Gempa bumi berlangsung selama 32 tahun. Ilmuwan ingin tahu caranya

Ketika gempa berkekuatan 8,5 skala Richter melanda pulau Sumatra di Indonesia pada Februari 1861, gempa itu menyebabkan kejang di bumi, mengguncang dinding air yang menabrak pantai terdekat dan menewaskan ribuan orang.

Sekarang, tampaknya peristiwa tragis itu bukanlah insiden yang terisolasi: itu sebenarnya menandai akhir dari gempa bumi terpanjang yang pernah tercatat, yang merayapi ruang bawah tanah selama 32 tahun. Dikenal sebagai peristiwa selip lambat, jenis gempa bumi ini diketahui berlangsung selama berhari-hari, berbulan-bulan, atau bertahun-tahun. Tapi peristiwa yang baru dijelaskan itu bertahan lebih dari dua kali lebih lama sebagai mantan pemegang rekor, lapor para ilmuwan Geosains alam.

“Saya tidak akan percaya kami akan menemukan peristiwa lambat selama ini, tetapi di sinilah kami menemukannya,” kata penulis studi tersebut. Emma Hill, ahli geodesi di Universitas Teknologi NanyangObservatorium Bumi Singapura.

Penemuan gempa bumi yang lambat menjanjikan untuk membantu para ilmuwan memahami berbagai cara menakjubkan planet kita yang gelisah bergerak – dan potensi mematikan dari peristiwa sunyi ini untuk memicu gempa bumi yang jauh lebih kuat.

Sama seperti sepupu mereka yang berkecepatan tinggi, gempa bumi gerak lambat melepaskan energi yang terakumulasi oleh pergerakan lempeng tektonik. Namun alih-alih memicunya dengan hembusan yang mengguncang tanah, gempa bumi yang lambat perlahan-lahan melepaskan ketegangan dari waktu ke waktu, dan karenanya tidak berbahaya bagi diri mereka sendiri. Meskipun demikian, pergeseran halus di bawah permukaan berpotensi menekan area yang berdekatan di sepanjang patahan, yang dapat meningkatkan risiko getaran yang lebih besar di dekatnya.

Wilayah lain di Indonesia sudah menjadi perhatian. Pulau selatan Enganno “tenggelam terlalu cepat”, kata Rishav Mallick, penulis pertama studi baru dan pemegang gelar doktor. kandidat di Nanyang Technological University di Singapura. Meskipun ia memperingatkan bahwa data tersebut berasal dari satu lokasi, hal itu menunjukkan bahwa gempa bumi gerak lambat mungkin sedang berlangsung di dekat pulau tersebut.

“Ini bukan hanya peristiwa terisolasi di tahun 1800-an,” kata Mallick. “Kami melihatnya terjadi sekarang.”

Petunjuk tertulis di karang

Studi baru bersandar pada juru tulis tak terduga dari perubahan tektonik Bumi: karang.

Jenis karang tertentu, seperti jari Porites, tumbuh ke luar dan ke atas sampai tetap berada tepat di bawah permukaan air. Jika air naik, karang dengan cepat tumbuh ke atas. Jika air jatuh, karang yang terpapar udara mati, sedangkan bagian yang terendam terus tumbuh ke luar. Karena karang ini tumbuh dalam lapisan, seperti pohon yang tumbuh di lingkaran konsentris, para ilmuwan dapat menggunakan kerangka mereka untuk memetakan perubahan relatif pada permukaan air dari waktu ke waktu.

“Mereka pada dasarnya bertindak seperti pengukur pasang surut alami,” Hill menjelaskan.

Perubahan permukaan laut bisa berasal faktor yang terkait dengan perubahan iklim, seperti gletser yang mencair, atau perubahan ketinggian lanskap. Di lepas pantai barat Sumatera, jenis perubahan terakhir ini mengekspos pertempuran bawah tanah antara lempeng tektonik.

Di daerah ini, lempeng tektonik Australia menyelam di bawah lempeng sunda, tetapi terjebak di sepanjang area tepat di bawah busur pulau-pulau di Indonesia. Saat lempeng bertabrakan, lempengan yang turun menarik bumi di atasnya. Ini melenturkan permukaan, yang menarik tepi pelat lebih rendah di laut, tetapi memunculkan bagian lain dari piring.

Jika tegangan naik begitu tinggi sehingga gempa bumi mengoyak daerah itu, daratan akan tiba-tiba bergeser, membalikkan efeknya dan mengirimkan beberapa daerah pantai ke atas. Perubahan seperti itu terjadi setelah a gempa berkekuatan 8,7 merebut Sumatera pada tahun 2005.

“Saat terumbu naik selama gempa bumi, seluruh ekosistem dibiarkan persis di tempatnya,” penulis bersama studi tersebut Aron Meltzner ditulis dalam a blog tentang pengalamannya di bidang tersebut pada tahun 2005 saat menjadi mahasiswa doktoral di CalTech. Karang bercabang, bulu babi, krustasea, kepiting, dan “ikan yang kadang-kadang malang” semuanya terbaring mati atau sekarat, terpapar di daratan yang hampir kering.

Meltzner, yang kini menjadi ahli geologi di Nanyang Technological University di Singapura, telah kembali mempelajari terumbu karang di sekitar Sumatera tahun demi tahun untuk mengungkap banyak catatan yang mereka pegang. Dalam sebuah studi tahun 2015, dia dan rekan-rekannya mendokumentasikan perubahan mendadak di medan gerakan yang mengarah ke gempa bumi raksasa tahun 1861.

Sebelum tahun 1829, aliran tanah di dekat Pulau Simeulue sekitar satu hingga dua milimeter setiap tahun, berdasarkan data karang. Tapi kemudian kecepatannya tiba-tiba melonjak, dengan tenggelamnya bumi hingga 10 milimeter per tahun hingga gempa bumi tahun 1861 mengoyak daerah itu. Tim awalnya mengira perubahan itu karena perubahan wilayah di mana dua lempeng tektonik saling terkait, tetapi mereka tidak yakin apa penyebab pastinya.

Pada tahun 2016, Mallick dari Nanyang Technological University melihat kembali data terumbu karang. Dengan memodelkan fisika zona subduksi dan pergerakan fluida di sepanjang patahan, para peneliti menemukan bahwa perubahan cepat disebabkan oleh pelepasan tegangan yang terakumulasi – permulaan gempa bumi gerak lambat.

Rasa gempa

Gempa bumi lambat baru dikenali sejak akhir 1990-an, ketika gempa pertama kali terlihat di Pasifik Barat Laut Amerika Utara dan wilayah Nankai di lepas pantai Jepang. Pelepasan energi lesu mereka berarti bahwa mereka menyebabkan perubahan halus di permukaan, jadi tidak ditemukan sebelumnya. Teknologi GPS telah meningkat cukup untuk melacak perubahan kecil ini.

Namun, semakin banyak peneliti yang menelusuri sejak itu, semakin lambat gempa bumi, dari pantai Selandia Baru hingga Kosta Rika dan bahkan Alaska. “Kami melihat slip aseismik di mana-mana”, kata Lucile Bruhat, ahli geofisika di Ecole Normale Supérieure (ENS) di Paris, Prancis, yang bukan bagian dari tim studi.

Gempa bumi gerak lambat memiliki banyak rasa yang berbeda. Di Cascadia dan Nankai, gempa bumi lambat menyerang dengan keteraturan yang luar biasa, Sekitar 14 bulan di Cascadia dan masing-masing tiga sampai enam bulan di Nankai. Di kedua tempat tersebut, gempa yang berlangsung lama ini juga diiringi dengan rangkaian gempa kecil yang disebut tremor.

Bruhat mengibaratkan proses tersebut seperti seseorang yang berjalan di atas lantai kayu. “Kamu bergerak dan kayu di sekitarmu retak,” katanya. “Semua retakan akan menjadi getaran.”

Selama bertahun-tahun, para ilmuwan juga menemukan bahwa durasi gempa lambat bisa sangat bervariasi. Di Alaska, misalnya, para peneliti menemukan sebuah peristiwa yang berlangsung setidaknya selama sembilan tahun, hanya menyadari bahwa mereka mencari gempa yang lambat setelah permukaan perayapan berhenti pada tahun 2004, kata Mallick. Peristiwa baru di dekat Sumatera mendorong kemungkinan durasi gempa lambat lebih jauh dari sebelumnya.

“Banyak orang telah menyarankan bahwa peristiwa yang lebih besar, lebih lama, dan lambat ini mungkin terjadi,” kata Laura Wallace, ahli geofisika di University of Texas di Austin dan GNS Science di Selandia Baru, yang bukan bagian dari tim studi. Tetapi pemantauan terus menerus dari pergerakan tanah di dekat zona subduksi hanya berlangsung selama dua dekade terakhir ini, yang berarti bahwa “kami benar-benar hanya melihat gambaran kecil pada waktunya,” katanya.

Mengawasi

Memahami peristiwa lambat ini penting untuk memahami potensi risiko yang ditimbulkannya untuk memicu gempa bumi yang lebih besar. Tanah longsor yang lambat mendahului banyak gempa bumi terkuat yang pernah tercatat, termasuk bencana alam di Indonesia Magnitudo 9,1 gempa Sumantra-Adaman pada tahun 2004, dampak yang menghancurkan Jepang Gempa berkekuatan 9,1 di Tōhoku pada tahun 2011, dan perusak Chili Gempa 8,2 skala Richter pada tahun 2014.

“Ini adalah topik hangat saat ini di lapangan,” kata Noel Bartlow, ahli geofisika yang berspesialisasi dalam gempa bumi lambat di Universitas Kansas yang bukan bagian dari tim studi. Namun, mendemonstrasikan secara tepat bahwa peristiwa selip lambat sebenarnya dapat memicu sensasi geologis yang lebih besar telah lama menjadi tantangan. Tidak semua gempa bumi lambat menyebabkan guncangan hebat.

“Buktinya sedang berkembang, tetapi masih terbatas pada beberapa studi kasus,” katanya.