Di lepas pantai bagian selatan British Columbia, Washington, Oregon, dan California bagian utara terdapat jalur sepanjang 600 mil tempat dasar Samudra Pasifik perlahan-lahan menukik ke arah timur di bawah Amerika Utara. Daerah ini, yang disebut Zona Subduksi Cascadia, merupakan tempat terjadinya patahan megathrust, tempat lempeng tektonik bergerak melawan satu sama lain dengan cara yang sangat berbahaya. Pelat-pelat tersebut dapat terkunci secara berkala dan menimbulkan tekanan pada area yang luas—akhirnya terlepas ketika akhirnya saling bertabrakan. Hasilnya: gempa bumi terbesar di dunia, mengguncang dasar laut dan daratan, dan menimbulkan tsunami setinggi 100 kaki atau lebih. Sesar seperti itu di Jepang menyebabkan bencana nuklir Fukushima pada tahun 2011. Zona serupa juga terdapat di Alaska, Chili, Selandia Baru, dan tempat-tempat lain. Di Cascadia, gempa bumi besar diyakini terjadi setiap 500 tahun, atau bisa juga terjadi beberapa ratus tahun sekali. Yang terakhir terjadi pada tahun 1700.
Para ilmuwan telah lama berupaya memahami struktur bawah tanah dan mekanisme Zona Subduksi Cascadia, untuk menggambarkan di mana gempa bumi paling rentan, seberapa besar gempa tersebut, dan tanda-tanda peringatan yang mungkin ditimbulkannya. Tidak ada hal yang bisa memprediksi gempa bumi; sebaliknya, para ilmuwan mencoba memprediksi kemungkinan berbagai skenario, berharap dapat membantu pihak berwenang merancang peraturan bangunan dan sistem peringatan untuk meminimalkan kerusakan ketika sesuatu terjadi.
Sebuah studi yang baru diterbitkan berjanji untuk memajukan upaya ini. Sebuah kapal penelitian yang menarik berbagai instrumen geofisika canggih di hampir seluruh zona telah menghasilkan survei komprehensif pertama terhadap banyak struktur kompleks di bawah dasar laut. Hal ini mencakup geometri lempeng samudera yang menunjam dan sedimen di atasnya, serta susunan lempeng Amerika Utara yang berada di atasnya. Studi ini baru saja dipublikasikan di jurnal Science Advances.
“Model yang saat ini digunakan oleh badan-badan publik didasarkan pada kumpulan data terbatas dari era tahun 1980-an dan berkualitas rendah,” kata Suzanne Carbotteseorang ahli geofisika kelautan di Universitas Columbia Observatorium Bumi Lamont-Doherty, yang memimpin penelitian. “Megathrust memiliki geometri yang lebih kompleks dari perkiraan sebelumnya. Studi ini memberikan kerangka kerja baru untuk penilaian bahaya gempa bumi dan tsunami.”
Dengan pendanaan dari US National Science Foundation, data dikumpulkan selama pelayaran 41 hari pada tahun 2021 oleh kapal penelitian Lamont, Marcus G. Langseth. Para peneliti di kapal tersebut menembus dasar laut dengan gelombang suara yang kuat dan membaca gemanya, yang kemudian diubah menjadi gambar, agak mirip dengan cara dokter memindai bagian dalam tubuh manusia.
Salah satu penemuan penting: zona patahan megathrust bukan hanya satu struktur yang berkesinambungan, namun dibagi menjadi setidaknya empat segmen, yang masing-masing berpotensi relatif terisolasi dari pergerakan segmen lainnya. Para ilmuwan telah lama memperdebatkan apakah peristiwa di masa lalu, termasuk gempa bumi tahun 1700, yang menghancurkan seluruh zona atau hanya sebagian saja—sebuah pertanyaan kunci, karena semakin lama retakan tersebut terjadi, semakin besar pula gempa yang terjadi.
Data menunjukkan bahwa segmen tersebut terbagi oleh fitur-fitur yang terkubur termasuk sesar-sesar besar, di mana bagian-bagian yang berlawanan saling bergesekan tegak lurus dengan pantai. Hal ini dapat membantu menahan pergerakan pada satu segmen dan berpindah ke segmen berikutnya. “Kami tidak bisa mengatakan bahwa ini berarti hanya satu segmen saja yang akan putus, atau semuanya akan hancur secara bersamaan,” kata Harold Tobin, ahli geofisika di University of Washington dan salah satu penulis studi tersebut. “Tetapi hal ini menambah bukti bahwa ada pecahan yang tersegmentasi.”
Citra tersebut juga menunjukkan penyebab perpecahan: tepi kaku lempeng benua utama Amerika Utara terdiri dari berbagai jenis batuan, terbentuk pada waktu berbeda selama puluhan juta tahun, dengan beberapa di antaranya lebih padat dibandingkan yang lain. Variasi batuan benua ini menyebabkan lempeng samudera yang lebih fleksibel membengkok dan memutar untuk mengakomodasi perbedaan tekanan yang melintasinya. Di beberapa tempat, ruas tersebut turun dengan sudut yang agak curam, di tempat lain dengan sudut yang dangkal.
Para peneliti fokus pada satu segmen tertentu, yang membentang dari Pulau Vancouver ke selatan sepanjang negara bagian Washington, dan berakhir di perbatasan Oregon. Topografi bawah permukaan segmen lainnya relatif kasar, dengan ciri-ciri samudera seperti patahan dan gunung laut yang menunjam bergesekan dengan lempeng atas—fitur yang dapat mengikis lempeng atas dan membatasi seberapa jauh gempa dapat merambat di dalam segmen tersebut, sehingga membatasi ukuran gempa. Sebaliknya, segmen Vancouver-Washington relatif lancar. Artinya, kemungkinan besar bagian tersebut akan patah sekaligus, sehingga berpotensi menjadi bagian yang paling berbahaya.
Pada segmen ini juga, dasar laut menunjam ke bawah kerak benua dengan sudut yang dangkal dibandingkan segmen lainnya. Di segmen lain, sebagian besar antarmuka antar lempeng yang rawan gempa terletak di lepas pantai, namun penelitian ini menemukan sudut subduksi yang dangkal berarti mungkin meluas tepat di bawah Semenanjung Olimpiade Washington. Hal ini dapat memperbesar getaran yang terjadi di lapangan. “Hal ini memerlukan lebih banyak penelitian, namun untuk tempat-tempat seperti Tacoma dan Seattle, hal ini bisa menjadi perbedaan antara kekhawatiran dan bencana,” kata Tobin.
Dengan pendanaan dari Survei Geologi AS, sebuah konsorsium lembaga negara bagian dan federal serta lembaga akademis telah memeriksa data tersebut sejak tersedia untuk mengumpulkan implikasinya.
Mengenai bahaya tsunami, hal ini “masih dalam proses,” kata Kevin Wang, seorang ilmuwan peneliti di Survei Geologi Kanada yang tidak terlibat dalam penelitian ini. IMF menggunakan data tersebut untuk memodelkan fitur dasar laut di Pulau Vancouver yang mungkin menimbulkan tsunami. (Umumnya, tsunami terjadi ketika dasar laut dalam bergerak naik atau turun saat terjadi gempa bumi, mengirimkan gelombang ke permukaan yang memusatkan energinya dan mengumpulkan ketinggian ketika mencapai perairan pantai yang lebih dangkal.) Wang mengatakan hasilnya akan digunakan oleh kelompok lain yang memodelkan tsunami. sendiri, dan kemudian kepada kelompok lain yang menganalisis bahaya di darat.
Penilaian praktis yang dapat mempengaruhi peraturan bangunan atau aspek kesiapsiagaan lainnya mungkin akan dipublikasikan pada awal tahun depan, kata para peneliti. “Ada lebih banyak kompleksitas di sini dibandingkan perkiraan sebelumnya,” kata Carbotte.
Tinggalkan Balasan