Menyusul gempa berkekuatan 7,7 skala Richter di lepas pantai timur laut Jepang minggu ini—yang memicu peringatan tsunami dan kekhawatiran akan terjadinya “gempa besar” yang lebih besar—sebuah penemuan ilmiah baru menawarkan terobosan potensial dalam cara kita memahami kehancuran seismik.
Sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Science telah mengidentifikasi tanda seismik spesifik yang terjadi ketika gempa bumi menghantam penghalang bawah tanah, yang secara efektif bertindak sebagai “tanda berhenti” bagi pergerakan bumi.
Mekanisme Pecahnya
Untuk memahami penemuan ini, pertama-tama kita harus memahami bagaimana fungsi gempa bumi. Hal ini dimulai jauh di bawah tanah ketika kekuatan tektonik menciptakan tekanan yang sangat besar di sepanjang garis patahan —sebuah retakan pada kerak bumi. Ketika tegangan ini mengalahkan gesekan yang menahan batuan pada tempatnya, maka patahan akan tergelincir. “Retakan” ini menyebar dengan cepat di sepanjang patahan, melepaskan energi dalam bentuk gelombang seismik.
Skala gempa ditentukan oleh sejauh mana retakan tersebut terjadi. Ini dapat berakhir dengan salah satu dari dua cara berikut:
1. Hilangnya Momentum: Pecahnya secara perlahan kehilangan energi saat bergerak ke area dengan tekanan lebih rendah.
2. Hambatan Fisik: Pecahnya menghantam penghalang struktural di bawah tanah, menyebabkannya berhenti tiba-tiba.
Efek “Pengereman”.
Peneliti Jesse Kearse (Victoria University of Wellington) dan Yoshihiro Kaneko (Kyoto University) berfokus pada skenario kedua. Ketika retakan yang bergerak cepat menghantam penghalang, hal ini menciptakan fenomena yang disebut fase penghentian.
“Ketika retakan terjadi dengan cepat dan menemui penghalang yang tiba-tiba menghentikannya, gelombang kejut akan terjadi,” kata Jesse Kearse.
Kearse membandingkan sensasi tersebut dengan mobil yang tiba-tiba menginjak rem: saat penumpang kembali ke tempat duduknya ketika kendaraan berhenti tiba-tiba, tanah mengalami getaran sekunder yang tajam dalam arah yang berlawanan dengan gerakan awal.
Dengan menganalisis data dari 12 gempa besar global, tim berhasil mengisolasi tanda “fase penghentian” ini pada lima gempa di antaranya. Mereka juga menemukan bahwa fitur dekat permukaan, seperti lapisan batuan yang lebih lunak, dapat memperkuat gelombang kejut ini, sehingga berpotensi meningkatkan keparahan guncangan yang dirasakan oleh orang-orang di permukaan.
Mengapa Ini Penting: Pos Pemeriksaan Bencana
Kemampuan untuk mengidentifikasi hambatan bawah tanah ini sangat penting karena mereka bertindak sebagai “pos pemeriksaan” untuk energi seismik.
- Jika penghalang tersebut bertahan: Gempa bumi dapat diatasi, sehingga mengakibatkan peristiwa yang lebih kecil dan terlokalisasi.
- Jika retakan tersebut pecah: Energi akan tumpah ke segmen patahan berikutnya, yang berpotensi memicu gempa besar yang dahsyat.
Dengan mengidentifikasi tanda-tanda ini dalam data historis, para ilmuwan dapat mulai memetakan penghalang bawah tanah dan menghitung berapa banyak energi yang dapat mereka serap. Hal ini memungkinkan adanya pendekatan yang lebih canggih terhadap analisis bahaya, sehingga membantu para ahli memprediksi tidak hanya di mana gempa bumi mungkin terjadi, namun juga apakah gempa tersebut berpotensi menjadi monster atau dihentikan oleh struktur internal bumi.
Jalan ke Depan
Meskipun temuan ini merupakan sebuah lompatan besar, penelitian saat ini terbatas pada gempa strike-slip (di mana batuan meluncur secara horizontal). Peristiwa baru-baru ini di Jepang adalah gempa dorong (di mana bebatuan bergerak naik dan turun), yang memiliki risiko lebih tinggi untuk menimbulkan tsunami.
Tantangan berikutnya bagi para seismolog adalah menentukan apakah “mekanisme penghentian” ini juga berlaku pada peristiwa gaya dorong, yang akan menjadi alat yang lebih universal untuk memprediksi kekuatan destruktif dari gempa paling berbahaya di dunia.
Kesimpulan: Dengan mengidentifikasi “gelombang kejut” seismik yang disebabkan oleh penghalang bawah tanah, para ilmuwan mengembangkan cara baru untuk memetakan batas gempa, yang berpotensi mengubah kemampuan kita untuk memprediksi apakah gempa akan tetap terjadi secara lokal atau meningkat menjadi gempa besar.
