Abstrak —Gempabumi adalah peristiwa bergetarnya bumi akibat pelepasan  energi  di  dalam  bumi  secara  tiba-tiba  yang  ditandai dengan  patahnya  lapisan  batuan  pada  kerak  bumi.  Akumulasi energi penyebab terjadinya  gempabumi  dihasilkan  dari pergerakan  lempeng-lempeng  tektonik.  Energi  yang  dihasilkan dipancarkan  kesegala  arah  berupa  gelombang  gempabumi sehingga  efeknya  dapat  dirasakan  sampai  ke  permukaan  bumi. Dikarenakan munculnya gempabumi secara tiba-tiba, maka tidak dapat  dihindari  adanya  kerugian  secara  materi  hingga  adanya korban jiwa. Akan tetapi saat ini hal tersebut bisa saja dihindari dikarenakan  saat  ini  sudah  ada  studi  yang  membahas  prekursor gempabumi.  Dengan  studi  ini  kita  dapat  mengetahui  kapan, dimana, dan seberapa besar magnitudo suatu gempabumi dengan menganalisis  anomali  magnetik.  Sehingga  secara  tidak  langsung dengan  mengetahui  anomali  magnetik,  magnitudo  suatu gempabumi dapat diketahui. Anomali magnetik dioalah sehingga menghasilkan  amplitudo  polarisasi  Z/H  yang  mana  amplitudo inilah  yang  akan  menjadi  salah  satu  variable  dalam  penentuan magnitudo  suatu  gempabumi.  Variabel  lain  yang  digunakan adalah  jarak hypocenter suatu  gempabumi  dengan  stasiun pengamatan  BMKG  yang  terletak  di  Kupang.  Didapatkan  hasil persamaan
magnitudo
dengan  nilai  error
selisih hasil ± 0.3 M.
Kata  Kunci —Gempabumi,  Prekursor  Gempabumi,  Polarisasi Z/H.

## I. PENDAHULUAN
EPERTI  yang  telah  diketahui  bahwa  permukaan  bumi selalu  bergerak.  Hal  ini  dikarenakan  adanya  peristiwa tektonik.  Pergerakan  permukaan  bumi  tidaklah  menentu sehingga  terkadang  terdapat  peristiwa  penumbukkan  antara satu  lempeng  dengan  lempeng  lainnya.  Hal  ini  lah  yang menyebabkan  terjadinya  gempa  bumi.  Selain  itu  pergerakan lempeng  juga  menyebabkan  stress  pada  batuan.  Batuan  yang terus  menerus  mendapat  stress  lama-lama  akan  patah  hal  ini terjadi apabila batas kemampuan batuan untuk menahan stress telah  terlampaui.  Patahan  inilah  yang  nantinya  akan  menjadi salah  satu  faktor  penyebab  terjadinya  gempa  bumi.  Dan patahan  ini  menyebabkan  material-material  dalam  batuan mengalami  perubahan,  misalnya  adanya  anomali  medan magnet, gravitasi, kandungan air, dan sifat radio aktif.
Dikarenakan  kemunculan  gempa  yang  secara  tiba-tiba, menyebabkan  kerugian  material  bahkan  hingga  dapat menghilangkan  nyawa.  Maka  dari  itu  hal  yang  diperlukan untuk menghindari hal-hal yang merugikan dibutuhkan adanya early warning systems agar masyarakat siap dan tau apa yang harus  dilakukan  untuk  menghindari  bencana  gempa  tersebut. Saat  ini  terdapat  teori  yang  sedang  dikembangkan  untuk mengetahui  kapan  terjadinya  suatu  gempa  bumi  dengan meneliti perubahan nilai kemagnitan batuan pada suatu daerah. Karena  seperti  yang  telah  saya  utarakan  sebelumnya  bahwa pergerakan  lempeng  dapat  menimbulkan  stress  yang mengakibatkan  terjadinya  suatu  patahan  yang  dapat  merubah material-material  batuan  termasuk  nilai  kemagnitan  suatu batuan.  Pada  penelitian  sebelumnya  dengan  menggunakan perubahan  nilai  kemagnitan  batuan  dapat  menentukan  waktu terjadinya gempabumi dengan kekuatan magnitudo > 5M. Oleh  karena  itu  penulis  ingin  membahas  tentang precursor gempa  bumi/prediksi  gempa  bumi .  Pada  studi  ini  penulis menggunakan metode magnet sebagai study tentang prekursor gempa bumi. Membahas mengenai seberapa besar gempa yang akan  terjadi  dan  waktu  terjadinya  dengan  menganalisis amplitudo  yang  didapat  dari  anomaly  medan  magnet  serta jarak hypocenter .  Karena  berdasarkan  hasil  monitoring sebelum gempa bumi terjadi memang ada beberapa tanda yang menunjukan  gejala  anomaly  tertentu,  salah  satunya  adalah anomaly  pada  nilai  medan  magnet.  Dan  data  yang  digunakan untuk  penelitian  ialah  data  pada  daerah  Kupang,  Nusa Tenggara Timur.

## II. TINJAUAN PUSTAKA

## A. Polarisasi Z/H
Metode polarisasi rasio sZ/zH digunakan untuk menentukan waktu  mula  (onset  time).  Komponen  Z  adalah  komponen vertikal  dalam  instrumen Magnetograph yang dapat merespon dengan baik aktifitas seismogenik, begitu juga sebaliknya pada komponen  H  (Horizontal)  dapat  merespon  dengan  baik aktivitas  geomagnet  global.  Penentuan  onset  time  dapat ditentukan  apabila  rasio  sZ/sH  melewati  batas  dari  standar deviasisinya, sehingga dapat ditentukan sebagai anomali emisi ULF.

## Penentuan Magnitudo Gempa Bumi Dengan Menganalisis Amplitudo Anomali Manetik Prekusor Gempa Bumi Dan Jarak Hypocenter
Adhitama Rachman, Amien Widodo, Juan Pandu GNR Departemen Teknik Geofisika, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : tama.rachman@gmail.com
S
JURNAL TEKNIK ITS Vol 6, No. 2 (2017), 2337-3520 (2301-928X Print)                                     C662

## B. Hubungan Gelombang Anomali ULF dengan Gempabumi
Saat ini diketahui terdapat  tiga model yang diketahui untuk mekanisme  generasi  gelombang  ULF  seperti  pada  gambar  1. [1]  dan  [2]  mempertimbangkan  model  pertama  berdasarkan microfracturing .  Sebelum  gempa  bumi  (EQ),  mereka  telah mengusulkan  agar  muatan dibuat di dinding bukaan retak dan gangguan  EM  dapat  dikaitkan  dengan  keadaan  relaksasi muatan.  Model  kedua,  diusulkan  oleh  [3],  menggambarkan pecahnya kompartemen tertutup dari sesar yang menghasilkan perubahan tekanan pori yang cepat dan aliran cairan yang tidak stabil  yang  berakibat pada generisasi sinyal magnetik transien dengan  efek  elektrokinetik.  [4][5][3].  Akhirnya,  model  ketiga untuk  mekanisme  pembangkitan  ULF  (selain  dari  emisi ULF) adalah  perubahan  konotivitas  geo-listrik  di  litosfer  di  zona fokus EQ, yang menyebabkan perubahan amplitudo gelombang elektromagnetik yang dipantulkan.
Gambar 1 . Tiga Model dari anomali ULF berasosiasi dengan gempa bumi.

## C. Gelombang  ULF  dan  Litosfer-Atmosfer-Ionosfer  (LAI) Coupling
Ada tiga jenis anomali gelombang ULF yang terkait dengan gempa  besar.  Dua  jenis  pertama  adalah  emisi  ULF  yang disebut,  yang  didorong  oleh  efek microfracturing dan elektrokinetik  di  wilayah  fokus  seismik.  Yang  ketiga  adalah perubahan  polarisasi  ULF  (dan power )  yang  disebabkan  oleh formasi  dari  daerah  konduktif  di  litosfer.  Di  sisi  lain, amplitudo  gelombang  ULF  diamati  di  lapangan  menunjukkan variasi  musiman,  waktu  setempat,  dan  latitudinal  [6],  yang merupakan fungsi parameter pada angin matahari, magnetosfer,  ionosfer,  dan  litosfer,  dan  Dapat  dinyatakan dalam persamaan berikut [7]:
(1)
Dimana A, B, f, dan   adalah amplitudo ULF yang diamati di  permukaan,  parameter  gelombang  sumber  pada  angin matahari  dan  /  atau  magnetosfer,  ketergantungan  waktu  lokal di  ionosfer,  dan  faktor penguat pada Litosfer, masing-masing. Faktor  penguat  untuk  emisi  ULF,  yaitu  model  pertama  dan kedua di Bagian 2, harus proporsional dengan besarnya gempa bumi dan berbanding terbalik dengan  jarak  antara observatorium dan pusat gempa bumi.
Gambar  2.  Elektromagnetik  coupling  dari  gelombang  ULF  di  plasmasfer- ionosfer-atmosfer-litosfer.
Gambar.  2.  menunjukkan  diagram  skematik  kopling elektromagnetik  gelombang  ULF  di  atmosfer  plasmasfer- ionosfer-atmosfir-litimeter di dekat ekuator pemukul magnetik. Medan  listrik  ( )  gelombang  ULF  eksternal  di  plasmasfer (yaitu,  daerah  MHD)  menimbulkan  arus  ionosfer  ( ),  yang menghasilkan  medan  magnet  ( )  di  tanah.  Medan  magnet kejadian ini menghasilkan arus yang diturunkan ( ) di bawah
tanah.  Arus  yang  diinduksi  juga  menghasilkan  medan  magnet tercermin  ( )  di  tanah.  Variasi  medan  magnet  total  di lapangan  menjadi .  Faktor  amplifikasi  dari Persamaan  (1)  sama  dengan  ( ) untuk  model  ketiga  di  Bagian  2.  Rasio  asal  ionosferal (kejadian )  terhadap  lithospheric  one  (tercermin ) adalah fungsi dari konduktivitas listrik ( , ) di ionosfer dan
litosfer  dan  gelombang  ULF  yang  menginduksi  periode  ( T ). Jika  konduktivitas  listrik  di  litosfer  tidak  terbatas,  medan magnet  yang  dipantulkan  sama  dengan  bidang  kejadian,  dan sebagai  hasilnya,  amplitudo  tingkat  latar  belakang  diukur  dua kali  dari  medan  magnet  kejadian  (Merzer  dan  Klemperer, 1997).

## III. METODOLOGI
Gambar 3. Skema Kerja Penelitian
JURNAL TEKNIK ITS Vol 6, No. 2 (2017), 2337-3520 (2301-928X Print)                                     C663

## IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Penentuan Prekursor Tiap Event Gempa
Dalam  penentuan  pekursor  tiap  event  gempa,  terdapat beberapa  analisis  yang  harus  dilakukan  terlebih  dahulu. Analisis  ini  dapat  dilakukan  apabila  sudah  ada  hasil pengolahan  data  magnetik  yang  didapat  dan  dihasilkannya amplitude  polarisasi  Z/H,  nilai  Azimuth,  dan  analisis Spektrum.
Analisis  pertama  adalah  pemilihan  nilai  azimuth  dengan data gempa yang diteliti, sebagai contoh penulis memilih satu event  gempa  untuk  diteliti  yaitu  event  gempa  pada  tanggal  5 januari  2017  (Gambar  4).    Dalam  pemlihan  azimuth  yang harus  diperhatikan  adalah  arah  serta  waktu  kapan  munculnya nilai  azimuth,  yang  mana  nilai  azimuth  yand  dapat  digunakan adalah  dalam  kurun  waktu  30  hari  sebelum event gempa terjadi,  sehingga  pemilihan  azimuth  dimulai  dari  tanggal  6 Desember  dan  harus  melebihi  dari  nilai  standar  deviasi  pada bulannya.  Penulis  memilih  4  azimuth  yang  sesuai  dengan ketiga kriteria tersebut yang dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 4. Peta titik event gempa 5 Januari 2017
Gambar 5. Azimuth 7 Desember (a), Azimuth 27 Desember (b), Azimuth 25 Desember (c), Azimuth 23 Desember (d)
Setelah dipilihnya azimuth, dilanjutkan dengan melihat data spektrum    azimuth  yang  telah  dipilih.  Apabila  data  spektrum
tersebut  kurang  baik  maka  akan  timbul  kemungkinan  adanya error dalam mengeluarkan nilai azimuth pada tanggal tersebut.

## Gambar 6. Data spektrum 7 Desember 2016
Dari Gambar 6. dapat dilihat bahwa data spektrum tanggal 7 Desember  tidak  baik  untuk  digunakan  sehingga  secara  tidak langsung azimuth pada tanggal 7 Desember tereleminasi.

## Gambar 7. Data spektrum 23 Desember 2016
Dari  Gambar  7.  dapat  dilihat  bahwa  data  spektrum  tanggal 23 Desember tidak ada masalah sehingga azimuth pada tanggal 23  Desember  dapat  diperhitungkan  sebagai  azimuth  untuk event gempa 5 Januari 2017.

## Gambar 8. Data spektrum 25 Desember 2016
Dari  Gambar  8.  dapat  dilihat  bahwa  data  spektrum  tanggal 25 Desember tidak baik untuk digunakan sehingga secara tidak langsung azimuth pada tanggal 25 Desember tereleminasi.

## Gambar 9. Data Spektrum 27 Desember 2016
Dari  Gambar  9.  dapat  dilihat  bahwa  data  spektrum  tanggal 23  Desember  terdapat  error  dari  pukul  00.00  hingga  kurang lebih  pukul  05.00.  apabila  nilai  azimuth  keluar  pada  rentan waktu  00.00  hingga  05.00,  nilai  azimuth  diabaikan. Dikarenakan  Azimuth  yang  digunakan  pada  tanggal  27
JURNAL TEKNIK ITS Vol 6, No. 2 (2017), 2337-3520 (2301-928X Print)                                     C664
Desember  ini  adalah  pukul  09.00,  tidak  masalah  untuk digunakan sehingga azimuth pada tanggal 27 Desember dapat diperhitungkan  sebagai  azimuth  untuk  event  gempa  5  Januari 2017.
Selanjutnya  nilai  polarisasi  Z/H  dari  azimuth  yang  dipilih dibandingkan  dengan data DST. DST dapat dikatakan adanya badai  magnetik  ketika  nilai  DST  melebihi  dari  -50. Dikarenakan  dari  grafik  DST  tidak  menunjukkan  adanya aktivitas  badai  magnetik  sehingga  kedua  azimuth  dapat digunakan sebagai prekursor. Akan tetapi, Setiap event gempa hanya  memiliki  1  prekursor.  Oleh  karena  itu,  untuk menentukannya  adalah  dengan  kembali  membandingkan azimuth  yang  sekiranya  paling  mengarah  ke  event  gempa. Penulis  pun  akhirnya  memilih  azimuth  pada  tanggal  23 Desember  yang  dijadikan  sebagai  prekursor  karena  dianggap paling mendekai titik event gempa (Gambar 11).
Gambar 10. Grafik DST Desember 2016
Gambar 11. Peta Event Gempa 5 Januari yang sudah dipasang Azimuth

## B. Penentuan Persamaan Magnitudo Gempabumi
Kini sudah diketahui prekursor gempabumi dari setiap event gempa yang diteliti, sehingga dapat ditentukan polarisasi Z/H, jarak hypocenter ,  dan  magnitudo  setiap  event  gempa  (Tabel 1).  Yang  mana  nilai  polarisasi  Z/H  bisa  didapatkan  dari pengolahan data, sedangkan jarak hypocenter serta magnitudo didapatkan  dari  data event gempabumi  yang  mana  dari  data event gempabumi  kita  dapat  mengetahui  kedalaman dan jarak epicenter kemudian dapat kita phytagoraskan untuk mendapatkkan jarak hypocenter.
Tabel 1. Nilai polarisasi Z/H, Hypocenter dan Magnitudo Event Z/H Hypo Mag 15-Nov 2.141 211.2091 4 21-Nov 2.207 188.7351 5 22-Nov 3.58 66.6403 4.3 22-Nov 2.961 68.76756 4.6
07-Des 2.236 179.5979 4.2 11-Des 3.39 131.8957 4 15-Des 3.39 129.6662 4 05-Jan 2.574 252.9877 4 20-Jan 2.574 209.0193 4.1 30-Jan 2.631 211.5217 4.3 21-Feb 2.167 200.2326 4 16-Mar 3.636 78.7376 4.1 18-Mar 4.261 97.7031 4.1 20-Mar 3.074 88.58431 4.4 22-Mar 3.212 91.86633 4.6 01-Apr 3.212 167.4148 4.4 15-Apr 8.648 268.7709 4.5
Data  pada  Tabel  1.  dianalisis  secara  statistik  untuk menentukan  persamaan  regresi  linier  magnitudo  gempabumi dengan  menggunakan  software  minitab.  Saat  diolah  pertama kali  dihasilkan  sebuah  persamaan  regresi  linier  akan  tetapi persamaan  tersebut  tidak  signifikan.  Persamaan  dapat dikatakan  signifian  apabila  P value dari  persamaan  tersebut mendekati nol dan tidak melebihi dari 0,05. Dikarenakan hasil persamaan  tidak  signifikan,  diolah  kembali  akan  tetapi dilakukan  penyeleksian  data  kembali  dengan  mengeleminasi data  yang  dianggap  tidak  selaras  dengan  data  lainnya  dengan melihat scatterplot seperti gambar 12.
Gambar 12. Scatterplot Z/H vs Magintudo dan Hypocenter vs Magnitudo
Setelah  diseleksi  didapatkan  9  data  yang  lanjut  ke pengolahan  untuk  mendapatkan  persamaan  regresi  linier magnitudo dan didapatkan persamaan sebagai berikut.
(2)
Akan  tetapi  meskipun  persamaan  tersebut  sudah  signifikan dengan  error  selisih  hasil  ±  0.3  M,  dikarenakan  ketika digunakan data M=5 hasil yang didapatkan sangatlah jauh dari M=5.  Hal  ini  dikarenakan  dalam  ditentukannya  persamaan, data yang digunakan hanya dalam lingkup M=4.
Hasil  ini  menunjukkan  bahwa  penggunaan  persamaan magnitudo  masih  belum  bisa  diterapkan  pada  daerah  Kupang dengan  nilai  magnitudo  diatas  4  M.  Namun  tidak  menutup kemungkinan  metode  ini  dapat  diterapkan,  hanya  saja  pada penelitian ini terhalang keterbatasan data sehingga tidak dapat dilanjutkan kembali.

## V. KESIMPULAN/RINGKASAN
Dari penelitian yang sudah dilakukan didapatkan kesimpulan sebagai berikut:
JURNAL TEKNIK ITS Vol 6, No. 2 (2017), 2337-3520 (2301-928X Print)                                     C665
1. Persamaan  dirasa  kurang  tepat  dikarenakan  tidak  dapat digunakan pada data magnitudo yang nilai M > 4.
2. Persamaan  magnitudo  gempabumi  masih  belum  bisa diterapkan  pada  daerah  Kupang  dengan  nilai  magnitudo diatas 4M

## DAFTAR PUSTAKA
[1] O.  A.  Molchanov  and  M.  Hayakawa,  “Generation  of  ULF electromagnetic emissions by microfracturing,” Geophys. Res. Lett. , vol. 22, no. 22, pp. 3091–3094, Nov. 1995.
[2] M.  Molchanov,  O.A.,  Kulchitsky,  A.V.,  Hayakawa,  “Inductive seismo-  electromagnetic  effect  in  relation  to  seismogenic  ULF emission.  In:  Hayakawa,  M.,  Molchanov,  O.A.  (Eds.),  Seismo
Electromagnetics  (Lithosphere-  Atmosphere-Ionosphere  Coupling,” TERRAPUB , pp. 153–162, 2002.
[3]
J.  .  Fenoglio,  M.A.,  Johnston,  M.J.S.,  Byerlee,  “Magnetic  and electric fields associated with changes in high pore pressure in fault zones: Application to the Loma Prieta ULF emissions,” pp. 12951–
12958, 1995. [4] S.  Mizutani,  H.,  Ishido,  T.,  Yokokura,  T.,  Ohnishi,  “Electrokinetic phenomena associated with earthquakes,” pp. 365–368, 1976.
[5] J.  .  Jouniaux,  L.,  Pozzi,  “Streaming  potential  and  permeability  of saturated  sandstones  under  triaxial  stress:  Consequences  for electrotelluric anomalies prior to EQs,” pp. 10197–10209, 1995.
[6] K.  Yumoto,  “Generation  and  propagation  mechanisms  of  low- latitude magnetic pulsations - A review,” pp. 79–105, 1986.
[7] H.  J.  Chi,  P.J.,  Russell,  C.T.,  Lee,  G.,  Hughes,  W.J.,  Singer,  “A synoptic  study  of  Pc  3,4  waves  using  the  Air  Force  Geophysics Laboratory magnetometer array,” pp. 13215–13224, 1996.