1 STUDI SEISMISITAS INDONESIA BAGIAN TIMUR DAN TOMOGRAFI ZONA TRANSISI BUSUR SUNDA-BANDA DISERTASI Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor dari Institut Teknologi Bandung Oleh PEPEN SUPENDI NIM: 32317003 (Program Studi Doktor Teknik Geofisika) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Juni 2020 i ABSTRAK STUDI SEISMISITAS INDONESIA BAGIAN TIMUR DAN TOMOGRAFI ZONA TRANSISI BUSUR SUNDA-BANDA Oleh Pepen Supendi NIM: 32317003 (Program Studi Doktor Teknik Geofisika) Indonesia bagian timur terletak di wilayah tektonik sangat kompleks yang dihasilkan dari tumbukan lempeng Australia dengan busur Banda, serta interaksi lempeng Pasifik dengan lempeng Filipina. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis seismisitas di wilayah Indonesia bagian timur berdasarkan relokasi hiposenter gempabumi menggunakan model kecepatan gelombang seismik 3-D, khususnya untuk gempabumi Lombok, Palu, dan Mamasa tahun 2018; untuk mengetahui struktur kecepatan gelombang P di Zona Transisi Busur Sunda-Banda (ZTBSB) berdasarkan tomografi waktu tempuh yang dapat menjelaskan kondisi tektonik pada zona tersebut, terutama terkait penyebab perbedaan produk gunungapi aktif di ZTBSB yang lebih banyak mengandung bahan continental dibandingkan di busur Sunda. Proses relokasi hiposenter dilakukan dengan metode teleseismic double-difference yang menggabungkan fasa waktu tiba gelombang P dan S dari stasiun dengan jarak lokal, regional, dan teleseismik dari Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika (BMKG) dan International Seismological Centre (ISC) untuk periode April 2009 sampai November 2018. Hasil relokasi hiposenter memberikan pandangan yang lebih baik tentang seismisitas di Indonesia bagian timur selama periode penelitian, mempertajam lokasi hiposenter, dan interpretasi fitur seismogenik di zona transisi busur Sunda-Banda, busur Banda, Zona Tumbukan Laut Maluku, Sulawesi, dan Papua. Serangkaian gempa Lombok pada bulan Juli-Agustus 2018 menunjukan bahwa gempa ini disebabkan oleh branch-fault dari fold-thrust belt, dimulai oleh foreshock Mw 6.4 (28 Juli 2018), kemudian diikuti mainshock di kedua sisi pada rupture area yang berbeda: Gempa Mw 7.0 (5 Agustus 2018) merambat ke arah barat Lombok, sedangkan gempa Mw 6.9 (19 Agustus 2018) merambat ke arah timur. Gempa Palu (Sulawesi Tengah) Mw 7.5 (28 September 2018) terjadi di sepanjang Sesar Palu-Koro, mengisi seismic gap gempa Mw≥ 6.0 sejak tahun1900. Umumnya, distribusi gempa susulannya berlokasi di sebelah timur Sesar Palu-Koro, mengindikasikan bahwa sesar ini memiliki dipping ke arah timur. Sekitar 30 hari sejak gempa utama Palu, terjadi gempa swarm di Mamasa (Sulawesi Barat), pola seismisitas hasil relokasi dan mekanisme fokus menunjukan bahwa gempa-gempa ini disebabkan oleh sesar normal sepanjang ~50 km dari utara ke selatan dengan sudut dip ~45° ke arah timur. Pada zona tranisisi busur Sunda-Banda menggunakan waveform dari 30 stasiun seismik temporal jaringan YS tahun 2014-2016 yang diperoleh dar i IRIS Data Management Center, 576 hiposenter telah ditentukan menggunakan Hypoellipse, kemudian 415 direlokasi menggunakan HypoDD. Perhitungan tomografi seismik waktu tempuh menggunakan simulPS dari data ini menghasilkan tomogram kecepatan gelombang P yang dapat menjelaskan beberapa struktur penting di ii daerah ini, terutama untuk kedalaman sampai 200 km. Di utara pulau Flores tercitrakan anomali kecepatan tinggi pada kedalaman 20 km yang kemungkinan berasosiasi dengan fold-thrust belt. Subduksi litosfer samudera yang berkaitan dengan konvergensi Australia dan Sundaland, tercitrakan sebagai zona kecepatan tinggi yang memanjang hingga kedalaman ~200 km. Selain itu tercitrakan dua zona kecepatan rendah yang berbeda, satu tepat di atas slab, yang kemungkinan berasosiasi dengan zona partial melting, dan satu lagi di kisaran kedalaman 0-40 km, yang kemungkinan berupa ruang magma yang berasosiasi dengan gunungapi aktif di daerah ini. Zona kecepatan tinggi yang menunjam ke arah utara membagi dua anomali kecepatan rendah yang diinterpretasikan sebagai continental microplate yang kemungkinan turut mengkontaminasi pasokan magma di bawah gunungapi aktif di kepulauan Flores yang menyebabkan gunung api tersebut banyak mengandung bahan continental. Kata kunci: Seismisitas, Indonesia bagian timur, tomografi, zona transisi busur Sunda-Banda. iii ABSTRACT SEISMICITY STUDY OF EASTERN PART OF INDONESIA AND TOMOGRAPHIC IMAGING BENEATH SUNDA-BANDA ARC TRANSITION ZONE By Pepen Supendi NIM: 32317003 (Program Studi Doktor Teknik Geofisika) Eastern Indonesia lies within a highly complex tectonic region resulting from the collision of the Australian and Sunda blocks, and the interaction of the Pacific and Philippine Sea plates. The aims of this study to analyze of seismicity in the eastern part of Indonesia based on the earthquake hypocenter relocation using a 3-D seismic velocity model, especially for the Lombok, Palu and Mamasa earthquakes in 2018; to find out the P-wave velocity structure in the Sunda-Banda Arc Transition Zone (SBATZ) based on the travel time tomography that can explain the tectonic process in the area related to differences in the chemical composition of active volcanoes in ZTBSB compared to Sunda arc. The earthquake relocations were performed using a teleseismic double-difference method, the arrival times data for P-and S-waves from local, regional, and teleseismic stations were taken from the Agency for Meteorology, Climatology, and Geophysics of Indonesia (BMKG) and the International Seismological Centre (ISC) for the time period of April 2009 to November 2018. The relocated catalog provides an improved view of seismicity in eastern Indonesia over the study period, sharpening locations and interpretations of seismogenic features throughout the Sunda-Banda arc transition zone, the Banda arc, the Molucca Collision Zone, Sulawesi, and Papua. The relocated aftershocks show that the destructive Mw 7.0 and Mw 6.9 earthquakes of the Lombok sequence ruptured two different regions: The Mw 7.0 earthquake propagated westward, whereas the Mw 6.9 earthquake propagated eastward.