NUSA TENGGARA BARAT — Tekanan pasang surut Matahari dan Bulan terbukti memicu gempa lambat di zona patahan, menurut studi terbaru di jurnal JGR Solid Earth. Model simulasi ilmuwan geoplanet menunjukkan gangguan kecil beberapa kilopaskal bisa memicu pergeseran patahan yang tak terasa di permukaan. Temuan ini membuka jalan baru bagi peramalan gempa berbasis siklus pasang surut.
Gravitasi Matahari dan Bulan menarik kerak Bumi secara konstan, menciptakan tekanan pasang surut yang selama ini dikaitkan dengan pasang naik air laut. Penelitian terbaru memperlihatkan tekanan yang sama bekerja pada batuan padat dan memicu peristiwa seismik yang bergerak jauh lebih lambat dari gempa biasa.
Studi yang diterbitkan di jurnal JGR Solid Earth itu memodelkan bagaimana gangguan pasang surut berdampak pada antarmuka lempeng tektonik. Hasilnya, tekanan sekecil beberapa kilopaskal cukup untuk memicu pergeseran pada patahan tertentu.
Tim ilmuwan geoplanet menggunakan simulasi pegas-balok dan gesekan laju-dan-keadaan untuk menganalisis pergeseran, luncuran, serta penggerindaan di garis patahan. Model ini memperhitungkan resistensi gesekan yang berubah berdasarkan kecepatan dan kondisi kontak antarpermukaan batuan.
Pemicu seismik bergantung pada jenis patahan yang dimodelkan, terutama patahan yang bergeser stabil namun mudah keluar dari zona nyamannya. Peningkatan kecepatan geser menurunkan gesekan di antarmuka, memperkuat pergeseran, dan dalam model ini cukup menghasilkan peristiwa lambat maupun cepat.
"Meskipun tekanan ini sangat kecil, biasanya sekitar beberapa kilopaskal, tekanan ini telah diamati dapat memicu gempa lambat pada beberapa patahan," kata para peneliti.
Mekanisme di balik pemicuan ini menyerupai resonansi, seperti menggesekkan jari basah di tepi gelas anggur hingga menghasilkan bunyi dering, tetapi pada skala planet. Resonansi terjadi ketika durasi gangguan pasang surut cocok dengan skala waktu respons alami suatu patahan.
"Resonansi ini dapat memicu peristiwa lambat bahkan jika gangguannya kecil, mirip seperti mendorong ayunan dengan ritme yang tepat membuatnya bergerak lebih tinggi," ujar para peneliti.
Dua faktor utama menentukan jenis gempa yang dihasilkan, yakni amplitudo atau kekuatan gangguan dan periode atau durasinya. Ketika amplitudo gaya pasang surut rendah, patahan cenderung bergeser perlahan tanpa suara. Namun saat amplitudo melewati ambang batas dan periodenya berada di kisaran tepat, patahan dapat bergeser dan menimbulkan suara gemuruh.
Pola yang dihasilkan model sesuai dengan pengamatan lapangan di sejumlah wilayah. Gempa di Jepang barat daya dan Cascadia di Pasifik Barat Laut sering mencapai puncak pada interval sekitar 12 dan 24 jam, mengikuti siklus pasang surut.
Meski begitu, gangguan pasang surut juga bisa memicu aktivitas seismik yang kompleks, lebih kacau, dan sulit diprediksi. Para peneliti menguji tiga kemungkinan pola waktu peristiwa seismik: dipicu tegangan pasang surut maksimum, dipicu laju tegangan maksimum, atau terjadi acak tanpa pola.
Model menunjukkan dua skenario pertama sama-sama berlaku, bergantung pada waktu siklus pasang surut dan sifat garis patahan.
Pemodelan pengaruh gangguan pasang surut pada kerak Bumi menyediakan kerangka kerja untuk menafsirkan pola pasang surut pada gempa lambat. Kerangka ini berpotensi dimanfaatkan dalam upaya peramalan gempa di masa depan.
Seismolog dapat merekayasa balik gempa yang terdeteksi untuk memastikan sifat patahan, seperti kekuatan gesekan dan seberapa jauh patahan harus bergeser sebelum melemah. Caranya dengan mencocokkan aktivitas seismik terukur dengan aktivitas pasang surut yang posisinya mudah diketahui.
Studi ini memodelkan satu bagian zona patahan secara terisolasi, sehingga masih perlu pengujian lanjutan pada sistem patahan yang lebih kompleks. Meski demikian, temuan ini memperkuat pemahaman bahwa gaya gravitasi benda langit berperan nyata dalam dinamika seismik Bumi.