News

Teknologi Memprediksi Gempa, dari Perilaku Hewan hingga Satelit

Gempa bumi identik dengan ketidakpastian. Seperti yang terjadi di Cianjur, Senin (21/11/2022) yang menimbulkan seratusan lebih korban meninggal dunia, tidak ada yang memperkirakan sebelum. Para ahli di seluruh dunia pun sudah berusaha menciptakan teknologi memprediksikan gempa.

Gempa bumi merupakan salah satu kekuatan yang paling merusak di planet ini. Dalam dekade terakhir saja, gelombang besar, apa yang disebut gempa bumi ‘hebat” menyebabkan ratusan ribu korban jiwa dan kerugian ekonomi triliunan rupiah karena guncangan dan tanah longsor serta tsunami yang menghancurkan kota-kota.

Mungkin anda suka

Kemampuan kita untuk mengantisipasi waktu dan dampak gempa bumi di masa depan masih sulit dipahami. Para ilmuwan masih tidak dapat memberikan peringatan tentang gempa yang akan datang seperti yang diperingatkan oleh ahli cuaca tentang badai.

Semua pendekatan sudah dilakukan multi-aspek, termasuk memantau aktivitas seismik, kesalahan pencitraan, melakukan eksperimen laboratorium, dan membuat model komputer yang mensimulasikan perilaku gempa. Namun semuanya masih perlu waktu.

Sebenarnya energi dahsyat yang dilepaskan gempa bumi terbentuk selama berbulan-bulan dan bertahun-tahun sebelumnya dalam bentuk tekanan di dalam kerak bumi. Namun para ahli belum menemukan cara yang tepat untuk melihat tekanan ini atau mendeteksi ketika energi di dalam bumi ini mencapai tingkat kemungkinan gempa yang sangat tinggi.

Pada tahun 1970-an, para ilmuwan optimis bahwa metode praktis untuk memprediksi gempa bumi akan segera ditemukan, tetapi pada tahun 1990-an kegagalan yang berkelanjutan membuat banyak orang mempertanyakan apakah itu mungkin. Prediksi gempa bumi besar yang terbukti berhasil belum terjadi dan beberapa klaim keberhasilan masih kontroversial.

Perilaku hewan

Salah satu yang dikenal dalam memprediksi gempa bumi adalah menilai perilaku hewan. Mengutip United States Geological Survey (USGS), referensi paling awal tentang perilaku hewan yang tidak biasa sebelum gempa besar berasal dari Yunani pada tahun 373 SM. Hewan sangat peka terhadap getaran yang lebih kecil beberapa saat sebelum gempa dan menjadi waspada atau menunjukkan perilaku tidak biasa.

Hewan yang dikenal bersifat magnetoreseptif mungkin dapat mendeteksi gelombang elektromagnetik dalam frekuensi ultra rendah dan rentang frekuensi sangat rendah yang mencapai permukaan bumi sebelum gempa bumi. Gelombang elektromagnetik ini juga dapat menyebabkan ionisasi udara, oksidasi air, dan kemungkinan keracunan air yang dapat dideteksi oleh hewan.

Tikus, musang, ular, dan kelabang dilaporkan meninggalkan sarang mereka menuju tempat aman beberapa hari sebelum gempa bumi yang merusak. Banyak bukti anekdot tentang hewan, ikan, burung, reptil, dan serangga yang menunjukkan perilaku aneh mulai dari beberapa minggu hingga beberapa detik sebelum gempa bumi.

Namun, perilaku yang konsisten dan andal sebelum peristiwa seismik, dan mekanisme yang menjelaskan cara kerjanya, masih belum kita ketahui. Kebanyakan, tapi tidak semua, ilmuwan yang mengejar misteri ini ada berasal dari China atau Jepang.

Tinjauan studi ilmiah yang tersedia pada 2018 yang mencakup lebih dari 130 spesies tidak menemukan bukti yang cukup untuk menunjukkan bahwa hewan dapat memberikan peringatan gempa bumi berjam-jam, berhari-hari, atau berminggu-minggu sebelumnya. Seismolog belum menemukan bukti perubahan fisik atau kimia jangka menengah yang memprediksi gempa bumi yang mungkin dirasakan oleh hewan.

Beragam metode peramal gempa

Sudah banyak teknologi yang dicoba untuk meramalkan gempa bumi. Seperti mengunakan hipotesis dilatasi-difusi pada batuan dan kristal di dalam bumi yang dipandang dapat melihat kemungkinan prekursor gempa.

Ada pula yang penelitian yang melihat dari sisi emisi radon. Sebagian besar batuan mengandung sejumlah kecil gas yang dapat dibedakan secara isotop dari gas atmosfer normal. Ada laporan tentang lonjakan konsentrasi gas tersebut sebelum gempa bumi besar yang telah dikaitkan dengan pelepasan karena tekanan pra-seismik atau rekahan batuan. Salah satu gas ini adalah radon, yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktif dari sejumlah kecil uranium yang ada di sebagian besar batuan.

Penelitian prediksi gempa bumi juga telah dilakukan berdasarkan anomali elektromagnetik. Penelitian ini melihat berbagai anomali listrik, resistif listrik, dan fenomena magnetik dikaitkan dengan perubahan tekanan dan regangan pendahuluan yang mendahului gempa bumi.

Masih berkaitan dengan elektromagnetik, ada penelitian tentang sinyal listrik seismik yang disebut metoda VAN. Dalam makalah tahun 1981, para peneliti mengklaim bahwa dengan mengukur voltase geolistrik –yang mereka sebut ‘sinyal listrik seismik’ (SES)– mereka dapat memprediksi gempa bumi.

Berikutnya ada penelitian yang disebut dengan Anomali Corralitos yang cukup dikenal mendeteksi kemungkinan prekursor gempa bumi. Metode ini digunakan beberapa bulan sebelum gempa Loma Prieta tahun 1989. Para ahli menggunakan pengukuran medan magnet bumi pada frekuensi sangat rendah dengan magnetometer di Corralitos, California.

Hanya tiga jam sebelum gempa, pengukuran melonjak menjadi sekitar tiga puluh kali lebih besar dari biasanya, dengan amplitudo berkurang setelah gempa.

Penyelidikan dari sisi fisika juga dilakukan untuk memprediksi gempa. Dalam penyelidikan fisika kristalnya, Friedemann Freund menemukan bahwa molekul air yang tertanam dalam batuan dapat berdisosiasi menjadi ion jika batuan berada di bawah tekanan yang kuat.

Pembawa muatan yang dihasilkan dapat menghasilkan arus baterai dalam kondisi tertentu. Freund menyarankan bahwa mungkin arus ini dapat bertanggung jawab atas prekursor gempa seperti radiasi elektromagnetik, cahaya gempa dan gangguan plasma di ionosfer. Studi tentang arus dan interaksi semacam itu dikenal sebagai ‘Fisika Freund’.

Teknologi satelit

Ada sebuah teknologi satelit yang sedang dikembangkan di NASA dan di tempat lain mungkin dapat melihat tanda-tanda gempa yang akan datang beberapa hari atau minggu sebelum terjadi. Sehingga dapat memberikan waktu bagi publik dan perencana darurat untuk bersiap.

“Ada beberapa metode berbasis satelit yang menjanjikan sebagai pendahulu aktivitas gempa,” kata Jacob Yates, seorang peneliti di Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA, mengutip website NASA. “Salah satu metodenya adalah Interferometric-Synthetic Aperture Radar (InSAR). Pada dasarnya, InSAR adalah saat dua citra radar dari area tektonik tertentu digabungkan dalam proses yang disebut fusi data, dan setiap perubahan gerakan tanah di permukaan dapat dideteksi.”

Teknik ini cukup sensitif untuk mendeteksi gerakan tanah lambat sekecil 1 mm per tahun. Sensitivitas semacam itu, dikombinasikan dengan pandangan luas lanskap yang dapat ditawarkan satelit, memungkinkan para ilmuwan melihat gerakan kecil dan liuk tanah di sekitar garis patahan dengan lebih detail daripada sebelumnya. Dengan mengamati gerakan-gerakan ini, mereka dapat mengetahui di mana titik-titik regangan tinggi terbentuk.

Sekelompok ilmuwan NASA dan universitas yang dipimpin oleh Carol Raymond dari JPL baru-baru ini mempelajari kelayakan peramalan gempa bumi dari luar angkasa. Laporan mereka, yang dirilis pada bulan April, menguraikan rencana 20 tahun untuk menyebarkan jaringan satelit –Sistem Satelit Gempa Bumi Global (GESS)– menggunakan InSAR untuk memantau zona patahan di seluruh dunia.

Dengan beberapa latihan, kata Raymond, para ilmuwan pada akhirnya harus dapat menggunakan data InSAR untuk menyimpulkan kapan tekanan di kerak bumi telah mencapai tingkat berbahaya, mengeluarkan “penilaian bahaya” bulanan untuk kesalahan tertentu. Peramal mungkin melaporkan bahwa kemungkinan gempa besar terjadi, katakanlah, patahan San Andreas selama bulan mendatang adalah 2 persen, atau 10 persen, atau 50 persen.

Sementara satelit InSAR hanya meningkatkan data yang tersedia untuk seismologi ortodoks, ada teknik lain yang mematahkan ortodoksi. Salah satu ide ini adalah mencari lonjakan radiasi inframerah (IR).

Friedemann Freund, asisten profesor fisika di San Jose State University dan seorang ilmuwan di Pusat Penelitian Ames NASA, menjelaskan: “Pada 1980-an dan 90-an, ilmuwan Rusia dan Cina melihat beberapa anomali termal aneh yang terkait dengan gempa bumi di Asia–misalnya, Gempa Zhangbei 1998 di dekat Tembok Besar China Gempa ini terjadi ketika suhu tanah di wilayah tersebut sekitar -20 derajat Celsius. Sesaat sebelum gempa, sensor termal mendeteksi variasi suhu sebesar 6-9 derajat Celsius, menurut dokumen China.”

Satelit yang dilengkapi dengan kamera IR dapat digunakan untuk mendeteksi titik panas ini dari luar angkasa. Faktanya, ketika Freund dan rekannya Dimitar Ouzounov dari Goddard Space Flight Center (GSFC) memeriksa data inframerah yang dikumpulkan oleh satelit Terra milik NASA, mereka menemukan pemanasan tanah di India barat tepat sebelum gempa kuat 26 Januari 2001 di Gujarat. “Anomali termal sebesar +4,” kata Freund.

Apa yang menyebabkan batuan di bawah tekanan memancarkan radiasi infra merah? Tidak ada yang yakin. Spektrum frekuensi emisi menunjukkan bahwa panas internal dari gesekan, misalnya, batu yang saling bergesekan.

Sayangnya semua teknologi itu masih belum memprediksi gempa secara tepat. Masih perlu waktu para ahli untuk memecahkan rahasia alam dari fenomena gempa bumi ini. Suatu hari laporan cuaca lokal tidak hanya akan meramalkan badai di atas kita, tetapi juga badai yang terjadi di bawah kaki kita.

Yang hanya bisa kita lakukan saat ini adalah mempersiapkan dan melakukan segala sesuatu untuk menimalkan korban dan kerusakan. Dari mulai waspada terhadap kawasan gempa, membangun instratruktur yang tahan gempa serta memantapkan penanganan pasca-gempa.

Beri Komentar (menggunakan Facebook)

Back to top button