Gambar 1. Pengambilan data dari website www.webdc.eu.
Abstrak—  Pada  penelitian  membahas  tentang  momen  tensor dan  pola  bidang  patahan  yang  didapat  dari  focal  mechanism gempa  di  selatan  Pulau  Sumatera  Indonesia  menempati  zona tektonik  yang  sangat  aktif  karena  tiga  lempeng  besar  dunia  dan sembilan  lempeng  kecil  lainnya  saling  bertemu  di  wilayah Indonesia,    gempa-gempa  yang  terjadi  di  Pulau  Sumatera merupakan  implikasi  geodinamika  dari  deformasi  aktif  di  sekitar Sunda  dan  Java  trench,  dalam  menentukan  momen  tensor  dan focal  mechanism-nya  menggunakan  program  ISOLA-GUI.  Data yang digunakan dalam penelitian ini mempunyai magnituda lebih dari  sama  dengan  5.5  Skala  Ritcher.  Dari  hasil  penelitian didapatkan  bahwa  berdasarkan  pengolahan  data  gempa  yang diakibatkan  oleh  Sesar  Mentawai  mempunyai  pola  sesar  reverse fault  dan  pola  sesar  dip-slip.  Dalam  penelitian  ini  didapatkan besar  rentang  momen  tensor  untuk  masing-masing  komponennya sebesar M 11 =2.531 exp15  sampai 0.205 exp18, M 22 = 3.495 exp15 sampai 0.337 exp18, M 33 = 0.964 exp15 sampai 0.131 exp18, M 31 = 0.544 exp15 sampai 5.174 exp18,  M 32 = 1.107 exp15 sampai 4.113 exp18,  dan  M 12 =  1.140  exp15  sampai  0.430  exp18  dan  besar  slip rata-rata adalah 274.71 meter.
Kata  Kunci—Moment  tensor,  Focal  Mechanism,  reverse  fault, dip slip.

## I. PENDAHULUAN
ndonesia menempati  zona tektonik yang sangat aktif karena tiga  lempeng  besar  dunia  dan  sembilan  lempeng  kecil lainnya  saling  bertemu  di  wilayah  Indonesia    dan  membentuk jalur-jalur pertemuan lempeng yang kompleks [1]. Keberadaan interaksi  antar  lempeng-lempeng  ini  menempatkan  wilayah Indonesia  sebagai wilayah yang sangat rawan terhadap gempa bumi.  Gempa-gempa  bumi  yang  terjadi  di  Pulau  Sumatera merupakan  implikasi  geodinamika  dari  deformasi  aktif  di sekitar  Sunda  dan  Java  trench  [2].  Kejadian  gempa  yang terjadi didekat batas pertemuan antara lempeng  samudra  yang menujam  masuk  ke  bawah  lempeng  benua  diklasifikasikan sebagai zona subduksi. Zona subduksi Sumatra terbentang dari Selat  Sunda  ke  arah  utara  hingga  laut  Andaman.  Pada penelitian ini penulis menggunakan data gempa yang terjadi di wilayah  selatan  Pulau  Sumatera  yang  secara  administrasi terbagi ke dalam tiga provinsi yaitu Sumatera Selatan, Bandar Lampung dan Bengkulu.
Terletak di zona tektonik yang sangat aktif ber akibat dari aktivitas tektonik yang banyak, selain karena berada pada zona  subduksi  di  Pulau  sumatera  juga  terdapat  sesar  yang membentang  dari    Sumatera  Utara  sampai  Sumatera  Selatan yang dinamakan SFZ (Sumatran Fault Zone)[3].
Untuk  mengetahui  pola  bidang  sesarnya  ditentukan  dari focal  mechanism  yang  didapat  dari  penentuan  momen  tensor dari  bidang  sesar  akibat  gempa  yang  terjadi  serta  besar  slip dari sesar. Dalam hal ini akan digunakan informasi data gempa yang  terjadi  di  wilayah  selatan  Pulau  Sumatera  pada  tahun 2011-2014.

## II. METODOLOGI PENELITIAN

## A. Pengambilan Data
Data  yang digunakan  adalah  data  event  gempa  yang terjadi diwilayah  selatan  Pulau  Sumatera  pada  tahun  2011-2014 dengan  magnituda  lebih  dari  sama  dengan  5.5  SR.  Data tersebut  didapatkan  dari  www.webdc.eu,  website  dari  GFZ yang menyediakan data gempa lokal.

## B. Pengolahan Data
Tahapan awal setelah mendapatkan data yang disediakan di webdc  adalah  merubah  format  data.    Data  dari  webdc  dalam
format  seed  yang  dirubah  ke  dalam  format  SAC  untuk  diolah pada  program  ISOLA-GUI.  Untuk  merubah  format  dari  seed ke SAC menggunakan program rdseed
Data yang didapatkan dari GFZ dalam format seed. Dirubah kedalam  format  SAC  yang  akan  digunakan  dalam  program

## Analisa Pola Bidang Sesar pada Zona Subduksi di Wilayah Selatan Pulau Sumatera dari Event Gempa pada Tahun 2011-2014
Riski Salim dan Bagus Jaya Santosa Jurusan Fisika, FMIPA, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111 Indonesia e-mail: bjs@physics.its.ac.id
I
Tabel 1.
Model Bumi Haslinger-Santosa (H-S) No V p (km/s) Kedalaman (km) V s (km/s) Massa Jenis (g/cm 3 ) 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
Tabel 2.
Momen tensor untuk gempa di wilayah selatan Pulau Sumatera
Event
M rr =M 33 M tt =M 11 M pp =M 22 M rt =M 31 M rp =M 32 M tp =M 12 exp 2011-01-02 5.920 -4.181 -1.739 4.274 -1.138 -0.049 17 2012-09-14 0.095 0.007 -0.102 5.174 -4.113 0.166 18 2013-07-06 0.131 0.205 -0.337 2.586 -1.252 0.430 18 2014-04-03 3.519 -1.670 -1.849 1.332 -2.187 0.279 17 2011-10-30 9.176 -4.336 -4.810 3.762 -0.536 2.292 16 2011-01-17 0.964 2.531 -3.495 0.544 -1.107 -1.140 15
(a) (b)
Gambar 2. (a) Orientasi bidang patahan (hijau). (b) Bentuk beach ball dari pola bidang  sesar,  reverse  fault.  untuk  gempa  tanggal  02/01/2011  pada  pukul 15:19:32 WIB.
Tabel 3. Bidang sesar dan auxiliary plane untuk masing-masing event Event Plane I Plane II Strike Dip Rake Strike Dip Rake 2011-01-02 95 65 98 256 26 73 2012-09-14 128 89 89 218 1 0 2013-07-06 15 10 169 116 88 81 2014-04-03 148 66 91 325 24 88 2011-10-30 124 56 78 325 35 107 2011-01-17 148 84 24 55 67 173
Gambar  3.  Hasil  fitting  kurva  displacement  dari  data  event  gempa  tanggal 02/01/2011 pada pukul 15:19:32 WIB. (ISOLA-GUI)
ISOLA-GUI  untuk  menentukan  momen  tensor  dan  focal mechanism[4]. Dalam pengolahan data diperlukan model bumi dan  dalam  penelitian  ini  menggunakan  model  bumi  seperti pada  tabel  1.  Dalam  penelitian  ini  digunakan  model  bumi Heslinger-Santosa (H-S) [5].

## C. Perhitungan Slip
Dalam menentukan besar moment seismik (M 0 ) dengan nilai magnituda  gempa  lokal  sebesar  3  hingga  6,5  SR menggunakan dapat persamaan[3]
Dengan menyatakan  besar  magnituda  gempa  lokal. Sedangkan  menurut  Aki  dalam  Leonard  [6]  besar  momen seismik dapat ditentukan menggunakan persamaan,
Konstanta menyatakan  koefisien  rigiditas  dari  batuan lapisan, adalah  besar  average  slip  dari  sesar, adalah panjang dari sesar dan menyatakan besar lebar dari sesar. Leonard [6] pun menyatakan bahwa untuk menentukan besar momen  seismik  dapat  ditentukan  dengan  menggunakan persamaan,
Dengan dan adalah  konstanta  dengan  nilai masing-masing  adalah  17.5  dan  3.9x10 -5 .  Dari  persamaan  3 dapat  dicari    dengan  mensubsitusi dari  persamaan  1. Untuk mendapatkan besar , Leonard [6]  juga mengusulkan bahwa untuk mendapatkannya menggunakan persamaan,

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Hasil
Besar  momen  tensor  dari  masing-masing  event  gempa sebagai berikut,

## B. Pembahasan
Kurva  pada  gambar  3  yang  berwarna  merah  adalah  kurva estimasi  dari  Fungsi  Green  dan  kurva  berwarna  hitam  adalah kurva  dari  data  seismogram.  Besar  kecocokan  kurva ditentukan oleh varian reduksinya [7]. Nilai satu menunjukkan bahwa  kurva  hasil  fitting  berimpit  penuh  sedangkan  nilai varian  reduksinya  nol  maka  ketidak cocokannya sangat besar, dapat  dikatakan  bahwa  perbedaan  kurvanya  sangat  jauh berbeda.
Dari masing-masing event gempa varian reduksinya berkisar mulai  dari  0.60  sampai  0.83. Varian reduksi ini ditentukan oleh  besar  filtering  yang  dilakukan  dalam  proses  inversi. Inversi  yang  digunakan  dalam  program  ISOLA-GUI  ini adalah  Deviatoric  Moment  Tensor  Inversion  yang menghitung  proses  inversi  untuk  komponen  5  komponen dasar  momen  tensor  serta  menggunakan  DC  (Double Couple)  dan  CLVD  (Compensated  Linier  Vector  Dipole) yang  mana  inversi  ini  menurut  Sokos  dan  Zahrandik merupakan  metode  inversi  yang  paling  bagus  dalam program ISOLA-GUI [7].
Gambar 4. Persebaran beach ball dari enam evenet gempa
Beach  ball  hasil  pengolahan  data  dengan  beach  ball  yang didapatkan dari global CMT terdapat hasil yang berbeda, hasil yang  berbeda  tersebut  pada  event gempa  pada  tanggal  17-01- 2011,  berdasarkan  hasil  pengolahan  data  pola  bidang  sesar diketahui adalah strike slip namun beach ball yang didapatkan dari global CMT menunjukan bahwa pola bidang sesar adalah reverse,  perbedaan  ini  diduga  dikarenakan  input  data  yang berbeda walaupun tidak teralu besar perbedaaannya. Input data tersebut adalah input data mengenai kedalaman centroid, pada hasil  pengolahan  data  yang  didapat  dari  webdc  informasi kedalaman centroid adalah 24 km sedangkan dari Global CMT adalah 32.3 km.
Ketidakcocokan kurb=va dipengaruhi selain karena dipengaruhi  oleh  proses  inversi  juga  dipengaruhi  oleh medium(elastik  dan  tidak  elastiknya)  yang  dilewati  oleh gelombang  gempa  [8].  Fungsi  Green  menggambarkan  sinyal yang  akan  terekam  oleh  seismograf  sehingga  dari  Fungsi Green ini didapatkan sebuah model dari sinyal. Dari model ini diperbandingkan dengan hasil rekaman seismogram
sebenarnya.  Dari  hasil memperbandingkan ini dapat diketahui ketidakcocokannya.
Pola  bidang  sesar  yang  terbentuk  didaerah  sekitar  zona
subduksi  adalah  dip-slip,  hal  ini  sesuai  dengan  penelitian sebelumnya  bahwa  untuk  lokasi  yang  berada  pada  zona subduksi  mempunyai  pola  bidang  sesar  dip-slip  yang mempunyai pengaruh lebih besar dalam menimbulkan sumber gempa  yang  mempunyai  magnituda  yang  besar  [3]. Madrinovella  dkk  pun  menyebutkan  bahwa  batas  lempeng yang konvergen pada dua lempeng yang rigid antara Lempeng Eurasia dan Indo-Australia menimbulkan pola bidang sesarnya berbentuk  dip-slip  yang  terjadi  di  sepanjang  zona  subduksi Sumatera (megathrust)[9].
Secara  geologi,  hal  ini  terjadi  akibat  dari  penunjaman samudera  (bagian  dari  Lempeng  Eurasia).  Lempeng  Indo- Australia  bergerak  ke  arah  utara-timur  laut  dan  mendorong Iempeng  Eurasia  dengan  kecepatan  5  cm/tahun  [9],  bergerak 2.7 cm/tahun [10]. Sedangkan Indo-Australia sendiri bergerak 60  mm/tahun  [3].  Minister  dan  Jordan  mengatakan  sepanjang zona  subduksi  sunda  trench  Lempeng  Indo-Australia menunjam  dibawah  Lempeng  Eurasia  yang  bergerak  dengan rata-rata 75 m/tahun [1].
Bentuk  focal  mechanism  dari  masing-masing  event menunjukkan pola bidang sesar reverse fault dan dip-slip fault. Bentuk  pola  ini  dipengaruhi  oleh  kondisi  geologi  regional pulau  Sumatera.  Wilayah  selatan  pulau  Sumatera  diketahui terdapat  zona  sesar  Sumatera  yang  dikenal  sebagai  sesar Semangko  yang  membelah  pulau  Sumatera  menjadi  dua bagian, sesar ini membentang di sepanjang Bukit Barisan dari Teluk  Semangko  di  Selat  Sunda  hingga  wilayah  utara  Aceh, selain sesar Semangko [5] wilayah selatan pulau Sumatera pun terdapat lempeng India-Australia menyusup di bawah lempeng Eurasia  dengan  arah  yang  miring  sekitar  40-45 o .  Penunjaman miring  tersebut  mengakibatkan  terbentuknya  SFZ,  yaitu  suatu zona sesar geser menganan, yang memanjang dari ujung utara hingga  ujung  selatan  Pulau  Sumatera  hal  ini  berbeda  dengan penyusupan  lempeng  India  Australia  di  bawah  lempeng Eurasia yang terjadi sepanjang lepas pantai selatan Pulau Jawa yang  menyusup  dengan  arah  normal  sehingga  tidak  terbentuk suatu zona sesar seperti yang ada di Pulau Sumatera selain itu
Tabel 4. Perbandingan beach ball penelitian dengan katalog
Tanggal event Penelitian Katalog GlobalCMT 2011-01-
02 2012-09- 14 2013-07- 06 2014-04- 03
2011-10- 30 2011-01- 17
juga  Peta  batimetri  Selat  Sunda,  antara  Jawa  dan  Sumatera menunjukan  bahwa  bagian  selatan  dari  sesar  Sumatera dikaitkan dengan dua garis sesar yang menonjol didasar laut.

## KESIMPULAN/RINGKASAN
Dari  penelitian  didapatkann  besar  rentang  momen  tensor untuk masing-masing komponennya sebesar M 11 =2.531 exp15 sampai 0.205 exp18, M 22 = 3.495 exp15 sampai 0.337 exp18, M 33 =  0.964  exp15  sampai  0.131  exp18,  M 31 =  0.544  exp15 sampai 5.174 exp18,  M 32 = 1.107 exp15 sampai 4.113 exp18, dan M 12 = 1.140 exp15 sampai 0.430 exp18. Sedangkan untuk besar slip rata-rata dari event gempa diselatan Pulau Sumatera pada tahun 2011-2014 274.71 meter.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Prof. Dr. rer. nat. Bagus  Jaya  Sanosa,  S.U  atas  bimbingannya  selama  penulis melakukan tugas akhir.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Bird,  P.,  (2003),  An  updated  digital  model  of  plate  boundaries: Geochemistry,  Geophysics,  Geosystems,  v.  4,  no.  3,  1027, doi:10.1029/2001GC000252 .
[2] Yeats  R,  Sieh,  K,  and  allen,  C.,  1997.  The  geology  of
Earthquakes, 568 pp., Oxford Univ., Press, New York.
[3] Madlazim,  Santosa,  B.  J.,  2010.  Seismic  moment  tensors  of padang  20090930  and  Jambi  20091001  Events  in  Jambi  using Three  Component  Local  Waveforms:  Identification  of  the  Active Fault Plane. Indonesian Jurnal of Physics Vol 21 No. 4.
[4] Sokos,  E.  N.,  Zahrandik,  J.,  2008.    ISOLA a  Fortran  code  and  a Matlab GUI to perform multiple-point source inversion of seismic data. Computers and Geoscience 34. 967-977.
[5] Madlazim.  2011.  Estimasi  CMT,  Bidang  Sesar  dan  Durasi Rupture  Gempa  Bumi  di  Sumatera  serta  Kemungkinan Penerapannya  untuk  Sistem  Peringatan  Dini  Tsunami.  Disertasi Jurusan Fisika FMIPA ITS Surabaya.
[6] Leonard,  M.,  2010.  Earthquake  Fault  Scaling:  Self-Consistent Relating  of  Rupture  Length,  Width,  Average  Displacement,  and Moment  Release.  Bulletin  of  the  Seismological  Society  of America, Vol. 100, No. 5A, pp. 1971-1988.
[7] Sokos,  E.  N.,  Zahrandik,  J.,    2009.  A  Matlab  GUI  for  use  with ISOLA Fortran codes. User's Guide.
[8] Stein,  S.,  Wysession,  M.,  2003.  An  Introduction  to  Seismology, Earthquakes, and Earth Structure. Oxford : Blackwell Publishing
Ltd.
[9] Mardrinovella,  I.,  Widiyantoro,  S.,  Irwan,  M.,  2011.  Relokasi Hiposenter  Gempa  Padang  30  September  2009  Menggunakan
Metode Double Difference. JTM Vol.XVIII No. 1.
[10] Prasetya, Tiar., 2006. Gempa Bumi; Ciri dan Cara Menanggulanginya. Yogyakarta : GITANAGARI.