Gedung Kantor BPKB Yogyakarta
yang roboh miring diguncang
gempa. Foto: Danny Hilman N.

Misteri Patahan Sumber Gempa Yogya 2006

Edukasi gempa sejak usia dini.
Foto: Munasri

MMI dan Kesiapsiagaan

30/05/2016 Comments (0) Artikel Geologi Populer, Artikel Geologi Populer, Uncategorized

Mitigasi Bencana Gempa di Kawasan Prambanan

Untitled-15
Untitled-15

Mitigasi Bencana Gempa di Kawasan Prambanan Foto: Koleksi A. Soehaimi dkk.

Candi Prambanan terletak di lajur lemah struktur geologi sesar mendatar-mengiri Opak berarah U40°T, tepatnya di lajur tarikan yang berarah U340°T. Studi geoseismik mikrotremor di candi Prambanan dan sekitarnya menginformasikan bahwa kompleks candi terletak di atas batuan sedimen lunak dengan ketebalan bervariasi hingga kedalaman > 40 meter. Batuan sedimen lunak tersebut mempunyai periode dominan 0,3 – 0,4 detik dan nilai H/V amplifikasi 3 – 6.

Berdasarkan peta geologi lembar Yogyakarta oleh Hartono Rahardjo drr, 1995, batuan sedimen lunak ini berupa endapan gunung api Merapi muda berumur Kuarter yang terletak di atas batuan gunung api lebih tua Formasi Semilir berumur Oligo – Miosen. Pada peristiwa gempa bumi Yogyakarta, 26 Mei 2006 (Gempa Yogya 2006), sedimen lunak ini mengalami guncangan tanah yang kuat dengan percepatan tanah 2 – 3 m/dt2 atau 0,2 – 0,3 g yang termasuk Model Heterogen. Percepatan yang tinggi ini telah mengakibatkan retakan tanah dan pelulukan di wilayah sekitar candi dan kerusakan pada candi, yakni bergesernya pasangan batu pondasi candi secara tegak dan mendatar, dan jatuhnya stupa yang mengelilingi mahkota candi.

Untuk memitigasi tingkat kerusakan lebih lanjut pada kompleks candi maka dilakukan upaya memasifkan batuan yang menjadi dasar kedudukan fondasi candi dan pemberian tulangan pada stupastupa yang mengelilingi mahkota candi. Upaya lainnya adalah menyatukan sistim fondasi candi yang terdiri dari blok-blok batuan serta pembuatan paritan mengelilingi candi untuk memutus propagasi gelombang permukaan menuju fondasi candi. Studi melalui metode geoseismik ini membantu perumusan rekomendasi upaya-upaya tersebut.

Atas: Komplek Candi Prambanan, terletak 20 km sebelah timur Kota Yogyakarta. Bawah: Peta struktur geologi komplek Candi Prambanan dan sekitarnya

Atas: Komplek Candi Prambanan, terletak 20 km sebelah timur Kota Yogyakarta. Bawah: Peta struktur geologi komplek Candi Prambanan dan sekitarnya

Geologi dan Kegempaan
Candi Prambanan merupakan peninggalan kebudayaan Hindu dari abad ke-8 M. Lokasinya berada di Klaten, Provinsi Jawa Tengah. Guncangan tanah kuat pada peristiwa gempa Yogya 2006, telah mengakibatkan terjadi kerusakan serius di kompleks candi ini, terutama di candi utama Brahmana. Untuk mengetahui pengaruh langsung kondisi geologi dan responss dinamika kegempaan yang memicu terjadinya kerusakan fisik pada candi ini, maka pasca gempa Yogya 2006 telah dilakukan studi geoseismik mikrotremor di sekitar candi oleh Pusat Survei Geologi, Badan Geologi.

Bentangalam candi Prambanan dan sekitarnya adalah bagian selatan dari lereng gunung api Merapi yang berupa dataran bergelombang. Kawasan ini dialiri oleh Sungai Opak yang berhulu di kaki gunung api Merapi. Batuan gunung api Merapi muda berumur Kuarter ini adalah penyusun candi dan sekitarnya. Komposisinya terdiri atas pasir tufaan, tufa, breksi dan aglomerat.

Batuan gunung api Merapi muda umumnya masih bersifat urai dan belum terkompaksi secara baik. Di bawah endapan ini secara tidak selaras dijumpai batuan breksi tuf berselang-seling dengan breksi batuapung, tuf dasitan dan tuf andasit serta batulempung tufaan yang merupakan bagian dari Formasi Semilir. Selain itu, secara geologi candi ini dilalui oleh lajur patahan Opak dengan mekanisme gerak sesar mendatar-mengiri dengan arah U40°T,
dimana blok bagian utara bergerak relatif ke arah baratdaya, sedangkan blok bagian selatan relatif bergerak ke arah timur laut.

Sejak abad ke-18, wilayah Daerah Istimewa Yogyakarta telah berulang kali diguncang oleh gempa bumi kuat dan merusak di antaranya pada tahun 1867, 1943, 1981 dan tahun 2006. Umumnya gempa-gempa bumi merusak yang terjadi tersebut berasosiasi dengan aktifitas tunjaman lempeng Samudra Hindia – Australia yang menyusup di bawah lempeng Benua Europa – Asia. Terkecuali gempa bumi Yogyakarta 2006, berasosiasi dengan kegiatan sesar aktif Opak.

Percepatan gempa bumi Yogyakarta 2006 (GFZ, Potsdam, 2007)

Percepatan gempa bumi Yogyakarta 2006 (GFZ, Potsdam, 2007)

Gempa Yogya 2006 memiliki kekuatan 6,2 Mb dengan kedalaman dangkal 10 km (NEIC, USGS). Gempa bumi ini telah mengakibatkan percepatan gempa bumi maksimum 4 – 6 m/dt2 atau 0,4 – 0,6 g dengan model heterogen di daerah Kabupaten Bantul dan sekitarnya (GFZ, 2007). Menjauhi wilayah Kabupaten Bantul ini, nilai percepatan tanah model heterogen tersebut berangsur menurun dan terhitung 0,2 – 0,3 g di daerah Kabupaten Klaten, Candi Prambanan dan sekitarnya. Gempa ini selain menyebabkan guncangan tanah yang kuat, juga telah mengakibatkan terjadinya bencana geologi berupa longsoran tanah dan jatuhan batuan, retakan tanah dan likuifaksi. Bencana geologi serius yang dapat diamati di sekitar candi pada peristiwa gempa ini adalah likuifaksi dan retakan tanah di daerah sekitar candi yakni di desa Beji.

Mikrozonasi Mikrotremor
Mikrozonasi mikrotremor adalah metodologi studi geoseismik dengan menggunakan getaran alami sebagai sumber (mikrotremor). Alat perekam yang digunakan dalam studi ini adalah Data Logger LS 7000 XT sebagai perekam dan seismometer tiga komponen L4C-3D sebagai sensor. Sistim grid dengan jarak setiap titik pengamatan berjarak 0,5 km telah dilakukan dalam pengambilan data.

Metologi penelitian geofisika geoseismik mikrotremor yang menggunakan getaran alami sebagai sumber ini diharapkan dapat menginformasikan responss dinamika geologi di permukaan dan di bawah permukaan yang menjadi dasar tumpuan kompleks candi. Hasil penelitian ini diharapkan dapat dipakai sebagai bahan pertimbangan upaya perlindungan candi dari bahaya gempa bumi di masa yang akan datang.

Blok diagram tiga dimensi konfigurasi bawah permukaan yang menjadi dasar/bidang kontak sedimen lunak dibawah komplek candi berdasarkan penelitian geoseismik mikrotremor, dengan sebaran horizontal nilai H/V amplifikasi di permukaan komplek candi.

Blok diagram tiga dimensi konfigurasi bawah permukaan yang menjadi dasar/bidang kontak sedimen lunak dibawah komplek candi berdasarkan penelitian geoseismik mikrotremor, dengan sebaran horizontal nilai H/V amplifikasi di permukaan komplek candi.

Hasil analisis data digital getaran alami telah menghasilkan nilai H/V frekuensi, H/V amplifikasi dan H/V perioda dominan. Sebaran nilai H/V amplifikasi telah memperlihatkan sebaran sedimen lunak dan H/V perioda dominan memperlihatkan ketebalan sedimen lunak tersebut diatas. Rekontruksi nilai-nilai ketebalan sedimen lunak dari permukaan telah memperlihatkan kedalaman batuan keras yang berada di bawahnya (basement) yakni Formasi Semilir. Penampang geoseismik memotong Kompleks Candi Prambanan dengan arah barat – timur dan utara – selatan memperlihatkan ketebalan sedimen lunak > 40 meter.

Morfologi bawah permukaan Dataran Prambanan dengan morfologi bawah permukaan Cekungan Wedi dibatasi oleh Patahan Turun Wedi. Selanjutnya ke arah barat dijumpai tinggian bawah permukaan Bukit Jiwo dan kemudian berlanjut ke morfologi bawah permukaan Dataran/Plato Cawas.

Dua penampang lintasan geoseismik mikrotremor regional dibuat di sebelah Tenggara Candi Prambanan dengan arah barat – timur. Lintasan 1 (utara), diawali pada morfologi dataran bawah permukaan Dataran Prambanan, dan selanjutnya pada morfologi bawah permukaan Cekungan Wedi. Lintasan 2 (selatan), dimulai dengan morfologi bawah permukaan Dataran Prambanan, Cekungan Wedi, Bukit Jiwo dan Dataran atau Plato Cawas.

Mengatasi Propagasi Gelombang Permukaan
Geoseismik mikrotremor yang diterapkan dalam penelitian ini adalah metodologi geofisika yang menganalisis gelombang getaran alami. Tujuannya, guna mengetahui respons dinamika geologi terhadap getaran, khususnya getaran alami di permukaan dan bawah permukaan di kompleks Candi Prambanan.

Keberadaan struktur geologi patahan aktif Opak merupakan jalur sumber gempa merusak yang harus diwaspadai di wilayah Yogyakarta. Kerusakan Candi Prambanan pada peristiwa gempa 2006 di kawasan ini terutama disebabkan oleh propagasi (perambatan) gelombang permukaan, yaitu Gelombang Rayleigh dan Gelombang Love pada batuan sedimen permukaan yang lunak kedalaman > 40 meter.

Kiri: Penampang bawah pemukaan lintasan Geoseismik Mikrotremor arah barat – timur dan utara – selatan (Bagian atas garis merah batuan sedimen lunak, bagian bawah batuan sedimen keras). Kanan: Dua lintasan geoseismik mikrotremor regional (utara dan selatan) terletak di sebelah tenggara komplek Candi Prambanan, memotong patahan Wedi dengan arah barat – timur. Bagian atas garis strip merah adalah batuan sedimen lunak dan bagian bawah batuan sedimen keras

Kiri: Penampang bawah pemukaan lintasan Geoseismik Mikrotremor arah barat – timur dan utara – selatan (Bagian atas garis merah batuan sedimen lunak, bagian bawah batuan sedimen keras). Kanan: Dua lintasan geoseismik mikrotremor regional (utara dan selatan) terletak di sebelah tenggara komplek Candi Prambanan, memotong patahan Wedi dengan arah barat – timur. Bagian atas garis strip merah adalah batuan sedimen lunak dan bagian bawah batuan sedimen keras

Upaya mempersempit peluang perambatan gelombang permukaan pada batuan sedimen lunak di kompleks sekitar candi, diharapkan dapat memperkecil
risiko bahaya guncangan tanah akibat gempa pada candi. Untuk itu, guna melindungi kompleks Candi Prambanan terhadap bahaya guncangan tanah yang kuat, khususnya gelombang permukaan R dan L akibat gempa yang bersumber dari patahan aktif Opak dan gempa bumi lainnya, maka perlu dilakukan penguatan atau pemadatan batuan sedimen lunak di sekitar candi yang menjadi dasar fondasi candi tersebut.

Upaya lainnya yang diperlukan adalah menyatukan fondasi candi yang terdiri dari blok batuan yang terpisah satu dengan yang lainnya, menjadi satu kesatuan; dan pembuatan paritan mengelilingi candi agar dapat memutus perambatan gelombang permukaan yang merambat secara mendatar. Selain itu, juga diperlukan tulangan pada deretan stupa yang terdapat mengelilingi mahkota candi, agar tidak mudah jatuh oleh guncangan gempa. Sementara itu, melindungi candi dari proses pelapukan batuan dan pembersihan lumut pada batuan candi juga akan mengurangi risiko kerusakan akibat pergeseran antarbatuan candi bila terjadi guncangan gempa. (A.Soehaimi, Marjiyono, dan Robby Setia Negara)

Asdani Soehaimi adalah Peneliti Utama bidang Seismologi; Marjiyono adalah Peneliti Muda bidang Geofisika; dan Robby Setianegara adalah Penyelidik Bumi Pertama Geofisika. Ketiganya bekerja di Pusat Survei Geologi, Badan Geologi, KESDM.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>