Pendahuluan

Pada tanggal 6 Januari 2016, terjadi sebuah gempa di kawasan Korea Utara, kawasan yang selama ini menjadi perhatian para ahli seismologi forensik (forensic seismology). Menarik perhatian karena di kawasan sekitar Pegunungan Sungjibaegam, tepatnya lokasi yang sangat dekat dengan fasilitas uji coba nuklir Punggye-ri Korea Utara, menjadi sumber dari rekaman seismik tidak biasa (unusual event) pada 2006, 2009, 2010 dan tahun 2013.

Yang menarik adalah kawasan tersebut bukanlah kawasan yang aktif secara seismik. Bila kita buka katalog gempa dari ISC, USGS, GFZ, rekaman gempa yang terjadi di pegunungan tersebut hanyalah rekaman gempa di sekitar fasilitas uji coba nuklir Punggye-ri pada 2006, 2009 dan 2013 tersebut.

Uji Coba Nuklir Korea Utara

CTBTO, Badan PBB untuk pemantauan dan verifikasi pelarangan uji coba nuklir, telah mengumumkan secara resmi bahwa Korea Utara telah melakukan uji coba nuklir pada 2006, 2009 dan 2013 (sebanyak tiga kali).

Sementara event yang terjadi pada tahun 2010, masih menjadi perdebatan. Zhang dan Wen (2015) yang juga menganalisis event 2006, 2009 dan 2013, dalam penelitian mereka menyimpulkan bahwa event 2010 merupakan sebuah uji coba nuklir berdaya rendah (a low yield nuclear test) dengan kekuatan 1.44 +- 0.13.

Kesimpulan ini bersumber dari bukti-bukti seismologi yaitu dengan menerapkan metode waveform cross-correlation Match & Locate (M&L) yang mampu mendeteksi gempa-gempa mikro dengan menggunakan sinyal event  sebagai template-nya.

Berdasarkan pengamatan penulis, metode M&L ini maupun metode deteksi pendahulunya yaitu Matched Filter Technique, cukup efektif dalam mengkorelasikan dan mendeteksi gempa-gempa mikro dan template-nya.

Selain itu, untuk mendiskriminasi event 2010 ini, digunakan metode rasio spektra Pg/Lg yang mengindikasikan bahwa event 2010 ini bersifat eksplosif. Mereka menyatakan bahwa bukti seismologi ini mendukung hasil observasi isotop radionuklida dari De Geer (2012).

Berikut 4 parameter event yang disebut sebagai uji coba nuklir bawah tanah Korea Utara (dari Zhang dan Wen, 2015):

Penelitian kami (Sianipar et al, 2015a) juga mencoba mengusulkan ide untuk mendiskriminasikan event 2006, 2009 dan 2013 berdasarkan beberapa metode yaitu rasio mB/Ms, rasio momen dan radiasi energi seismik dan kalkulasi durasi rupture gempa-nya.

Zhao et al. (2014) juga telah berhasil membedakan kejadian uji coba nuklir 2013 dari gempabumi biasa dengan metode rasio spektrum tipe P/S menggunakan data seismik regional broadband yang terekam di China, Korea Selatan dan Jepang. Menurut mereka, rasio spektral P/S cukup powerful untuk memisahkan kejadian uji coba nuklir dari gempa natural.

Vavrycuk dan Kim (2014) juga mengkarakterkan event seismik 2013 tersebut, dengan menunjukkan radiasi non-isotropic yang signifikan. Mereka menyimpulkan bahwa event 2013 merupakan gempa dangkal dengan karakteristik eksplosif dan berimplikasi dari sumber yang tidak alami.

Sianipar et al, 2015b juga melakukan penentuan lokasi event dengan presisi tinggi dengan metode MJHD (Modified Joint Hypocenter Determination), tele-double difference (metode relatif) dan metode absolut Simulated Annealing (SA).

Beberapa penelitian lain sudah pernah membahas tentang penentuan lokasi yang akurat dari kejadian gempabumi uji coba nuklir Korea Utara yaitu Zhao et al. (2014), Zhang dan Wen (2013), Murphy et al. (2013), Carluccio et al. (2012), Murphy et al. (2010) serta Wen dan Long (2010).

Zhao et al. (2014) menginvestigasi lokasi yang akurat dari kejadian gempabumi uji coba nuklir Korea Utara yang terjadi pada tanggal 12 Februari 2013 berdasarkan rekaman data seismik regional broadband di China, Korea Selatan dan Jepang. Mereka menghitung waktu kejadian dan lokasi yang akurat dari kejadian ujicoba nuklir 2009 dan 2013 dengan metode penentuan lokasi relatif dan menjadikan kejadian ujicoba nuklir tahun 2006 sebagai event induk. Perhitungan mereka berdasarkan perbedaan waktu kedatangan gelombang Pn dengan 57 stasiun seismik regional.

Wen and Long (2010) juga menentukan lokasi dengan tingkat presisi yang tinggi dari ujicoba nuklir 2009. Lokasi dan origin time dari kejadian ujicoba nuklir 2009 dan 2013 sangat tergantung pada keakuratan waktu dan lokasi yang dilaporkan pada kejadian ujicoba nuklir pertama tahun 2006 (Wen dan Long, 2010). Karena perbedaan dataset yang digunakan, terdapat sedikit perbedaan antara lokasi yang ditentukan oleh Zhao et al. (2014) dan Wen dan Long (2010) serta Zhang dan Wen (2013).

Gempa 6 Januari 2016

Kejadian gempa 6 Januari 2016 di Korea Utara, terdeteksi oleh cukup banyak stasiun seismik dan mengindikasikan sebuah kejadian seismik dangkal dengan karakteristik eksplosif.

USGS, lembaga geologi Amerika Serikat mengeluarkan hasil analisis gempa ini yaitu terjadi pada pukul 01:30 UTC, dengan pusat gempa 41.305°N 129.039°E, atau 21km (13mi), sebelah timur-timur laut dari Sungjibaegam, Korea Utara, pada kedalaman 0.0 km (0.0 mi).

Sementara menurut GFZ, pusat riset Jerman untuk geosains, merilis informasi gempa terjadi pada pukul 01:30 UTC dengan pusat gempa pada 129,08°E dan 41,30°N pada kedalaman 1 km dengan magnitudo 5.3 mb.

Lokasi yang ditentukan oleh kedua lembaga di atas, tentunya sangat dekat dengan lokasi uji coba nuklir Korea Utara 2006, 2009 dan 2013. Lokasi ini sangat dekat dengan fasilitas uji coba nuklir Korea Utara, seperti yang ditunjukkan oleh gambar berikut.

Bandingkan pada tanggal 12 Februari 2013 pagi pukul 02:57 UTC, telah terjadi sebuah gempabumi dengan episentrum di wilayah Korea Utara tepatnya di sekitar Pegunungan Sungjibaegam. Kejadian gempabumi ini terdeteksi oleh stasiun-stasiun seismik dan mengindikasikan sebuah kejadian seismik dangkal dengan karakteristik seperti ledakan di wilayah Democratic People’s Republic of Korea (DPRK). USGS menentukan bahwa gempabumi ini merupakan memiliki sumber pada koordinat 41.308°N 129.076°E pada kedalaman 0.0km (0.0mi) dengan kekuatan 5.1 mb dengan origin time 2013-02-12 02:57:51 UTC. Posisi ini berada pada 24 km (15 mi) timur-timur laut dari Sungjibaegam, Korea Utara.

CTBTO sendiri lewat laman resminya (www.ctbto.org) hingga tulisan ini dibuat masih mencantumkan event ini sebagai unusual seismic event detected in the Democratic People’s Republic of Korea (DPRK).

Stasiun-stasiun pemonitor milik CTBTO menemukan sebuah event seismik di DPRK hari ini pukul 01:30 UTC. Lokasinya sangat dekat dengan event 12 Februari 2013 yang sudah teregistrasi sebelumnya (sebagai uji coba nuklir). Hasil analisis lokasi (inisial) dari sistem pemonitor CTBTO menemukan lokasi gempa ini yang berada di area fasilitas uji coba nuklir DPRK. Korea Utara (DPRK) juga mengklaim bahwa hari ini sudah dilakukan uji coba nuklir yang ke-empat sejak 2006. Para ahli CTBTO saat ini sedang menganalisis event ini untuk menyediakan informasi yang lebih banyak seputar kejadian ini. Demikian pernyataan dalam laman CTBTO.

Stasiun-stasiun pemonitor baik milik IDC (International Data Center) CTBTO maupun jaringan seismik lainnya mendeteksi event seismik dangkal ini. Kita saat ini menunggu hasil preliminary dan pernyataan resmi tentang hasil analisis IDC CTBTO.

Dengan menganalisis seismogram yang merekam event 2016 ini sebagai bukti-bukti seismologi, tentu kita juga dapat mendiskriminasikan-nya dari gempa-gempa alam (tektonik atau vulkanik) jika memang benar event ini disebabkan oleh aktivitas manusia (man made event).

Saya mencoba menampilkan perbandingan rekaman seismik gempa 2006, 2009, 2013 dan 2016 ini dari stasiun MJD sebagai berikut.

Tantangan bagi para ahli seismologi forensik yaitu menyediakan metode dan tools yang akurat dan cepat yang dapat mendiskriminasikan sebuah event dari gempa yang natural (gempa tektonik atau vulkanik).

Kami akan meneliti gempa ini lebih komprehensif lagi.***

Dimas Salomo J. Sianipar

STMKG BMKG,

2014 CTBTO Young Scientist Research Awardee

dimas.salomo@bmkg.go.id

Referensi:

Carluccio, R., Giuntini, A., Materni, V., Chiappini, S., Bignami, C., D’Ajello Caracciolo, F., Pignatelli, A., Stramondo, S., Console, R., and Chiappini, M., 2014. A Multidisciplinary Study of the DPRK Nuclear Tests, Pure appl. Geophys., 171, 3-5, 341-359, DOI: 10.1007/s00024-012-0628-8

Kim, W. and Richards, P.G., 2007. North Korean nuclear test: Seismic discrimination low yield, EOS. Trans. Am. geophys. Un., 88, 14, 158, DOI: 10.1029/2007EO140002

Lee, K., and W.S. Yang (2006). Historical seismicity of Korea, Bull. Seismol. Soc. Am. 96, 846–855.

Murphy, J.R., Stevens, J.L., Kohl, B.C., and Bennett, T.J., 2013. Advanced Seismic Analyses of the Source Characteristics of the 2006 and 2009 North Korean Nuclear Tests, Bull. seism. Soc. Am., 103, 3, 1640-1661, DOI: 10.1785/0120120194

Murphy, J.R., Stevens, J.L., Kohl, B.C., and Bennett, T.J., 2014. Reply to “Comment on ‘Advanced Seismic Analyses of the Source Characteristics of the 2006 and 2009 North Korean Nuclear Tests’ by J. R. Murphy, J. L. Stevens, B. C. Kohl, and T. J. Bennett” by H. J. Patton and F. V. Pabian, Bull. seism. Soc. Am., 104, 4, 2111-2115, DOI: 10.1785/0120140057

Patton, H.J. and Pabian, F.V., 2014. Comment on “Advanced Seismic Analyses of the Source Characteristics of the 2006 and 2009 North Korean Nuclear Tests” by J. R. Murphy, J. L. Stevens, B. C. Kohl, and T. J. Bennett, Bull. seism. Soc. Am., 104, 4, 2104-2110, DOI: 10.1785/0120130262

Pribadi, S., Afnimar, Puspito, N.T., dan Ibrahim, G., 2013. The Characteristics of Earthquakes Generated Tsunami in Indonesia Based on Source Parameter Analysis, J. Math. Fund. Sci., Vol. 45, No. 2., 189-207, ISSN : 2337-5760, DOI: 10,5614/j.math.fund.sci.2013,45,2,8

Sianipar, D.S., H. Subakti, S. Pribadi. (2015a). Discrimination of DPRK February 12th, 2013 Earthquake as Nuclear Test Using Analysis of Magnitude, Rupture Duration and Ratio of Seismic Energy and Moment, EGU General Assembly 2015, Vienna, Austria, 12-17 April 2015

Sianipar, D.S., H. Subakti, I.G.K. Satria Bunaga, S. Rohadi. (2015b). Simultaneously Relocation of the 2013 North Korea Underground Nuclear Test with the Surrounding Seismicity Using MJHD and Double Difference Algorithm, CTBT Science and Technology Conference 2015, Vienna, Austria, 22-26 June 2015

Vavryčuk, V. and Kim, S.G., 2014. Non-isotropic radiation of the 2013 North Korean nuclear explosion, Geophys. Res. Lett., 41, 20, 7048-7056, DOI: 10.1002/2014GL061265

Wen, L., and H. Long (2010). High-precision Location of North Korea’s 2009 Nuclear Test, Seismol. Res. Lett. 81, 26–29, DOI: 10.1785/gssrl.81.1.26

Zhang, M. and Wen, L., 2013. High-precision location and yield of North Korea’s 2013 nuclear test, Geophys. Res. Lett., 40, 12, 2941-2946, DOI: 10.1002/grl.50607

Zhang, M. and Wen, L., 2015. Seismological Evidence for a Low-Yield Nuclear Test on 12 May 2010 in North Korea, Seismol. Res. Lett., 86, 1, 1-8, DOI: 10.1785/02201401170

Zhao, L.-F., Xie, X.-B., Wang, W.-M., and Yao, Z.-X., 2008. Regional Seismic Characteristics of the 9 October 2006 North Korean Nuclear Test, Bull. seism. Soc. Am., 98, 6, 2571-2589, DOI: 10.1785/0120080128

Zhao, L., Xie, X., Wang, W., and Yao, Z., 2014. The 12 February 2013 North Korean Underground Nuclear Test, Seismol. Res. Lett., 85, 1, 130-134, DOI: 10.1785/0220130103

Website:

CTBTO. http://www.ctbto.org

GFZ. http://www.geofon.gfz-potsdam.de

ISC. Online bulletin of the International Seismological Center, http://www.isc.ac.uk/iscbulletin/search/.

USGS. http://www.usgs.gov