Lempeng tektonik

‘Harta karun’ dari petunjuk gempa bisa digali dengan teknik baru

Chmee2 / Public domain

Ahli geologi telah memperbaiki metode untuk memetakan batuan dasar laut, membantu kita lebih memahami gempa bumi bawah laut dan tsunami yang dapat sebabkannya.

Teknik mereka menggabungkan ‘pemetaan akustik’ tradisional dengan metode yang lebih baru yang disebut ‘full waveform inversion’. Mereka menemukan metode baru ini dapat meningkatkan tampilan batuan di sepanjang garis patahan – penahan kerak bumi – di lepas pantai timur Pulau Utara Selandia Baru.

Para peneliti berharap bahwa pandangan mereka yang lebih jelas tentang bebatuan di sekitar garis patahan ini – yang pergerakannya dapat memicu gempa bumi dan tsunami berikutnya – akan membantu mereka lebih memahami mengapa peristiwa seperti itu terjadi.

Lead author Melissa Gray, dari Imperial College London’s Department of Earth Science and Engineering, mengatakan: “Kami sekarang dapat memindai batuan bawah laut untuk melihat propertinya secara lebih rinci. Semoga ini akan membantu kita untuk mengetahui dengan lebih baik bagaimana gempa bumi dan tsunami terjadi. ”

“Harta karun”

Tak jauh dari pantai Pulau Utara Selandia Baru, tepi lempeng tektonik Pasifik berada di bawah tepi lempeng Australia – daerah yang dikenal sebagai zona subduksi Hikurangi.

Subduksi mengacu pada ketika dua lempeng bergerak satu sama lain, membuat tekanan yang akhirnya memicu satu lempeng tiba-tiba ‘tergelincir’ di bawah yang lain. Kemerosotan tiba-tiba ini dapat menyebabkan gempa bumi, yang pada gilirannya memicu tsunami jika terjadi di bawah air. Namun, subduksi juga dapat menyebabkan gempa diam yang dikenal sebagai peristiwa ‘slow slip’, yang melepaskan jumlah energi serupa dengan gempa bumi biasa, tetapi dalam lama waktu yang jauh lebih lama.

Peristiwa slow slip sering tidak diketahui dan tidak menyebabkan kerusakan, tetapi penulis penelitian mengatakan mempelajarinya dapat menjadi “harta karun” informasi. Melissa berkata: “Cara baru kami mempelajari peristiwa-peristiwa slow slip bisa mengungkap banyak petunjuk tentang bagaimana gempa yang lebih besar dan lebih menghancurkan terjadi.”

Teknik pemetaan batuan saat ini menggunakan gelombang suara untuk membuat gambar seperti apa batu yang terlihat berkilo-kilometer di bawah tanah, serta mengungkap betapa keropos dan kerasnya batuan itu dan seberapa banyak cairan dan gas yang mungkin terkandung di dalamnya. Informasi ini membantu para ilmuwan menilai bagaimana bebatuan bisa berperilaku ketika tekanan menumpuk, dan seberapa besar goncangan yang akan terjadi dalam gempa bumi.

Kini Melissa, bersama dengan rekannya di Imperial College London, Dr Rebecca Bell dan Profesor Joanna Morgan, telah menyambungkan informasi gelombang suara saat ini ke dalam teknik pencitraan yang disebut full waveform inversion.

Metode ini membantu mereka melukis gambar zona patahan Hikurangi dengan sangat detail. Mereka juga menangkap kesalahan dangkal yang bertanggung jawab atas tsunami besar Gisborne pada tahun 1947. Contoh dari tsunami besar yang disebabkan oleh gempa slow slip yang relatif kecil.

Metode ini diciptakan berdasarkan konsep ‘pemetaan akustik’, di mana gelombang suara dikirim dari sebuah kapal di permukaan laut ke dasar laut dan beberapa kilometer ke dalam kerak bumi. Lama waktu yang dibutuhkan gelombang untuk memantul dari lapisan batuan berbeda dan kembali ke kapal – sebagaimana direkam oleh mikrofon bawah air yang ditarik di belakang kapal – memberi tahu para ilmuwan jarak ke lapisan dasar laut dan batu, serta kemungkinan komposisi bebatuan.

Para peneliti menggabungkan data dari pemetaan akustik dengan ‘full waveform inversion’. mengubah gelombang suara menjadi resolusi tinggi dan peta dasar laut serta batu yang lebih terperinci. Untuk memeriksa data akurat, penulis membandingkan model dari sifat-sifat batuan yang dipetakan oleh inversi dengan sampel yang dikumpulkan dari pengeboran oleh International Ocean Discovery Program. Mereka menemukan bahwa model dan data nyata cocok, menunjukkan teknik ini akurat dan dapat diandalkan, serta dapat memberikan informasi lebih banyak daripada metode pengeboran saat ini.

Para peneliti mengatakan kombinasi teknik tersebut dapat membantu pemerintah untuk menghasilkan peta bahaya gempa bumi dan tsunami yang lebih akurat.

Co-author studi, Dr. Bell mengatakan, “Kita bisa menggunakan ini untuk mempelajari daerah rawan gempa dan tsunami di sekitar Selandia Baru dan seluruh dunia.”

Selanjutnya, mereka akan bekerja untuk memetakan titik di mana dua tepi lempeng tektonik menyentuh ke kedalaman 10-15 kilometer.

Dr Bell menambahkan: “Meskipun tidak ada yang melihat garis patahan pada skala seperti itu sebelumnya, kita masih belum tahu sifat-sifat batas lempeng Hikurangi pada kedalaman di mana slow slip terjadi.

“Pada akhirnya, kami ingin memahami mengapa beberapa slip menyebabkan gempa bumi dahsyat, sementara yang lain tidak.”

Riset ini didanai oleh Natural Environment Research Council (NERC).

Jurnal Referensi:

Gray, M.,  Bell, R. E.,  Morgan, J. V.,  Henrys, S.,  Barker, D. H. N., & the IODP Expedition 372 and 375 science parties ( 2019).  Imaging the shallow subsurface structure of the north Hikurangi subduction zone, New Zealand, using 2‐D full‐waveform inversion. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,  124, 9049– 9074. https://doi.org/10.1029/2019JB017793

Tautan ke artikel : ‘Treasure trove’ of quake clues could be unearthed by wavy new technique / Imperial College London

Diterjemahkan oleh saintifia dengan seizin dari yang bersangkutan, segala kesalahan translasi menjadi tanggungjawab kami.