Aktivitas Gempabumi Tektonik di Yogyakarta Menjelang ... - BMKG

Aktivitas Gempabumi Tektonik di Yogyakarta Menjelang Erupsi Merapi 2010Daryono, S.Si.,M.Si.Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika (BMKG)E-mail: daryonobmg@gmail.comAbstrakTulisan ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara peningkatan aktivitas gempabumitektonik di DaerahYogyakarta dengan erupsi Merapi 2010. Data yang digunakan dalam penelitianini adalah parameter gempabumi di Dareah Yogyakarta dan sekitarnya selama periode Januarisampai November 2010 hasil pemantauan jejaring gempabumi Badan Meteorologi Klimatologidan Geofisika (BMKG). Hasil penelitian menunjukkan bahwa sembilan bulan sebelum letusanGunung Merapi 2010 terjadi peningkatan aktivitas seismik yang sangat signifikan di DaerahYogyakarta. Ada sekitar 23 kejadian gempabumi terjadi di zona sesar aktif yang berarahBaratdaya-Timurlaut di sebelah timur Graben Bantul, lima di antaranya merupakan gempabumidirasakan (felt earthquake) hingga menimbulkan kerusakan ringan. Aktivitas kegempaan regionalyang sangat aktif ini serta kondisi tektonik yang aktif dan kompleks menjadikan Merapi sebagaisalah satu gunungapi paling aktif di dunia.Kata kunci: Gempabumi tektonik, Yogyakarta, erupsi Merapi1. PendahuluanDaerah Yogyakarta merupakan bagian dari jalur gempabumi yang terbentang dari PulauSumatera, Jawa, Bali hingga Nusa Tenggara. Sebagai wilayah yang terletak di jalur gempabumi,kondisi fisiografi Daerah Yogyakarta sangat dipengaruni oleh aktivitas tumbukan lempeng Indo-Australia dengan lempeng Eurasia. Kondisi ini menjadikan Daerah Yogyakarta sebagai salah satukawasan dengan tingkat aktivitas seismik yang tinggi di Indonesia.Jika kegiatan gunungapi merupakan rangkaian kegiatan tektonik, maka tingginya aktivitas Merapitidak lepas dari tingginya aktivitas seismik dan kondisi tektonik regional. Hingga tahun 2010Merapi diperkirakan sudah mengalami erupsi besar yang tercatat sebanyak 84 kali. Rata-rataselang waktu erupsi periode pendek terjadi antara 2 hingga 5 tahun, sedangkan selang waktuerupsi periode menengah terjadi setiap 5 hingga 7 tahun. Namun demikian, Merapi juga pernahmengalami masa istirahat panjang selama lebih dari 30 tahun terutama pada masa awalpembentukannya.Berdasarkan catatan sejarah kegempaan, Daerah Yogyakarta sering mengalami gempabumimerusak. Dari seluruh gempabumi ini, seluruhnya memiliki episentrum yang relatif dekat denganMerapi. Jika menilik waktu terjadinya gempabumi, diantaranya bersamaan dengan saat erupsiMerapi. Tulisan ini bertujuan untuk mengetahui hubungan antara peningkatan aktivitasgempabumi di Daerah Yogyakarta dengan aktivitas Merapi.2. Tataan tektonikDaerah Yogyakarta berdekatan dengan zona subduksi lempeng Indo-Australia terhadap lempengEurasia (Hamilton, 1979). Pergerakan lempeng ini menimbulkan terbentuknya unsur-unsurtektonik yang merupakan ciri-ciri sistem subduksi, seperti Zona Benioff, palung laut, sebaransesar aktif dan gunungapi (Gambar 1) (Wagner et al., 2007). Selain rawan gempabumi akibataktivitas tumbukan lempeng, Daerah Yogyakarta rawan gempabumi akibat aktivitas beberapasesar lokal di daratan (Daryono, 2009). Struktur sesar terbentuk sebagai dampak desakanlempeng Indo-Australia pada bagian daratan Pulau Jawa. Beberapa sistem sesar yang didugamasih aktif adalah Sesar Opak, Sesar Oya, Sesar Dengkeng, Sesar Progo, serta sesar mikrolainnya yang belum teridentifikasi. Aktifnya dinamika penyusupan lempeng yang didukung olehPage 1 of 8

aktivitas sesar di daratan menyebabkan Daerah Yogyakarta menjadi salah satu daerah dengantingkat aktivitas kegempaan yang tinggi di Indonesia.Gambar 1. Penampang lintang seting tektonik zona subduksi Jawa (Wagner et al., 2007)3. Aktivitas Kegempaan (Seismisitas)Untuk mengungkap tingginya aktivitas gempabumi di Daerah Yogyakarta, perlu kajian aspekseismisitasnya (Gambar 2). Aktivitas seismisitas Daerah Yogyakarta tampak didominasi olehgempabumi dangkal (kedalaman kurang dari 60 kilometer) dan gempabumi menengah(kedalaman antara 60 - 300 kilometer). Gempabumi kategori ini disebabkan oleh aktivitassubduksi dangkal dan menengah serta aktivitas sesar di daratan Pulau Jawa. Aktivitas gempabumidangkal jika magnitudonya besar (M>6.0) dinilai berbahaya dan dapat menimbulkan kerusakan.Sebaran gempabumi dengan kedalaman menengah tampak terkonsentrasi di Samudera Indonesiadan daerah pesisir selatan Yogyakarta. Sebaran gempabumi kedalaman menengah ini dinilaikurang berbahaya, karena hiposenternya yang relatif dalam dan pengaruhnya terhadap permukaantidak terlalu signifikan. Gempabumi dalam dengan kedalaman di atas 300 kilometer dinilai tidakmembahayakan mengingat aktivitasnya yang sangat dalam (Daryono et al., 2009). Berdasarkankondisi seismisitas tersebut di atas, tampak bahwa zona selatan Pulau Jawa memang memilikitingkat aktivitas kegempaan yang cukup tinggi (Husein et al, 2008).Gambar 2. Peta seismisitas Pulau Jawa (Sumber: http://www.usgs.gov)Page 2 of 8

4. Sejarah gempabumiBerdasarkan catatan sejarah kegempaan Jawa antara tahun 1840 hingga 2010, Daerah Yogyakartamengalami gempabumi merusak lebih dari 13 kali (Gambar 3). Gempabumi yang pertamakalitercatat adalah Gempabumi Purworejo (1840). Menurut Newcomb & McCann (1987) gempabumiini terjadi pada tanggal 4 Januari 1840. Daerah yang mengalami kerusakan meliputi Kebumen,Purworejo, Bantul, Salatiga, Demak, Semarang, Kendal, dan Banjarnegara.Selanjutnya adalah gempabumi besar pada tanggal 10 Juni 1867 menyebabkan 372 rumah robohdan 5 orang meninggal (Newcomb & McCann, 1987). Getaran gempabumi ini terasa hinggaKlaten, Salatiga, Surakarta, dan Sragen. Gempabumi besar juga terjadi pada tanggal 23 Juli 1943.Kota-kota yang mengalami kerusakan adalah Cilacap, Tegal, Purwokerto, Kebumen, Purworejo,Bantul, dan Pacitan. Korban meninggal sebanyak 213 orang, sedangkan korban luka mencapai2.096 jiwa (Bemmelen, 1949). Terakhir adalah Gempabumi pada tanggal 27 Mei 2006. Meskipunkekuatan gempabumi ini relatif kecil (M=6.4), namun mengakibatkan lebih dari 6000 korbanmeninggal (Walter et al., 2008).Gambar 3. Distribusi episenter gempabumi kuat periode 1840 – 2006 (Husein et al, 2008)5. Hubungan Gempabumi-VulkanismeJika mengamati peta vulkanisme global, tampak bahwa jalur sabuk gunungapi duniaberdampingan dengan jalur gempabumi. Pada beberapa kasus kejadian erupsi gunungapi di dunia,tampak setelah terjadi gempabumi kuat banyak terjadi erupsi gunungapi yang loksinyaberdekatan dekat dengan episenter gempabumi.Adanya kaitan antara aktivitas gunungapi dengan aktivitas gempabumi tektonik telah dilaporkanterjadi di berbagai kawasan seismik aktif. Gempabumi Liwa 1932 dan 1994 dilaporkan telahmeningkatkan kegiatan vulkanik di Suoh, Lampung Barat, sementara Gempabumi Nias 2005 jugatelah memicu aktifnya Gunung Talang. Di luar negeri juga dilaporkan beberapa kasus serupa.Gempabumi Landers 1992 juga dilaporkan memicu kegiatan vulkanisme di beberapa tempat diCalifornia. Di Filipina Gunung Pinatubo yang sudah tidak aktif selama hampir 500 tahun, meletusdahsyat setelah dipicu Gempabumi Luzon 1990. Kejadian serupa juga terjadi pada kasusGempabumi Kamchatka 1923, Gempabumi Chili 1960, dan Gempabumi Guatemala 1902(Gambar 4).Page 3 of 8

Gambar 4. Beberapa kasus gempabumi diikuti erupsi gunungapi (Eggert & Walter, 2009)Eggert & Walter (2009) dalam penelitiannya mengenai aktivitas erupsi gunungapi sebelum dansesudah gempabumi tektonik kuat menggunakan ribuan data global gempabumi yang memicuaktivitas erupsi gunungapi. Hasil penelitian diperoleh kesimpulan bahwa aktivitas erupsigunungapi lebih sering terjadi pada gunungapi yang lokasinya berdekatan dengan zona seismikaktif (Gambar 5)Gambar 5. Aktivitas erupsi gunungapi lebih sering terjadi pada gunungapi yang lokasinyaberdekatan dengan zona seismik aktif (Eggert & Walter, 2009)6. Aktivitas MerapiJika aktivitas vulkanisme merupakan bagian dari rangkaian kegiatan tektonik, maka tingginyaaktivitas Merapi tidak lepas dari pengaruh tingginya aktivitas seismik di Yogyakarta dansekitarnya. Keberadaan dapur magma Merapi yang berdekatan dengan zona seismik aktif,menyebabkan fluida di dapur magma menjadi labil karena terus menerus mendapat pukulan dantekanan dari getaran gempabumi yang seringkali terjadi.Penelitian yang dilakukan oleh Walter et al. (2007) menunjukkan adanya sebuah hubungan antaraerupsi Merapi 2001 dan 2006 dengan peristiwa gempabumi tektonik yang terjadi sebelumnya.Dalam penelitian ini Walter et al. (2007) membangun sebuah model untuk melihat besarnyaperpindahan tegangan antara peristiwa gempabumi tektonik yang terjadi dan kegiatan Merapi.Page 4 of 8

Hasil penelitian menunjukkan bahwa aktivitas Merapi sangat dipengaruhi oleh adanya perubahantegangan kerak bumi terkait dengan aktivitas gempabumi tektonik yang terjadi di dekatnya.Terjadinya gempabumi tektonik di sekitar Merapi terbukti telah meningkatkan ekstrusi magmadan guguran material piroklastik Merapi (Gambar 6).Gambar 6. (A) Gempabumi Yogyakarta 2001 (M=6.3) memicu peningkatan panas solfataraMerapi, (B) Gempabumi Yogyakarta 2006 (M=6.3) memicu guguran piroklastik (Walter et al.,2007)Magma yang terus menerus mendapat tekanan ini menyebabkan dapur magma penuh danbergerak naik. Magma baru yang naik ke permukaan ini akan memicu lebih banyak lagi magmayang naik ke atas sehingga Merapi menjadi kian aktif. Inilah salah satu faktor yang menyebabkanGunung Merapi menjadi salah satu gunungapi paling aktif karena segmen busur Jawa di bawahMerapi lebih aktif dibanding segmen di busur Jawa lainnya.Jika kegiatan gunungapi merupakan rangkaian kegiatan tektonik, maka tingginya aktivitas Merapitidak lepas dari tingginya tingkat aktivitas kegempaan tektonik di zona ini. Sembilan bulanmenjelang terjadinya letusan dahsyat Merapi, Daerah Yogyakarta telah mengalami peningkatankegiatan seismik yang yang luar biasa pesat. Ada sekitar 23 gempabumi terjadi di zona sesarberarah Baratdaya-Timurlaut di sebelah timur Graben Bantul, lima di antaranya merupakangempabumi dirasakan hingga menimbulkan kerusakan ringan (Gambar 7).Gambar 7. Kondisi seismisitas Daerah Yogyakarta periode Januari-November 2010Page 5 of 8

Dalam rentang waktu hanya tiga bulan sejak Agustus 2010, Daerah Yogyakarta sudah diguncangenam kali gempabumi tektonik. Gempabumi yang mengguncang Daerah Yogyakarta dansekitarnya pada akhir-akhir ini adalah gempabumi tanggal 21 Agustus 2010 (magnitudo 5.0 SkalaRichter), 3 September 2010 (magnitudo 5.0 Skala Richter), 11Oktober 2010 (magnitudo 3.9Skala Richter), 28 Oktober 2010 (magnitudo 4.0 Skala Richter), dan 28 Oktober 2010 (magnitudo3.2 Skala Richter).Gambar 8. Erupsi Merapi 2010 diawali dengan peningkatan signifikan jumlah komulatif kejadianGempabumi tektonik di YogyakartaSeluruh peristiwa gempabumi ini memiliki episetrum di selatan Gunung Merapi tepatnya disebelah timur Sesar Opak. Selain gempabumi yang bersumber di selatan Merapi, juga terdapatperistiwa gempabumi di utara Merapi, yaitu Gempabumi Magelang tanggal 2 September(magnitudo 3.1 Skala Richter). Gempabumi ini dirasakan hingga Salatiga, Ambarawa, Banyubirudan Ungaran. Seluruh data kejadian gempabumi tertonik di Yogyakarta dan sekitarnyamenunjukkan sebuah tren jumlah komulatif kejadian gempabumi tektonik yang semakinmeningkat sejak Januari 2010 (Gambar 8).Fenomena meningkatnya erupsi Merapi yang didahului aktivitas komulatif gempabumi tektonikini sangat mirip dengan apa yang terjadi pada erupsi serempak Gunungapi Karimsky danAkademia Nauk (1996) di Semenanjung Kamchatka, Rusia (Gambar 9). Sebuah gempabumi kuatterjadi di Kamchatka di awal Januari 1996 yang lokasinya di jalur zona sesar aktif berarahBaratdaya-Timurlaut. Hanya dalam tempo dua hari pasca Gempabumi Kamchatka (Mw 7.1),dalam jarak sekitar 10-20 kilometer dari pusat gempabumi sebuah letusan serempak menyusulterjadi pada kedua gunungapi ini (Walter 2007).Gambar 9. Gunungapi Karimsky dan Akademia Nauk di Kamchatka, Rusia mengalami erupsiserempak setelah terjadi peningkatan aktivitas seismik di sekitarnya (Walter, 2007).Page 6 of 8

Tingginya aktivitas Merapi selain disebabkan oleh aktivitas seismik, tampaknya juga dipengaruhilokasinya yang terletak pada perpotongan dua sistem sesar lokal. Kedua sesar yang salingberpotongan menurut Bemmelen (1970) ini adalah sistem sesar yang membujur dalam arah utaraselatan(transverse fault) yang membentuk kompleks jalur Gunung Merapi, Gunung Merbabu,dan Gunung Ungaran, dengan sistem sesar berarah barat-timur yang sebut sebagai ”Sesar Simo”.Karena lokasi Merapi yang terletak di zona perpotongan sesar inilah diduga jalan keluar bagimagma menjadi lebih mudah. Keberadaan interseksi sesar tepat pada kerucut merapi ini sangatunik dan menjadi salahsatu faktor pembeda tingkat aktivitas antara Gunung Merapi dan tetanggasebelahnya, yaitu Gunung Merbabu.7. Teka-Teki GempabumiTimbul banyak tanda tanya dibenak warga terkait meningkatnya aktivitas gempabumi diYogyakarta akhir-akhir ini. Fenomena apakah yang sedang terjadi dibalik sangat aktifnya kondisitektonik Yogyakarta ini? Yang pasti peristiwa gempabumi di Yogyakarta selama ini diakibatkanoleh aktivitas sesar aktif. Ini di dasarkan kepada data kedalaman hiposenternya yang kurang dari15 kilometer. Jika ditinjau dari pola sebaran seismisitasnya yang membentuk sebuah klastermemanjang mencerminkan adanya sebuah aktivitas sesar.Jika dikaitkan dengan aftershocks menurut Walter et al., (2007) dan Tsuji et al. (2009), tampakada korelasi spasial antara data aftershocks 2006 dengan seismisitas saat ini. Klaster aftershocksmenurut kedua peneliti ini sama-sama memiliki pola kelurusan berarah baratdaya-timurlaut disebelah timur depresi Bantul. Kelurusan ini merupakan indikasi kuat adanya fenomena sesar aktifdi “segmen utara”. Sedangkan aktivitas kegempaan akhir-akhir ini cenderung terletak di “segmenselatan” (Gambar 10).Gabungan antara data aftershocks 2006 dengan data gempabumi terakhir semakin mengokohkandugaan eksistensi sesar aktif di sebelah timur Sesar Opak. Jika melihat data sebaran episenterterbaru yang terkonsentrasi di sebelah selatan aftershocks 2006, bisa jadi gempabumi kecil yangsering mengguncang Yogyakarta akhir-akhir ini merupakan manifestasi pelepasan teganganlitosfir di “segmen selatan” yang belum seluruhnya terlepas saat gempabumi 2006.Sepatutnya kita tidak boleh memandang remeh rentetan aktivitas gempabumi dengan magnitudokecil semacam ini. Belajar dari ilmuwan Cina yang melakukan pemantauan urutan gempabumikecil, akhirnya mereka dapat menyelamatkan sekitar 100.000 jiwa penduduk Haicheng padaperistiwa Gempabumi Haicheng 1975.Gambar 10. Korelasi spasial aftershocks dan aktivitas seismik daerah Yogyakarta terkiniPage 7 of 8

KesimpulanGunung Merapi mengalami erupsi dahsyat setelah terjadi peningkatan aktivitas gempabumi yangluar biasa pesat pada zona sesar aktif yang berjarak sekitar 40-50 kilometer. Tingginya tingkatseismisitas regional, kondisi tektonik yang aktif dan kompleks serta lokasi Merapi yang terletakpada zona interseksi sesar akan menjadikan Merapi sebagai salah satu gunungapi paling aktif didunia. Tingginya aktivitas seismik di Daerah Yogyakarta akhir-akhir ini merupakan cerminandari masih tingginya tegangan kerak bumi yang masih tersimpan pada “segmen selatan” dari zonasesar aktif di sebelah timur Graben Bantul.Daftar PustakaBemmelen, R.W. Van, 1949, The Geology of Indonesia. Government Printing Office, The Hague,p.732.Daryono, 2009, Local Site effect of Graben Bantul Using Microtremor Measurement,Proceedings of International Conference Earth Science and Technology, Department ofGeological Engineering, Gadjah Mada University.Eggert, S.,T. R. Walter, 2009,Volcanic activity before and after large tectonic earthquakes:Observations and statistical significance, Tectonophysics xxx (2009) xxx–xxx.Hamilton, W., 1988. Plate tectonics and island arcs, Geol. Soc. Am. Bull.,100, 1503–1527.Husein, S., Subagyo P., Myo T., Tun N., and Jaya M.,2008, A Short Note on the Seismic Historyof Yogyakarta Prior to the May 27, 2006 Earthquake. The Yogyakarta Earthquake of May27, 2006. Star Publishing Company Inc.Newcomb, K.R. and McCann, W.R., Seismic History and Seismotectonic of the Sunda Arc.Journal of Geophysical Research, Vol. 92, no. B1 pp 421-439. American GeophysicalUnion.Walter, T.R., 2007, How a tectonic earthquake may wake up volcanoes: Stress transfer during the1996 earthquake–eruption sequence at the Karymsky Volcanic Group, Kamchatka, Earth andPlanetary Science Letters 264 (2007) 347–359.Wagner, D., I. Koulakov,W. Rabbel, B.G. Luehr, A. Wittwer, H. Kopp, M. Bohm, G. Asch andthe MERAMEX Scientists, 2007, Joint inversion of active and passive seismic data inCentral Java, Geophys. J. Int. (2007) 170, 923–932.Walter, T.R., Wang, M. Zimmer, H. Grosser, B. Luehr, and A. Ratdomopurbo, 2007, Volcanicactivity influenced by tectonic earthquakes: Static and dynamic stress triggering at Mt.Merapi, Geoph. Research Leters, Vol. 34, L05304.Walter, T.R., B.G. Luehr, R. Wang, M. Sobiesiak, H. Grosser, H.U. Wetzel, C. Milkereit, J.Zschau, J. Wassermann, P.J. Prih Harjadi and Kirbani S. B., 2008, The 26 May 2006 6.4Yogyakarta Earthquake South of Mt. Merapi Volcano: Did Lahar Deposits Amplify GroundShaking and thus Lead to Disaster?, Geochemistry, Geophysics, Geosystems, An ElectronicJournal of the Earth System.Page 8 of 8