GEOFISIKA

G.Merapi dikenal sebagai gunung api yang sangat aktif. Oleh karena itu, banyak dilakukan peneitian di daerah tersebut oleh oara ahli. Berikut ini beberapa monitoring dari G.Merapi dari seismik, deformasi, geokimia, gaya berat mikro dan magnetik.

Seismik

Pemantauan seismik G.Merapi dimulai pada tahun 1924. Sedangkan, seismograf elektromagnetik digunakn pada tahun 1969 yaitu menggunakan sesmograf Hosaka. Lalu, seismogram kertas dianalisa secara rutin setiap harinya untuk mengetahui jumlah kegempaan, dan parameter-parameter gempanya sedangkan lokasi gempa dihitung dengan menggunakan sinyal digital untuk kemudahan pembacaan waktu.

Klasifikasi Gempa

Klasifikasi gempa vulkanis G.Merapi pertama kali diusulkan oleh Shimozoru pada tahun 1969 berdasarkan observasi data gempa dari dua stasiun di lereng selatan dan utara selama tigas bulan selesai pada september 1968. Dari observasi ini diperoleh jenis gempa yang dibedakan berdasarkan bentuk dan frekuensi, tipe gempa berdasarkan klasifikasi Shimozoru (1969) disajikan pada tabel berikut.

Berdasarkan data sinyal gempa dari jaringan stasiun seismik telemetri yang dipasang pada tahun 1982 yang diukuti dengan kejadian erusi pada juni 1984, diusulkan klasifikasi baru yang sampai sekarang masih digunakan dalam penentuan aktivitas G.Merapi. Berikut adalah rangkuman Ratdomopurbo (1995) tentang tipe0tipe gempa vulkanis G.Merapi, dan contoh bentuk gelombangnya dalam seismogram digital.

Lokasi Sumber Gempa

MP dan LF merupakan gempa dangkal. LF mempunyai frekuensi dominan yang sama semua stasiun sekitar 1,5 Hz. Pada satisiun PUS tampak jauh lebih besar amplitudonya, hal ini dikarenakan bahwa LF berasal dari sumber sangat dangkal. MP terkait dengan pertumbuhan kubah lava.

Perhitungan hiposenter dilakukan pada gempa VTA dan VTB dengan pembacaan tipe gelombang P dan S pada seismogram digital. Seperti tampak pada gambar di atas, terdapat dua gempa VT yang terpisah terhadap kedalaman. Gempa-gempa yang muncul pada kedalaman 0-1,5 km dinamakan gempa vulkanik dangkal (VTB), sedangkan gempa-gempa yang muncul pada kedalaman 2,5-5 km merupakan gempa vulkanik dalam (VTA).

Model Kantong Magma G. Merapi

Diantara zona gempa VTA dan VTB diperkirakan sebagai zona aseismik. Tidak terdapatnya gempa di lokasi ini mengarahkan kepada dugaan keberadaan material yang lebih lunak di antara zona material yang keras. Untuk material yang serupa sifat yang lebih lunak ini berimplikasi suhu yang lebih tinggi. Zona aseismik ini kemudian diinterpretasikan sebagai sebuah kantong magma (Ratdomopurbo, 1991).

Secara geologi van Bemmelen menunjukkan bahwa adanya sesar tektonik di bawah G.Merapi yaitu sesar kukusan. Diperkirakan kantong magma ini muncul akibat adanya sesar dasar ini dimana magma dapat terkumpul di atasnya. Diperkirakan kantong magma ini berperan sebagai sebuah katup yang memperlambat migrasi magma ke atas dari dapur magma karena kekuatan letusan erupsinya menjadi berkurang (Ratdomopurbo, 2000).

Mekanisme Gempa G.Merapi

Gempa VTA terkait dengan migrasi magma ke atas dari dapur magma ke kantong magma. Peningkata tekanan di kantong magma dapat memicu munculnya gempa VTB sehingga gempa VTA dan VTB bisa muncul relatif dalam interval waktu yang sama. Akan tetapi, laju kejadian gempa VTB selalu lebih banyak dari pada VTA; hal ini karena fragmentasi yang lebih kuat di bagian atas tubuh gunung. Mekanisme sumber gempa VTA didominasi oleh sesar turun yang kemungkinan berasal dari regangan horizontal akibat desakan magma dari dapur magma. Gempa VTB yang lebih dalam sebagian besar mempunyai mekanisme sesar turun yang akan menuju VTB yang dekat permukaan, diantaranya mempunyai mekanisme sesar naik yang diperkirakan berasal dari lepasnya tekanan akibat keluarnya magma atau gas ke permukaan (Hidayati, 2001).

Gempa MP yang terjadi dikaitkan dengan proses pertumbuhan kubah lava. Seperti catatan Hidayat, dkk (2000), hal ini serupa dengan yang ada di G. Redoubt (Power dkk, 1994) dan G.Soufriere Hill (Miller dkk, 1998). Model mekanisme sumber gempa MP belum ada secara detail. Salah satu hipotesa adalah mekanisme pergerakan magma ‘stick dan slip’ secara episodik dengan anggapan adanya kekuatan eser dalam magma dengan kekentalan yang sangat tinggi. Model mekanisme sumber ini serupa denganyang diusulkan oleh Goto (1999) pada G.Unzen.

Gempa guguran yang mempunyai ciri durasi yang sangat panjang dan berfrekuensi cukup tinggi (1-20Hz) terkait dengan runtuhnya bebatuan atau lava akibat pengaruh gravitasi. Gempa LF diduga berasal dari sumber volumetric akibat aktivitas aliran fluida dari interaksi multifase seperti magma dengan gas atau air tanah (Brotopuspito, 1990). Gempa LF dengan durasi yang lebih panjang atau gabuangan beberapa gempa LF membentuk tipe gempa tersendiri yaitu tremor.

Di samping tipe-tipe gempa yang teramati di stasiun-stasiun seismik permanen seperti tersebut diatas, dengan menggunakan sensor broadband teridentifikasi gempa dengan frekuensi sangat rendah (Very Long Periode/VLP) sekitar 0,25 Hz mengiringi gempa MP an LF. Gempa ini nampak pada rekaman seismometer Broadband Guralp CMG-40T yang dipasng di sekitar puncak dari tanggal 16 januari sampa dengan 23 februari 1998 (Hidayat dkk, 2000). Diinterpretasikan gempa ini mencermikan kembang kempis tubuh G.Merapi akibat desakan gas atau magma.