Institut Teknologi Bandung

Guru Besar pada Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan (FTTM) ITB itu, menjelaskan bahwa ketertarikannya memperdalam ilmu seismologi dan tomografi seismik sejak S3 di Kyoto University. Seismologi fenomena gempa bumi dan gunung api merupakan pembahasan yang dibawa oleh Prof. Andri Dian Nugraha.

Mengenal seismologi

Seismologi adalah ilmu yang mempelajari pembangkitan, propagasi, dan perekaman gelombang elastik yang melewati interior bumi. Sumber gelombangnya adalah alami (gempa) dan buatan (ledakan). Seismologi juga memiliki peran penting di kehidupan manusia di antaranya eksplorasi sumber daya alam (minyak dan gas), kontrol senjata nuklir, dan yang menjadi fokus kajian Prof. Andri yakni mempelajari fenomena gempa bumi, tsunami, dan gunung api.

Gelombang seismik hadir ketika terjadi proses sesar atau proses gempa di bawah permukaan. Gempa akan meradiasikan gelombang seismik ke segala arah membentuk seperti bola. Ketika gelombang seismik mejalar dari sumber melewati medium kemudian ke permukaan terekam oleh stasiun seismograf yang hasil rekamannya disebut seismogram. Getaran gempa yang muncul pertama kali disebut gelombang primer (gelombang P) kemudian disusul gelombang sekunder (gelombang S). Kemudian dari kedua gelombang ini dipelajari fenomena yang terjadi di bawah permukaan.

Kontribusi Seismologi

Dalam pemaparannya, Prof. Andri menyampaikan berbagai hasil observasi seismologi di zona tektonik aktif yang telah dilakukan oleh dirinya bersama tim kelompok keahlian Geofisika Global ITB. Di antaranya observasi Gempa Lombok tahun 2018 dan Gempa Ambon tahun 2019. Di Lombok didapatkan hasil, terdapat 3259 gempa susulan yang terekam dalam 13-21 stasiun seismograf periode 3 Agustus - 9 September 2018.

Di Tahun 2019, Andri bersama KK Geofisika Global ITB juga melakukan observasi seismologi di zona tektonik aktif Gempa Ambon. Didapatkan hasil, terdapat 1778 gempa susulan yang terekam dalam 15 stasiun seismograf periode 18 Oktober - 15 Desember 2019.

Tidak berhenti di tahun 2019, di masa pandemi Andri dan tim juga melakukan observasi seismologi di zona tektonik aktif Sesar Lembang tepatnya di bulan November 2020 - Juni 2021. Penelitian ini bertujuan untuk penentuan struktur kecepatan seismik (Vs) di zona sesar lembang dengan menggunakan Ambient Seismic Noise Tomography yang saat ini masih dikerjakan oleh mahasiswa S3 Teknik Geofisika.

Mengenal Tomografi Seismik

Sementara itu, tomografi seismik merupakan teknik untuk mencitrakan struktur 3D bawah permukaan dalam bentuk properti fisis yang memengaruhi propagasi kecepatan gelombang seismik ketika melewati medium seperti elastisitas, anelastisitas, parameter anisotropi dan densitas batuan dengan menggunakan data gelombang seismik yang dibangkitkan oleh gempa maupun proses ledakan.

Tomografi seismic diilustrasikan seperti gambar di atas. Terdapat empat tahapan tomografi seismik. Pertama, mengidentifikasi event gempa yang terjadi di zona subduksi. Kedua, melakukan penentuan lokasi stasiun dan episenter gempa. Ketiga, melakukan analisis waktu tiba gelombang P dan S. Keempat, melakukan inversi tomografi yang menghasilkan struktur kecepatan seismik 3D (Vp, Vs, VP/Vs) interior bumi.

Tomografi Waktu Tempuh di Zona Tektonik Aktif

Dalam kesempatannya, Prof. Andri juga menayangkan hasil penelitiannya tentang tomografi waktu tempuh di zona tektonik aktif yang dilakukan di Gempa Lombok dan Gempa Ambon. Di Lombok, hasil interpretasi 2D dan kartun 3D menunjukan terdapat flores oceanic crust (FOC) yang meyubduksi ke arah selatan dan zona lemah (merah) dimana aftershock banyak terjadi di zona ini. Di Ambon, menunjukan terdapat kontras anomali kecepatan seismik (Vp dan Vs) dengan arah Barat Laut - Tenggar pada kedalaman 10 km.

Tomografi Waktu Tempuh di Zona Gunungapi

Selain di zona tektonik aktif, Andri juga melakukan tomografi waktu tempuh di zona gunungapi yakni di Gunung Sinabung dan Gunung Merapi. Dari hasil penelitian ini, Andri dan tim berhasil menciptakan volumetrik dan spasial subvertical magma plumbing system. Selain itu, tomografi waktu tempuh juga dilakukan di busur Sunda-Banda dan didapatkan hasil berdasarkan tomogram, terdapat forearc sliver yang mempengaruhi material yang dilepaskan saat terjadi erupsi gunungapi.

Tomografi Atenuasi Seismik

Tipe lain tomografi yakni tomografi atenuasi seismik (1/Qp, 1/Qs) yang menggunakan analisis decay amplitude gelombang seismik yang dikuantifikasi dengan parameter atenuasi. Penelitian terkait hal ini dilakukan pada gempa Lombok dan dihasilkan gempa dengan magnitude 7 pada 5 Agustus 2018 yang berlokasi hiposenter berada di zona moderate tinggi Qp dan dekat kontras zona Qp tinggi dan Qp rendah serta Vp rendah di mana kemungkinan gempa dimulai dari zona material kuat yang kemudian diikuti oleh aftershock di area yang dipengaruhi oleh fluid.

Dalam menutup pemaparannya, Andri menyampaikan harapannya penelitian yang sudah, sedang, dan akan dilaksanakan terkait seismologi dan tomografi seismik bisa berkembang bermanfaat dalam usaha mitigas bencana gempa bumi dan gunungapi di Indonesia.

Reporter: Pravito Septadenova Dwi Ananta (Teknik Geologi, 2019)