Perpustakaan Digital ITB
Sesar Palu-Koro dan Matano merupakan sesar aktif yang melewati Sulawesi bagian
tengah. Kedua sesar tersebut tercatat pernah menghasilkan gempa dengan
magnitudo signifikan. Sesar Palu-Koro memiliki laju geser yang tinggi yaitu 35-40
mm/ tahun. Namun, seismisitasnya relatif rendah. Sedangkan Sesar Matano
memiliki laju geser 20 mm/ tahun, relatif lebih rendah dibandingkan laju geser
Sesar Palu-Koro, dengan tingkat seismisitas yang rendah juga. Secara fisis, laju
geser Sesar Matano yang relatif rendah masih menjadi pertanyaan. Dikhawatirkan
Sesar Matano menyimpan potensi gempa dengan magnitudo signifikan, seperti
Sesar Palu-Koro. Pada 28 September 2018, terjadi gempa dengan magnitudo
momen (Mw) 7,5 di Palu, Sulawesi Tengah. Gempa tersebut menghasilkan robekan
atau rupture yang sangat besar. Kondisi ini relatif jarang terjadi. Rupture mencapai
177 km dan sanggup melewati dua separasi sesar yang besar, yaitu 3,5 km di laut
dan 7 km di darat. Untuk memahami karakteristik sesar dan fenomena rupture
gempa Palu, studi seismisitas dan kajian kekuatan sesar atau shear strength, baik
pada Sesar Matano maupun Sesar Palu-Koro perlu dilakukan.
Mengingat pentingnya pemahaman karateristik Sesar Palu-Koro dan Matano,
penelitian ini bertujuan untuk: (1) menganalisis pola seismisitas dan rezim tegasan
(stress regime) di sekitar Sesar Palu-Koro dan Matano dari data mekanisme fokus,
(2) melakukan kajian shear strength pada Sesar Palu-Koro untuk menganalisis
fenomena rupture gempa Palu 2018, serta (3) melakukan kajian shear strength pada
Sesar Matano untuk menganalisis potensi gempa di Sesar Matano. Data yang
digunakan pada studi ini yaitu data katalog dan waveform gempa dari Badan
Meteorologi, Klimatologi dan Geofisika (BMKG). Digunakan juga data
mekanisme fokus dari buletin International Seismological Centre (ISC) sebagai
kajian awal studi. Pendekatan yang dipakai untuk kajian shear strength yaitu
melalui estimasi koefisien friksi sesar dan kalkulasi shear strength sesar secara
analitis dengan informasi geometri sesar dan orientasi tegasan. Metode tersebut
telah diaplikasikan oleh peneliti lain untuk kajian serupa di sistem sesar transform
Laut Mati dan zona subduksi Jepang.
Pada kajian awal shear strength dilakukan estimasi friksi sesar (?s) dari inversi
tegasan dan perhitungan matematis menggunakan data mekanisme fokus ISC.
Analisis Bootstrap dan Jackknife diterapkan pada inversi tegasan untuk
mendapatkan rentang ketidakpastian nilai friksi. Diobservasi friksi pada tigasegmen Sesar Palu-Koro (Segmen Palu, Saluki dan Moa) dan dua segmen Sesar
Matano (Segmen Pamsoa dan Ballawai), serta area rupture offshore gempa Palu
2018. Didapat pola friksi yang meningkat dari area rupture offshore ke Segmen
Palu, yaitu sebesar 0,26 < ?s < 0,58 pada area rupture offshore dan 0,50< ?s < 0,72
pada Segmen Palu. Pola friksi kemudian menurun berurutan dari Segmen Saluki
(0,68), Moa (0,45) hingga ke Pamsoa dan Ballawai (~0,25). Friksi tinggi pada
Segmen Palu dan Saluki menjelaskan terminasi rupture gempa Palu. Berkaitan
dengan potensi gempa pada Sesar Matano, friksi rendah pada Segmen Pamsoa dan
Ballawai tidak menutup kemungkinan terjadinya gempa besar, sepanjang luasan
area shear strength yang homogen terpenuhi dan adanya akumulasi tegasan yang
cukup tinggi diawal.
Pada tahapan kedua, dilakukan penambahan data mekanisme fokus yang diolah dari
waveform BMKG. Data mekanisme fokus yang sebelumnya berjumlah ?30 gempa
pada Sesar Palu-Koro dan Matano, bertambah menjadi 140 gempa. Dilakukan
estimasi friksi dari inversi tegasan untuk menganalisis karakteristik sesar. Estimasi
nilai-b dilakukan untuk menunjang analisis tingkat tegasan sesar. Didapat tingkat
tegasan Segmen Saluki yang lebih tinggi dari Segmen Palu, diindikasikan dengan
nilai-b yang rendah, mencapai 0,86, dan dengan friksi yang tinggi. Tingkat tegasan
tinggi terserbut dapat menjadi penyebab terminasi rupture gempa Palu di Segmen
Saluki, konsisten dengan hasil kajian awal. Pada Sesar Matano ditemukan segmen
yang diindikasikan memiliki tingkat tegasan tinggi, yaitu pada pertengahan hingga
akhir Segmen Matano. Wilayah ini ditandai dengan nilai-b rendah, mencapai 0,84,
dan friksi tinggi 0,55. Berdasarkan catatan gempa, diketahui adanya gap gempa
pada Segmen Matano. Mempertimbangkan hal ini beserta dengan observasi
karakteristik sesar, membuat Segmen Matano perlu diwaspadai.
Pada tahapan ketiga dilakukan pemodelan data sintetik model sederhana (prisma
segiempat) dengan metode finite difference, untuk memahami hubungan friksi dan
medan tegasan, secara khusus rotasi tegasan maksimum. Pemodelan dengan blok
sederhana pernah dilakukan studi terdahulu, namun pada penelitian ini akan
diterapkan beberapa hal yang berbeda, yaitu: (1) syarat batas perpindahan per tahun
sebagai faktor penggerak deformasi blok, (2) pemodelan 3D selama rentang waktu
simulasi 200 tahun, dan (3) penerapan model sesar half-space pada medium elastik.
Hasil pemodelan numerik menunjukan adanya perubahan tajam pada rotasi tegasan
maksimum di ujung-ujung sesar ketika sesar slip. Rotasi tegasan tersebut muncul
sebagai akibat zona kontraksi/ tarikan pada ujung-ujung sesar. Nilai rata-rata
tegasan geser (shear stress) pada sesar terhadap nilai rata-rata tegasan geser
Coulomb atau shear strength sesar teramati berkorelasi dengan kemunculan
perubahan tajam rotasi tegasan maksimum. Sehingga dapat digunakan sebagai
indikator rotasi tegasan pada deformasi sesar.
Pada tahapan keempat dilakukan estimasi shear strength sesar dengan metode
perhitungan analitik, dari informasi geometri sesar, friksi, dan orientasi tegasan
utama yang didapat dari tahapan sebelumnya. Nilai shear strength sesar pada
segmen-segmen Sesar Palu-Koro memperlihatkan nilai shear strength yang
meningkat di bagian tengah sesar, yaitu: 168,61 MPa untuk Segmen Donggala;
208,99 MPa untuk Segmen Palu; 276,47 MPa untuk Segmen Saluki; dan 172,60MPa untuk Segmen Moa. Peningkatan signifikat ditemukan mulai pada Segmen
Saluki, yang bertepatan dengan terminasi rupture gempa Palu 2018. Nilai shear
strength yang tinggi kemungkinan me-blokade rupture sehingga tidak menerus.
Pada segmen-segmen Sesar Matano didapat nilai shear strength sesar yang relatif
lebih rendah daripada Sesar Palu-Koro. Nilai shear strength dari barat ke timur
sesar, yaitu: 78,69 MPa untuk Segmen Kuleana; 106,18 MPa untuk Segmen
Pewusai; 75,68 MPa untuk Segmen Matano; 77,53 MPa untuk Segmen Pamsoa;
dan 79,66 MPa untuk Segmen Ballawai. Walaupun demikian, nilai shear strength
yang rendah tidak meniadakan potensi gempa signifikan. Studi lebih lanjut
kalkulasi gradien shear strength dan pemodelan nu