Analisis Spatiotemporal Gravitasi GRACE dan GRACE-FO untuk Mengetahui Zona Akumulasi Energi Megathrust Jawa (Studi Validasi Prekursor Gempa Aceh, Palu, Jepang, Chile, Nias, dan Bengkulu)

Abstract

pertemuan tiga lempeng besar dunia. Kondisi ini menempatkan pulau-pulau di Indonesia, khususnya Jawa, dalam risiko tinggi terhadap bencana gempa bumi megathrust yang bersumber dari zona subduksi. Berbeda dengan wilayah Sumatera yang telah mengalami pelepasan energi gempa besar secara beruntun dalam dua dekade terakhir, segmen megathrust di selatan Jawa saat ini menunjukkan fenomena keheningan seismik atau seismic gap. Fenomena ini mengindikasikan adanya potensi penguncian lempeng (locking) yang menyebabkan akumulasi energi tegangan tektonik secara terus-menerus. Keterbatasan instrumen seismik dan GNSS dalam memantau dinamika massa di kedalaman zona subduksi mendorong perlunya pendekatan geofisika alternatif untuk mengidentifikasi status tektonik wilayah tersebut secara presisi. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis karakteristik sinyal gravitasi sebagai indikator prekursor gempa dan mengidentifikasi zona akumulasi energi di selatan Jawa. Data utama yang digunakan adalah data anomali gravitasi timevariable dari satelit Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) dan GRACE Follow-On (GRACE-FO) level-3 produk JPL Mascon Solution RL06 periode April 2002 hingga Agustus 2025. Mengingat sinyal gravitasi di wilayah tropis sangat dipengaruhi oleh dinamika siklus air, dilakukan koreksi sinyal hidrologi menggunakan model Global Land Data Assimilation System (GLDAS) Noah v2.1 untuk mengisolasi sinyal tektonik murni. Metode penelitian dilaksanakan melalui dua tahapan utama, yaitu tahap validasi metode dan tahap implementasi target. Tahap validasi bertujuan untuk menguji efektivitas dan batasan metode ekstraksi sinyal gravitasi dalam mendeteksi fase dilatansi batuan pada kejadian gempa bumi yang telah terjadi. Studi kasus validasi mencakup Gempa Aceh 2004 dan Tohoku Jepang 2011 sebagai representasi gempa megathrust, serta Gempa Palu 2018, Maule Chile 2010, dan Nias 2005 untuk menguji batasan metode pada mekanisme sesar geser dan kondisi lingkungan yang kompleks. Tahap selanjutnya adalah implementasi metode pada wilayah target di selatan Jawa, khususnya segmen Jawa Tengah hingga Jawa Timur, melalui analisis tren spasial (spatial trend analysis) dan analisis deret waktu (timeseries analysis) untuk memetakan distribusi laju perubahan massa. Hasil analisis pada tahap validasi menunjukkan bahwa satelit GRACE-FO memiliki sensitivitas yang baik dalam mendeteksi indikator prekursor pada gempa megathrust yang terisolasi. Pada kasus Gempa Aceh 2004 dan Tohoku 2011, teridentifikasi anomali penurunan gravitasi (negative gravity anomaly) yang signifikan pada periode 1 hingga 2 tahun sebelum kejadian gempa. Fenomena penurunan ini merefleksikan fase dilatansi, yaitu pengembangan volume batuan