Electronic Theses and Dissertation

Tsunami-tsunami dahsyat yang terjadi dalam dekade terakhir mengindikasikan bahwa perkiraan potensi gempa bumi dan tsunami pada hakikatnya masih kurang memadai. Pengetahuan secara terperinci tentang tsunami modern maupun tsunami prasejarah (paleotsunami) sangat penting untuk mengevaluasi kerentanan dan mitigasi bencana masyarakat pesisir. Baru-baru ini ditemukan lapisan endapan tsunami prasejarah di dalam sebuah gua pantai di Lhoong, Aceh Besar, Indonesia dan dilaporkan bahwa pesisir Aceh Besar pernah diterjang gelombang tsunami setidaknya 11 kali dalam rentang 7400 hingga 2900 tahun yang lalu. Hal tersebut mengindikasikan bahwa tsunami dahsyat serupa sangat memungkinkan kembali menerjang pesisir Aceh Besar pada masa mendatang. Sejauh ini studi tentang endapan tsunami di pesisir Aceh Besar hanya berdasarkan kajian geologi dan sedimentologi menggunakan sejumlah instrumen termasuk mikroskop resolusi tinggi dan penentu ukuran butir. Namun demikian, informasi terperinci mengenai penanda geokimia lapisan endapan tsunami di pesisir Aceh Besar khsusnya Desa Pulot dan Desa Seungko Mulat masih belum dilaporkan hingga saat ini. Analisis geokimia telah digunakan secara luas dan semakin diakui kemampuannya sebagai proksi yang kuat dan sensitif untuk identifikasi endapan tsunami modern dan prasejarah. Teknik analitik baru yang sedang berkembang sangat pesat, yaitu Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) telah diaplikasikan pada penelitian ini untuk analisis geokimia lapisan endapan tsunami modern dan paleotsunami yang terdapat di Desa Pulot dan Desa Seungko Mulat. Analisis megaskopis mengungkapkan bahwa terdapat 1 lapisan tsunami modern (tsunami 2004) dan 3 lapisan endapan paleotsunami pada masing-masing wilayah. Lapisan endapan tsunami berwarna abu-abu, mengandung material bercangkang dan fragmen tumbuhan, terdapat grading normal dan batas kontak tajam yang memisahkan dari lapisan di bawahnya. Hasil analisis LIBS menunjukkan bahwa lapisan endapan tsunami mengandung unsur garam (Ca, K, Mg, Na, Al), logam dan logam berat (Si, Fe, Ti, Ba, Sr, Cu, Cr, Pb, Mn, Ni, V), serta senyawa organik (C, H, O, dan N). Intensitas emisi unsur-unsur tersebut ditemukan jauh lebih tinggi pada lapisan endapan tsunami dibandingkan lapisan endapan yang bukan deposit tsunami, seperti lapisan top soil dan lapisan paleo sol. Analisis kuantitatif unsur-unsur penyusun ini telah dilakukan menggunakan metode CF-LIBS yang hasilnya mendekati hasil XRF. Namun, LIBS mengungguli XRF terutama karena kemampuannya mendeteksi spektrum elemen secara cepat dan luas, serta mampu mengidentifikasi unsur-unsur dengan massa atom rendah serta kandungan logam berat spesifik (Cu, Cr, Pb, Co, Zn, Ba, Sr, Co). Rasio intensitas emisi Si/Ti, Ca/Ti, dan Al/Ti merupakan penanda geokimia yang potensial untuk membedakan lapisan endapan tsunami 2004 dan lapisan endapan paleotsunami khususnya yang terdapat di pesisir Aceh Besar, Provinsi Aceh. Analisis LIBS menggunakan sumber laser CO2 menunjukkan keunggulan dalam mendeteksi garis emisi unsur dengan rasio intensitas terhadap latar belakang yang rendah dibandingkan laser Nd: YAG. Laser CO2 lebih unggul dalam mendeteksi garis emisi logam berat spesifik tertentu seperti Zn, Cr, Cu, Co, dan Ni yang sulit diidentifikasi menggunakan LIBS Nd: YAG.

The powerful tsunamis of the past decade suggest that our current estimates of earthquake and tsunami potential remain insufficient. Detailed knowledge of both modern and prehistoric tsunamis (paleotsunamis) is crucial for evaluating coastal communities' vulnerability and disaster mitigation strategies. Recently, prehistoric tsunami deposit layers were discovered in a coastal cave in Lhoong, Aceh Besar, Indonesia, indicating that the Aceh Besar coast has been struck by tsunamis at least 11 times between 7400 and 2900 years ago. This suggests a significant likelihood of similar devastating tsunamis impacting the Aceh Besar coast in the future. To date, studies of tsunami deposits on the Aceh Besar coast have primarily relied on geological and sedimentological analyses using various instruments, including high-resolution microscopes and grain size analyzers. However, detailed geochemical marker information for tsunami deposit layers in Pulot and Seungko Mulat villages has not yet been reported. Geochemical analysis is widely used and increasingly recognized for its effectiveness in identifying modern and prehistoric tsunami deposits. In this study, the rapidly advancing technique of Laser Induced Breakdown Spectroscopy (LIBS) has been applied for the geochemical analysis of modern tsunami and paleotsunami deposit layers in Pulot and Seungko Mulat villages. Macroscopic analysis revealed one modern tsunami layer (from the 2004 tsunami) and three paleotsunami deposit layers in each area. The tsunami deposit layers are gray, containing shell materials and plant fragments, with normal grading and sharp contact boundaries separating them from underlying layers. LIBS analysis showed that the tsunami deposit layers contain salt elements (Ca, K, Mg, Na, Al), metals and heavy metals (Si, Fe, Ti, Ba, Sr, Cu, Cr, Pb, Mn, Ni, V), and organic compounds (C, H, O, and N). The emission intensities of these elements were significantly higher in the tsunami deposit layers compared to non-tsunami deposits, such as topsoil and paleo soil layers. Quantitative analysis of these elements using the CF-LIBS method yielded results comparable to those obtained by XRF. However, LIBS offers advantages over XRF, including faster detection of a broader range of elements and the ability to identify low atomic mass elements and specific heavy metals (Cu, Cr, Pb, Co, Zn, Ba, Sr, Co). The emission intensity ratios of Si/Ti, Ca/Ti, and Al/Ti are promising geochemical markers for distinguishing between the 2004 tsunami deposit layers and the paleotsunami deposit layers on the Aceh Besar coast, Aceh Province. LIBS analysis using a CO 2 laser source demonstrated superior detection of element emission lines with low intensity-tobackground ratios compared to the Nd:YAG laser. The CO 2 laser excels in detecting specific heavy metal emission lines such as Zn, Cr, Cu, Co, and Ni, which are challenging to identify using Nd:YAG LIBS.