan  yang  berdekatan  dengan  lokasi  penelitian ini  menunjukkan  hasil  analisis  yang  sama. Proyobudi  dan  Ramdan  pada  Tahun  2021 menganalisis  keberadaan  sesar  di  wilayah  selatan Kecamatan  Plampang  berdasarkan  analisis  gempa bumi  13  Juni  2020.  Hasil  relokasi  hiposenter menunjukkan  bahwa  sebaran  episenter  berarah barat  daya  –  timur  laut  yang  didukung  oleh  hasil inversi  momen  tensor  yang  menunjukkan  bidang sesar  berarah  barat daya-timur  laut dan  menjukkan adanya  pola  sesar  naik  (Ramdhan,2021).  Ada indikasi  bahwa  sesar-sesar  tersebut  terbentuk  oleh
aktivitas  tektonik  yang  sama.  Namun,  perlu dilakukan  penelitian  lebih  lanjut  lagi  dengan berbagai  metode  untuk  menganalisis  pola  sesar- sesar  yang  ada  di  bagian  selatan  Kabupaten Sumbawa  sebagai  upaya  mitigasi  bencana  di daerah ini.
Gambar 4. Grafik Sayatan AA’

## PENUTUP

## Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dapat disimpulkan  bahwa  metode  gravitasi  dengan memanfaatkan data citra satelit dan topografi dapat memetakan  keberadaan  sesar  dibagian  selatan Kabupaten  Sumbawa.  Hasil  pengolahan  data menunjukkan  bahwa anomali rendah  mengisi zona selatan  bagian  tengah  yang  diindikasikan  sebagai zona  sesar/patahan.  Zona  sesar  tersebut  berarah realtif Timurlaut-Baratdaya. Analisis SVD menunjukkan bahwa sesar/patahan tersebut termasuk jenis sesar naik. Untuk memvalidasi jenis sesar/patahan, penelitian selanjutnya dapat dilakukan  pemodelan  struktur  bawah  permukaan pada zona yang diinterpretasikan sebagai sesar/patahan.

## REFERENSI
Fitriani,  DS.,  Putri,  SNA.,  Putrajy,  IF.  2020.
Metode  Gravitasi  Untuk  Identifikasi  Sesar Weluki  dengan  Analisis  First  Horizontal Derivative  dan  Second  Vertical  Derivative.
Prosiding Seminar Nasional Fisika(E-
Journal)
SNF2020,VolIX, https://doi.org/10.21009/03 .SNF2020
Ibrahim,  M.M.,  Utami,  P.,  Raharjo,  I.B.  2022. Analisis  Struktur  Geologi  Berdasarkan  Data Gravitasi  Menggunakan  Metode  Second Vertical  Derivative  (SVD)  Pada  Lapangan Panas  Bumi  “X”.  Dalam  Jurnal  Geosains dan  Remote  Sensing  (JGRS),  Vol  3,  No.2 Hal. 52-29.
Karimah,  N.A.,  Supriyadi.,  Suprianto  A.n2020. Korelasi  Data Gravitasi Satelit Pada Daerah Panas  Bumi  Blawan-Ijen.  Dalam  Jurnal
Sains Dasar, Vol 9, No. 1 Hal. 11- 15.
Karunianto,  A.J,  Haryanto,  D.,  Hikmatullah,  F.,
Laesanpura  A.  2017.  Penentuan  Anomali Gayaberat Regional dan Residual Menggunakan Filter Gaussian Daerah Mamuju,  Sulawesi  Barat.  Dalam  Jurnal Eksplorium, Vol 38 No. 2, Hal. 89-98. Maulidah  H,  Realita  A,  Prastowo  T.  2022. Identifikasi Sesar Grindulu dengan Memanfaatkan  Metode  Gravitasi.  Dalam Jurnal Inovasi Fisika Indonesia (IFI), Vol 11
No. 2 Hal. 20 – 27.
Minardi,  S.,  Ardianto,  T.,  Alaydrus,  A.T.  2014. Pemodelan  Gaya  Berat  untuk  Mendeteksi Keberadaan  Sesar  di  Pulau  Lombok. Prosiding  Seminar  Nasional  Fisika  Terapan IV Nurwidianto Irham, dkk. 2011. Study Pendahuluan Sesar  Opak  Dengan  Metode  Gravity  (Study Kasus  Daerah  Sekitar  Kecamatan  Pleret Bantul).  Dalam  Jurnal  Berkala  Fisika,  Vol 14 No. 1 Hal.11-16.
P  B  Utama,  N  A  Komaruddin,  A  U  Jayatri.  2022. Enviromental  management  efforts  due  to landslides  in  Lunyuk  Rea  Sumbawa.  Dalam Jurnal  IOP  Conf.  Series:  Earth  and Environmental Sciences 1108(2022)012003.
Sunardi,  dkk.  2012.  Kajian  Potensi  Bahaya Gempabumi  Daerah  Sumbawa  Berdasarkan Efek  Tapak  Lokal.  Dalam  Jurnal  Jurnal Meteorologi  dan  Geofisika,  Vol  3,  No.  2, Hal 131-137.
P3G,  1994,  Peta  geologi  lembar  Lombok  dan Sumbawa, Bandung
Pusat  Studi  Gempa  Nasional  (PuSGeN),  “Peta Sumber  dan  Bahaya  Gempa  Indonesia Tahun  2017”,  Puslitbang  Perumahan  dan Permukiman, Balitbang Kementerian PUPR,
2017.
Serway,  R.A,  Jewett,  J.W.  2009.  Fisika  Untuk Sains dan Teknik. Salemba Teknika: Jakarta. Telford, W.M. 1990. Applied Geophysics, William Murray  Telford,  W.  M.  Telford,  L.  P. Geldart,  R.  E.  Sheriff  -  Cambridge University Press: London.
Toushmalani,  Reza.  2010.  Application  of  Gravity
Method  in  Fault  Path  Detection.  Dalam Jurnal  Australian  Journal  of  Basic  and Applied Sciences, Vol. 4, No. 12 Hal. 6450- 6460.