Para peneliti telah menemukan fitur tersembunyi di bawah Samudera Pasifik yang menjelaskan mengapa gempa bumi dan tsunami dahsyat di Jepang pada tahun 2011 menjadi begitu merusak. Penemuan ini juga memberikan petunjuk baru yang dapat meningkatkan prediksi gempa besar dan tsunami di masa depan.
Sebuah studi baru menemukan bahwa lapisan tipis sedimen lunak yang kaya akan tanah liat di bawah Palung Jepang memainkan peran penting dalam bencana tersebut. Terletak tepat di bawah dasar laut, lapisan yang sangat lemah ini memungkinkan patahan tersebut pecah hingga ke palung saat gempa “mega-thrust” tahun 2011. Akibatnya, dasar laut bergeser hingga kedalaman 130 hingga 200 kaki, sehingga memicu terjadinya tsunami besar.
“Ini setara dengan seluruh area antara Los Angeles dan San Francisco yang bergerak sejauh 130 hingga 200 kaki hanya dalam enam menit,” kata Christine Regalla, seorang profesor di School of Earth and Sustainability di Northern Arizona University dan salah satu penulis studi tersebut. “Kami belum pernah melihat hal seperti ini sejak kami mengamati gempa bumi. Dari apa yang kami pahami, kami tidak berpikir hal itu bisa terjadi.”
Penelitian yang dipimpin oleh Regalla dan lebih dari selusin ilmuwan dari seluruh dunia ini dipublikasikan di Sains.
Lapisan tanah liat tersembunyi di bawah Palung Jepang
Kebanyakan gempa bumi besar dimulai jauh di bawah permukaan bumi. Regalla menjelaskan, ketika lempeng tektonik bergeser, retakan yang menimbulkan gempa biasanya terjadi jauh di bawah tanah. Misalnya, retakan yang menyebabkan gempa bumi berkekuatan 6,8 Nisqually di Pacific Northwest pada tahun 2001 dimulai sekitar 32 mil di bawah dasar laut.
Gempa bumi tahun 2011 di Jepang sangatlah berbeda. Pecahannya hanya mencapai sekitar 15 mil di bawah dasar laut, sehingga memungkinkan patahan tersebut pecah lebih dekat ke dasar laut. Gempa bumi berkekuatan 9,1 yang diakibatkannya memicu salah satu bencana alam paling mematikan dalam sejarah modern Jepang, menewaskan hampir 20.000 orang dan menyebabkan kerugian lebih dari $200 miliar.
Untuk memahami mengapa hal ini terjadi, para peneliti melakukan perjalanan ke Pasifik Barat dengan menggunakan kapal penelitian. Chikyu. Mereka mengebor sekitar 26.000 kaki ke dasar laut, mengambil sampel sedimen dan menganalisis materialnya. Guinness World Records mengakui ekspedisi ini sebagai proyek pengeboran laut ilmiah terdalam yang pernah ada.
Sampel tersebut mengungkapkan lapisan tanah liat pelagis setebal 100 kaki, sedimen yang sangat lembut dan licin yang terbentuk selama jutaan tahun ketika partikel mikroskopis perlahan-lahan mengendap di dasar laut. Terjepit di antara lapisan batuan yang jauh lebih kuat, tanah liat bertindak sebagai “garis robekan” alami yang memusatkan retakan di sepanjang jalur sempit.
“Di Palung Jepang, stratifikasi geologi pada dasarnya menentukan di mana patahan akan terbentuk,” kata Patrick Fulton, salah satu penulis studi dan profesor di Departemen Ilmu Bumi dan Atmosfer di Cornell University. “Ini menjadi area permukaan yang sangat terkonsentrasi dan sangat lemah, sehingga memudahkan retakan menyebar hingga ke dasar laut.”
Mengapa penemuan itu penting
Karena lapisan tanah liat pelagis ini membentang ratusan mil di sepanjang Palung Jepang, para peneliti yakin wilayah tersebut mungkin lebih rentan terhadap gempa bumi dangkal dibandingkan perkiraan sebelumnya. Regalla mengatakan pemahaman di mana lapisan lemah ini berada dapat meningkatkan kemampuan ilmuwan untuk mengidentifikasi daerah yang mampu menimbulkan gempa bumi dan tsunami terbesar.
“Gempa bumi dan tsunami di Jepang tidak hanya berdampak pada masyarakat lokal, namun juga berdampak pada masyarakat di pelabuhan dan masyarakat di seberang lautan,” kata Regalla. “Pikirkan tentang Hawaii: tsunami yang paling dahsyat datang dari Jepang dan Alaska. Ini benar-benar peristiwa global.”
Meningkatkan prakiraan gempa dan tsunami
Para peneliti berharap hasil ini akan membantu para ilmuwan lebih memahami di mana gempa bumi dahsyat dan tsunami paling mungkin terjadi. Pengetahuan ini dapat membantu pembuat kebijakan memperkuat peraturan bangunan, meningkatkan infrastruktur seismik, memperbarui rencana evakuasi, dan lebih mempersiapkan masyarakat menghadapi bencana di masa depan.
“Jepang adalah salah satu pemimpin dunia dalam hal kesiapsiagaan gempa dan tsunami, namun Jepang belum siap menghadapi apa yang terjadi pada tahun 2011,” kata Regalla. “Kita semua perlu lebih memahami di mana kejadian ini bisa terjadi di masa depan. Hanya dengan begitu kita dapat mengembangkan rencana darurat yang akan menjaga keselamatan semua orang.”
