SENARIO PROPAGASI TSUNAMI DI LAUT CELEBES DAN IMPAKNYA KEPADA

DAERAH TAWAU SABAH

Ahmad Khairut Termizi1, Felix Tongkul2, Zainol Abidin1 dan Tuan Rusli1

1Jabatan Mineral dan Geosains Malaysia Perak 2Unit Penyelidikan Bencana Alam, Universiti Malaysia Sabah.

Abstrak

Kertas ini mengutarakan senario tsunami ekstrim di Laut Celebes yang berpotensi dijana oleh

gempabumi besar sebesar magnitud 9.5 di sepanjang zon subduksi Parit Sulawesi Utara dan Parit

Cotabato. Tinggi gelombang tsunami dan masa rambatan gelombang tsunami di simulasikan

dengan menggunakan model TUNAMI-N2. Berdasarkan kepada simulasi ini diramalkan bahawa

pantai timur negeri Sabah dan khusus kawasan bandar Tawau akan didedahkan kepada ombak

tsunami berketinggian sehingga 5m dalam masa 60 minit dari Parit Sulawesi Utara dan sehingga

2m dalam masa 80minit dari Parit Cotabato.

Abstract

This paper presents extreme tsunami scenario in the Celebes Sea, which potentially can be

generated by the large earthquake of magnitude 9.5 along the subduction zone of the North

Sulawesi Trench and Cotabato Trench. The tsunami wave height and arrival time were simulated

using TUNAMI-N2. Based on the simulation it is predicted that the coastal area of east Sabah

and especially the Tawau town area, will be exposed to tsunami waves as high as 5m in 60

minutes from the north Sulawesi Trench and up to 2m in height within 80 minutes from the

Cotabato Trench.

PENGENALAN

Rekod tsunami Lautan India 2004 mengejutkan dunia serantau dengan gegaran gempa bumi 9.0

pada skala Ritcher menjana ombak besar tsunami yang menagih kira-kira 231,452 korban nyawa

dan 2,089,883 orang lagi cedera. Proses dinamik alam ini cukup memberikan kesan yang

mendalam kepada negara yang terlibat. Kedudukan Malaysia di Pentas Sunda yamg stabil

bukanlah lagi menjadi satu jaminan untuk terlepas daripada ancaman tsunami. Maka keberadaan

situasi ini memerlukan satu ramalan yang menghampiri kes realistik propagasi tsunami di Laut

Celebes dan boleh dijadikan sebagai skala tentuukuran kemungkinan ancaman tsunami di Daerah

Tawau khususnya.

Tsunami merupakan gelombang besar ombak lautan secara amnya diakibatkan oleh

gangguan pada jasad air di mana tenaga janaan tersebut di tukar kepada bentuk gelombang.

Sebahagian besar sumber janaan tsunami adalah akibat aktiviti seismos melalui gempa bumi dan

aktiviti tektonik. Namun gangguan jasad air akibat letusan volkano dan tanah runtuh bawah laut

juga boleh menyumbang kepada tsunami, ianya juga dikenalpasti sebagai aktiviti bukan seismos

(ITIC, 2007). Kejadian tsunami merupakan peristiwa yang sukar dikenalpasti kerana sebahagian

besar insiden yang direkodkan adalah dalam sela masa yang tidak diduga.

Sabah secara tektonik dikelilingi oleh Plat Eurasian, Plat Indo-Australian, Plat Pasifik,

dan Plat Filipin. Aktiviti plat ini telah membentuk beberapa sesar aktif yang menyumbang

kepada wujudnya beberapa siri gempa bumi yang hebat (Rajah 1.1). Plat Eurasian direkodkan

mengalami pergerakan purata tahunan sebanyak 5cm mengarah Tenggara, Plat Indo-Australian

pula bergerak sebanyak 7cm pertahun ke arah Utara manakala Plat Laut Pacific Filipin pula

bergerak sebanyak 10cm pertahun (Mitchel et al 2000). Diantara sesar aktif yang terbentuk di

sekitar Laut Celebes ialah Parit Cotabato, Parit Sulawesi Utara dan Parit Sanghe. Telah

direkodkan sebanyak 166 siri gempa bumi berskala Mw 6.0 sehingga Mw 9.0 yang telah terjadi di

sekitar Laut Celebes (Rajah 1.2). Sebahagian besar gempa ini berlaku pada sesar aktif Parit

Cotabato dan Parit Sulawesi Utara yang juga turut menjana beberapa siri tsunami (Rajah 1.3).

Rajah 1.1 : Kedudukan tektonik sekitar Malaysia dan Rantau Asia Tenggar

Rajah 1.2: Kejadian tsunami di sekitar Laut Celebes

Rajah 1.3 : Kedudukan titik gempa (Mw 6.0 - Mw 9.0) di sekitar Laut celebes

(1973 – 2010) (Sumber daripada Pangkalan data USGS)

MODEL PROPAGASI TSUNAMI

Permodelan propagasi tsunami yang digunakan dalam kajian ini ialah TUNAMI-N2. Model ini

secara dasarnya dibangunkan oleh Disaster Control Research Centre (Tohoku University, Japan)

melalui program Tsunami Inundation Modeling Exchange (TIME) (Goto et al.,1997). TUNAMI-

N2 ini telah digunapakai secara intensif di Negara Jepun dalam kajian propagasi dan implikasi

tsunami terhadap pesisir pantai dalam pelbagai senario yang berbeza (Goto dan Ogawa,1992;

Imamura dan Shuto, 1989; Shuto dan Goto 1988; Shuto et al., 1990). Permodelan ini juga telah

diimplementasikan secara meluas bagi mensimulasikan propagasi dan inundasi di Lautan Pasifik,

Lautan Atlantik dan Lautan India (Yalciner et al., 2000,2001,2002; Yalciner, 2004; Zahibo et al.,

2003; Tinti et al., 2006)

Permodelan tsunami di Lautan Celebes ini mempertimbangkan teori gelombang perairan

cetek (Goto dan Ogawa, 1982 dalam imamura, 2006) di mana simulasi propagasi tsunami

dilakukan dengan mengambil kira elemen geseran dasar laut. Geseran udara diabaikan kerana

nilai yang sangat kecil dan hampir tidak memberikan impak. Perubahan paras muka air laut

akibat aktiviti pasang surut juga diabaikan kerana perubahan yang berlaku adalah sangat sedikit

jika dibandingkan dengan tinggi tsunami yang terjadi. Perubahan pada entri data dan perincian

analisis dilakukan bagi mendapatkan senario simulasi propagasi tsunami di Laut Celebes ini

menghampiri kes realistik.

SUMBER TSUNAMI

Kajian ini cuba membawakan gambaran senario sebenar proses penjanaan tsunami dari sumber

gempa pada kes realistik. Penentuan sumber faktor penjana dalam pangkalan data model tsunami

adalah sangat penting. Kajian ini berhadapan dengan masalah informasi data parameter gempa

yang kurang baik di sekitar Laut Celebes. Maka untuk mengatasi masalah ini dilakukan satu

penentuan hipotetik bagi sumber gempa (Rajah 3.1).

Rajah 3.1 : Penentuan sumber gempa hipotetik utama.

Gempa 1

Gempa 2

Berdasarkan kepada rekod NGDC berkenaan kebolehcapaian propagasi gelombang tsunami,

terdapat 2 kawasan di mana tsunami rantau boleh dijana melalui Laut Celebes iaitu sepanjang

Parit Sulawesi Utara dan Parit Cotabato. Kekuatan gempa yang disimulasikan dalam kajian ini

adalah keadaan meghampiri kes realistik pada situasi yang ekstrem yang boleh dicapai dan

dikenalpasti. Terdapat dua senario gempa iaitu senario pertama gempa di kawasan Parit Sulawesi

Utara dan senario yang kedua gempa di kawasan Parit Cotabato dimana kedua-dua gempa ini

dicirikan dengan kekuatan gempabumi Mw 9.5

SENARIO PROPAGASI TSUNMAI DI LAUT CELEBES

Untuk model penjanaan tsunami senario pertama dimana gempa bumi ekstrem dijana di Parit

Sulawesi Utara, propagasi gelombang tsunami berlaku dengan cepat. Daripada simulasi

propagasi gelombang tsunami, dijangkakan gelombang tsunami bergerak daripada sumber janaan

ke Pantai Timur Sabah adalah kurang daripada 60 minit. Gelombang tsunami ini tersebar ke

seluruh Laut Celebes dalam 50 minit (Rajah 4.1a). Kecepatan perambatan gelombang ini tersebar

adalah kerana tenaga yang dipindahkan daripada aktiviti gempabumi kepada jasad air adalah

tinggi. Melalui gempa ini juga pembentukkan gelombang tsunami mampu mencapai 5 meter di

beberapa bahagian pantai bahagian Pantai Timur Sabah, Utara Sulawesi berhampiran Toli-toli

dan bahagian Timur Kalimantan serta Tarakan (Rajah 4.2).

Perambatan gelombang tsunami pada senario kedua berlaku dengan sedikit perlahan.

Simulasi propagasi gelombang tsunami menunjukkan sebaran gelombang tsunami daripada

punca penjana di Parit Cotabato dan tersebar ke Laut Celebes mengambil masa 80 minit (Rajah

4.1b). Tinggi maksimum gelombang tsunami ini juga mencapai 5 meter dan sebahagian besarnya

bertumpu di Pesisir Cotabato, Sebahagian Kepulauan Palawan, dan Bahagian Utara Sulawesi

seperti Sumalata, Boroko, Lolak, Ongkaw, dan Tenga (rajah 4.3). Sebahagian gelombang yang

terhasil mengarah ke Laut Sulu dan mengalami pengurangan tenaga kerana gelombang tsunami

terbias oleh kepulauan yang wujud di sepanjang kepulauan selatan Filipin.

Rajah 4.1 : a)Senario propagasi gelombang tsunami di Laut Celebes pada sumber Parit Sulawesi

Utara pada ketetapan masa 5 minit, 15 minit, 30 minit dan 50 minit dari bermulanya gempa.

b) Senario propagasi gelombang tsunami di Laut celebes pada sumber Parit Cotabato pada

ketetapan masa 10 minit, 30 minit, 50 minit dan 80 minit dari bermulanya gempa.

a)

b)

Rajah 4.2 : Tinggi maksimum gelombang tsunami yang terbentuk di sekitar Laut Celebes pada sumber gempabumi Parit Sulawesi Utara.

Rajah 4.3 : Tinggi maksimum gelombang tsunami yang terbentuk di sekitar Laut Celebes pada sumber gempabumi Parit Cotabato.

ANCAMAN TSUNAMI DAERAH TAWAU

Simulasi kedua-dua senario ini menunjukkan bahawa gelombang yang terhasil daripada

gempabumi di Parit Sulawesi Utara dan Parit Cotabato memberikan ancaman tsunami terhadap

sekitaran Laut Celebes (Rajah 4.2 dan Rajah 4.3). Daerah Tawau yang terletak di pantai timur

Negeri Sabah juga termasuk dalam kawasan yang berpotensi untuk mengalami ancaman tsunami

rantau. Stesen cerapan 1 pada senario 1 merekodkan nilai gelombang maksimum iaitu 4.9 meter

dengan kedudukan stesen yang kurang daripada 5km dari garis pantai. Ini diikuti oleh stesen 2

setinggi 3.9 meter dan stesen 3 setinggi 3.5 meter (Jadual 5.1). Perbezaan tempoh masa

gelombang pertama setiap stesen bagi senario 1 dan senario 2 berbeza di mana tempoh masa

gelombang dari punca senario 1 lebih singkat berbanding senario 2. Hal ini dipengaruhi oleh

jarak sumber gempa dimana senario 1 berada 451.625 km ke tenggara Bandar Tawau manakala

senario 2 berada 766.799 km ke timur laut Bandar Tawau.

Amplitud gelombang tsunami ini berubah-ubah bagi setiap stesen, semakin jauh

kedudukan stesen cerapan semakin tinggi nilai amplitud gelombang yang direkodkan oleh stesen

cerapan. Senario ini tidak dipengaruhi secara terus oleh jarak stesen cerapan daripada sumber

gempa, ini kerana nilai amplitud gelombang tsunami ini boleh berubah bergantung dengan

morfologi persekitaran di mana gelombang tesunami ini bergerak. Gelombang tsunami yang

terjadi pada laut dalam mampu untuk bergerak pada kelajuan 500 hingga 1,000 kilometer per

jam. Manakala menghampiri pantai kelajuan geolmbang tsunami ini berubah sehingga puluhan

kilometer per jam. Perubahan ketinggian tsunami ini juga bergantung kepada kedalaman air.

Gelombang tsunami yang terbentuk di laut dalam pada ketinggian 1 meter boleh mencecah

puluhan meter apabila sampai kepesisiran pantai.

Kedudukan stesen cerapan 1 pada kedalaman 3 meter di bawah paras air menerima

gelombang yang lebih tinggi iaitu 4.9 m berbanding dengan stesen 2 dan stesen 3 masing-masing

3.9 m dan 3.5 m. Hal sedemikian adalah berbeza dengan gelombang laut yang terhasil daripada

janaan angin dan ribut yang hanya terjadi di permukaan laut. Apabila menghampiri pesisir pantai

tenaga gelombang akan tertumpu pada arah menegak disebabkan berkurangnya kedalaman air

dan ini akan mengubah kepada gelombang mendatar diakibatkan oleh proses pelambatan gerak

gelombang yang memendekkan gelombang asal (ITIC 2007). Selain itu permukaan laut yang

a)

b) c)

semakin sempit di antara Bandar Tawau dan Pulau Sebatik yang seakan-akan telukan akan

menambahkan lagi daya gelombang tsunami yang melaluinya.

Jadual 5.1 : Tempoh gelombang pertama dan tinggi maksimun yang direkodkan pada setiap stesen cerapan bagi senario 1 (Parit Sulawesi Utara) dan senario 2 (Parit Cotabato)

Rajah 5.1 : a) Kedudukan stesen cerapan di luar pesisir Bandar Tawau, b) gelombang sinusoidal yang direkodkan pada stesen cerapan senario 1, c) gelombang sinusoidal yang direkodkan pada stesen cerapan senario 2

Tempoh gelombang pertama yang tiba di stesen cerapan

(minit)

Nilai gelombang yang tertinggi

(meter)

Stesen Cerapan 1 2 3 1 2 3

Kedalaman (meter) 3 4 7 3 4 7

Senario 1 70 60 40 4.9 3.9 3.5

Senario 2 140 110 90 2.1 1.2 1.5

KESIMPULAN

Kajian memberikan gambaran sebenar senario propagasi tsunami di Laut Celebes dengan melakukan simulasi numerik berdasarkan kepada sumber hipotetik yang dijana di sepanjang Parit Sulawesi Utara dan Parit Cotabato dengan menggunakan TUNAMI-N2. Penjanaan gempabumi dalam keadaan ekstrem dengan kekuatan Mw 9.5 telah menjana tsunami rantau sekitar Laut Celebes. Gempa yang berlaku di Parit Sulawesi Utara boleh memberikan ancaman tsunami rantau terhadap Bandar Tawau dengan ketinggian ombak mencecah 5 m. Senario ini juga diakibatkan oleh morfologi perairan pesisir Bandar Tawau yang sempit yang juga menjadi faktor pemacu kekuatan gelombang tsunami. Gempa yang berlaku di Parit Cotabato dengan kekuatan Mw 9.5 juga direkodkan di stesen cerapan dengan ketinggian maksimum 2.1m. Pembiasan gelombang yang berlaku semasa rambatan gelombang yang mengarah ke kepulauan selatan Filipina mengurangkan daya gelombang tsunami yang melalui Laut Celebes tersebut. Bandar Tawau berpotensi untuk mengalami ancaman tsunami hasil janaan gempa di sekitar Laut Celebes.

Rujukan

Goto,C., Ogawa ,Y., 1992 Numerical method of tsunami simulation with the leap-frog scheme (Translated for the Time Project by Shuto, N., Disaster Control Research Center, Faculty of Engineering, Tohoku University in June 1992)

Goto,C., Ogawa, Y., Shunto, N. Imamura, F., 1997. Numerical method of tsunami simulation with leap-frog scheme (IUGG/IOC Time Project), IOC Manual, UNESCO, No. 35

Hutchinson, S.C, 1989 Geological ecolution of South East Asia. Oxford Monographs on Geology and Geophysics 13, 23-29.

Hall, R., 2002. Cenozoic geological and plate tectonic evolution of SE Asia and the SW Pacific: Computer based reconstructions, model and animation. J.Asian Earth Sciences.

Imamura, F., Shuto, N., Numerical simulation of teh 1960 Chilean tsunami. In: Proceeding of japan-China (Taipei) Joint seminar on Natural Hazard Mitigation, Kyoto, Japan.

Johnston, A., 1996. Seismic moment assesment of the earthquake in stable continental regions – III New Madrid 1811-1812, Charleston 1886 and Lisbon 1755. Geophys. J. Int. 126, 314-344.

Lin, J., Stein, R.S. 2004. Stress triggering in thurst and subduction earthquake, and stress intersection between the southern San Andreasand nearby thrust and strike-slip faults. J. Geophys. Res. 109, B02303

Liu, P.L.-F., Woo, S,-B., Cho, Y-S 1998. Computer Program for Tsunami Propagation and Inundation, sponsored by National Science foundation http://ceeserver.cee.cornell.edu/pll-group/comcot_down.htm

Lockridge, P.A., Lowell, S., Whiteside, L.A., Lander, J.F. 2002. Tsunami and tsunami-like waves of the Eastern United States. Int. J. Tsunami Soc. 20(3). 120-157

Mei, C.C., 1989. The Applied Dynamic of Ocean Surface Waves, World Scientific, Singapore, p. 740.Section 3.

Manisha, L., Smylie, D.E. 1971. The displacement fields of inclined faults. Bulletin of the Seismological Society of America 61 (5), 1433-1440

Moreira, V.S., 1985. Seismotectonics of Portugal and its adjacent area in the Atlantic, tectonophysics 117, 85-96

Mitchel1, G.W., M. Becker, D. Angermann, C. Reigber, and E. Reinhart, 2000. Crustal motion in E- and SE-Asia from GPS measurements. Earth Planets Space.

Natawidjaja, D.H & W. Triyoso, 2007. The Sumatera Fault Zone: From source to Hazard. In: Proceedings of 2007 Workshop on Earthquake and Tsunamis: Fromsource to Hazard, National University of Singapore, 7-9 March 2007.

National Earthquake Information Center, 2007. Earthquake databas.http:/neic.usgc.gov/neic/epic.

NGDC (National Geophysucal data Center), 2007. World-wide tsunamis, 2000 BC to 2010. NOAA. http://www.ngdc.noaa.gov/seg/hazard/tsuintro.html

Raj, J. K. 2007 Tsunami threat to coastal areas of Sabah, East Malaysia. Bull.Geol. Soc.Malaysia, 51-57.

Tajul Anuar jamaluddin, Ibrahim Komoo, Mohd Shafeea Leman, Felix Tongkul, Hamzah Latief, Lim Choun Sian & Aditya R. Gusman 2007. Policy And Planning Respone for Earthquake and Tsunami Hazards In Malaysia – Preliminary results.

Tongkul, F. 1992. The ranau Earthquake:possible causes. Sabah Society Journal 9(4)

Ward, S.N. 2002 Tsunamis. Encyclopedia of Physical Science and Technology-Academic Press.17, 175-191