CN-SEO

Ketika gempa berkekuatan 4,8 skala Richter melanda kota Tewksbury di bagian utara New Jersey pada tanggal 5 April, hal ini menimbulkan kekhawatiran luas. Guncangan kecil terjadi secara sporadis di wilayah tersebut, namun ini adalah yang terbesar sejak tahun 1884, ketika gempa berkekuatan 5 skala Richter melanda dasar laut di lepas pantai Brooklyn, memecahkan dinding dan merobohkan cerobong asap.

Berdasarkan model yang ada, seharusnya gempa tersebut menimbulkan kerusakan besar di pusat gempa, namun hal itu tidak terjadi. Sementara itu, kota New York berguncang lebih keras dari yang diperkirakan, sehingga menimbulkan kerusakan, meskipun kecil. Guncangan meluas hingga Virginia dan Maine. Sebuah studi baru menyarankan mengapa hal ini terjadi, mempertanyakan beberapa asumsi mengenai bahaya gempa bumi regional.

“Ada beberapa perilaku aneh,” kata rekan penulis studi tersebut Won-Young Kim dari Sekolah Iklim Columbia Observatorium Bumi Lamont-Doherty

Meskipun gempa berkekuatan 4,8 SR bukanlah gempa besar secara global, penduduk wilayah Timur Laut AS yang berpenduduk padat tidak terbiasa dengan gempa besar. Survei Geologi AS (USGS) memperkirakan gempa bumi dirasakan oleh sekitar 42 juta orang; sebuah USGS portal daring bahwa laporan gempa bumi yang diperoleh dari orang pertama yang dikumpulkan melalui crowdsourcing menerima hampir 184.000 entri—jumlah terbanyak dibandingkan gempa bumi mana pun di AS, menurut kertas pendamping tentang acara tersebut. Kedua makalah tersebut baru saja terbit di jurnal The Seismic Record.

Beberapa jam setelah gempa, Kim dan rekannya menuju ke pusat gempa untuk mengamati situasi. “Kami memperkirakan akan terjadi kerusakan properti—cerobong asap yang roboh, dinding retak, atau plester yang runtuh, namun tidak ada tanda-tanda yang jelas,” kata Kim. “Kami berbicara dengan petugas polisi, tetapi mereka tidak terlalu antusias. Seperti tidak terjadi apa-apa. Ini adalah respons yang mengejutkan terhadap gempa berkekuatan 4,8 SR.”

Pergerakan permukaan yang diakibatkan oleh gempa bumi diukur pada Skala Intensitas Mercalli yang Dimodifikasi. Berdasarkan besarnya gempa, kedalaman gempa (yang relatif dangkal yaitu 5 kilometer, atau 2,9 mil) dan geologi wilayah tersebut, model yang ada berasumsi bahwa wilayah 10 kilometer di sekitar pusat gempa akan mengalami guncangan berintensitas VII pada skala ini, yang digambarkan sebagai “sangat kuat. .” Sebagian besar struktur yang dirancang dan dibangun dengan baik kemungkinan besar akan runtuh tanpa banyak kerusakan, namun bangunan lain dengan desain atau material yang lebih rendah dapat runtuh, terutama dinding batu dan cerobong asap yang tidak diperkuat.

Namun, tidak ada seorang pun di dalam atau sekitar pusat gempa yang melaporkan adanya gempa berintensitas VII atau mendekati gempa tersebut. Kerusakan hanya terjadi pada retakan kecil di beberapa dinding kering dan beberapa barang terjatuh dari rak. Satu-satunya pengecualian: pabrik yang runtuh ini dibangun pada tahun 1760-an dari batu yang tidak diperkuat, dan sebagian besar berupa bangkai kapal. Sekitar 3,5 mil dari pusat gempa, sebagian fasad pabrik ambruk.

Biasanya, getaran gempa bumi menghilang dengan pola tepat sasaran yang kurang lebih simetris dari sumbernya. Namun bukan itu masalahnya; Guncangan yang lebih kuat dari perkiraan meluas jauh, terutama ke arah timur laut, dan pada tingkat lebih rendah ke arah lain.

Di Newark, NJ, sekitar 20 mil dari pusat gempa, tiga rumah petak hancur sebagian, dan puluhan orang harus dievakuasi. Penduduk Kota New York, 40 atau 50 mil jauhnya, melaporkan pergerakan intensitas IV, dengan guncangan terus-menerus pada jendela, pintu, dan dinding. Lebih dari 150 bangunan laporkan kerusakan kecilterutama retakan dangkal pada batuan. Namun, para pengawas memerintahkan dua gedung di Bronx untuk mendirikan gudang pelindung trotoar ketika retakan muncul di fasadnya, dan sebuah sekolah negeri di Brooklyn harus melakukannya. tutup gimnasium untuk perbaikan akibat retakan berbentuk undakan vertikal di sepanjang dinding bagian dalam. Saluran gas dan air mengalami kebocoran sampai ke Lembah Hudson bagian bawah, dan di Long Island, bagian depan Jeep seseorang meluncur ke dalam lubang pembuangan yang tiba-tiba terbuka. Bahkan masyarakat di beberapa bagian New Hampshire, sekitar 280 mil jauhnya, melaporkan gempa berintensitas III, mirip dengan truk besar yang lewat.

Untuk memahami apa yang terjadi, Kim dan rekan-rekannya di Universitas Nasional Seoul Korea Selatan menganalisis apa yang disebut gelombang Lg. Ini adalah jenis gelombang energi frekuensi rendah yang memantul bolak-balik antara permukaan bumi dan permukaan bumi Silakan―batas antara kerak bumi dan mantel bumi yang pada wilayah ini berjarak sekitar 35 kilometer ke bawah. Analisis menunjukkan bahwa gempa terjadi pada patahan yang belum terpetakan sebelumnya dan membentang dari selatan ke utara. Patahan tersebut tidak vertikal, melainkan menukik ke arah timur ke dalam Bumi dengan sudut 45 derajat.

Menurut analisis, pergerakannya cepat dan kompleks—kombinasi melingkar dari kedua sisi patahan yang meluncur secara horizontal satu sama lain (dikenal sebagai gerakan strike-slip) dan satu sisi juga mendorong dirinya ke atas dan melewati sisi lainnya (dikenal sebagai gaya dorong). . Ketika retakan mulai terjadi, retakan itu menyebar secara horizontal ke utara. Biasanya sebagian besar energi dari gempa bumi mengambil jalur yang hambatannya paling kecil, yaitu lurus ke atas, ke permukaan, di mana tegangan pada batuan paling kecil. Hal itulah yang menjadikan pusat gempa sebagai tempat paling berbahaya.

Namun hal tersebut tidak terjadi di sini, kata para peneliti. Sebaliknya, sebagian besar energi turun, sepanjang kemiringan patahan, dan berlanjut hingga mencapai Moho. Kemudian ia bangkit kembali, muncul di antara tempat-tempat lain di bawah Kota New York, yang secara harfiah memblokirnya. Kemudian gelombang tersebut memantul kembali dan muncul kembali lebih jauh di New England, agak lemah, dan seterusnya, hingga menghilang. Gema jarak jauh kemungkinan besar diperkuat oleh fakta bahwa sebagian besar batuan di dasar wilayah ini keras dan padat, serta menghantarkan energi secara efisien, seperti bunyi bel.

Daerah dari Philadelphia hingga Connecticut barat daya telah mengalami sekitar 500 gempa bumi yang diketahui sejak tahun 1600an hingga saat ini, namun masih banyak lagi gempa bumi yang hampir pasti tidak diketahui sebelum munculnya instrumen seismik modern. Sebagian besar gempa bumi sangat lemah, hanya sedikit orang yang merasakannya, dan sebagian besar gempa bumi lainnya tidak berbahaya. Namun ancamannya mungkin lebih besar dari perkiraan sebelumnya, sesuai dengan makalah sebelumnya dipimpin oleh seismolog Lamont-Doherty Lynn Sykes.

Gempa bumi ini bukan disebabkan oleh pergerakan lempeng tektonik raksasa yang terus-menerus seperti di tempat-tempat yang lebih berbahaya seperti California. Sebaliknya, gempa ini berasal dari zona patahan kuno yang berumur 200 juta tahun, ketika wilayah yang sekarang disebut Eropa terkoyak dari wilayah yang sekarang menjadi Amerika Utara, sehingga menyebabkan pecahnya lapisan bawah permukaan bumi akibat gempa bumi yang dahsyat. Beberapa dari zona rapuh ini masih menetap dan menyesuaikan diri, dan terkadang beberapa di antaranya bergerak secara tiba-tiba.

Berdasarkan catatan sejarah singkat, gempa bumi sebesar bulan April atau sedikit lebih besar terjadi setiap 100 tahun. Namun berdasarkan ukuran kerusakan yang diketahui dan perhitungan lainnya, Sykes dkk. telah memperkirakan bahwa wilayah tersebut dapat mengalami magnitudo 6 setiap 700 tahun, dan magnitudo 7 setiap 3.400 tahun. Skala magnitudonya bersifat eksponensial, sehingga magnitudo 6 10 kali lebih kuat dari 5, sedangkan magnitudo 7 100 kali lebih kuat dari 5. Tidak ada yang tahu apakah gempa seperti itu pernah terjadi atau mungkin terjadi dalam sejarah umat manusia, tetapi jika memang terjadi, itu akan menjadi bencana.

Gempa bumi tanggal 5 April membawa percepatan penelitian baru. Bekerja sama dengan USGS dan peneliti lainnya, Kim membantu mengerahkan jaringan sementara puluhan seismometer di dekat pusat gempa untuk memantau gempa susulan, yang berlanjut selama berminggu-minggu. Sinyal-sinyal ini digunakan untuk memetakan dengan lebih baik berbagai detail gempa, dan kerusakan di area tersebut.

Ahli geologi struktur Lamont-Doherty Folarin Kolawole dan kolega punya memetakan banyak retakan batuan dasar di dekat pusat gempa disebabkan oleh gempa bumi masa lalu yang umurnya tidak dapat ditentukan. Ini mungkin berusia jutaan tahun, kata Kolawole, tetapi bisa juga menunjukkan zona kelemahan yang ada saat ini dan belum dipetakan, yang tersembunyi di bawahnya.

Sedangkan ahli geologi Lamont-Doherty William Menke sedang bekerja untuk mendokumentasikan kemungkinan gempa prasejarah di masa lalu yang lebih baru. Harriman State Park di New York, tepat di seberang perbatasan New Jersey, dipenuhi batu-batu besar yang jatuh ke permukaan ketika gletser dari zaman es terakhir mencair, sekitar 15.000 hingga 20.000 tahun yang lalu. Banyak di antara mereka yang berada dalam kondisi yang tidak seimbang pada posisi aslinya. Hipotesis Menke: jika dia bisa menghitung kekuatan gempa yang diperlukan untuk mengubah batu-batu besar, dia bisa mengesampingkan gempa sebesar itu, setidaknya dalam jangka waktu tersebut.

Kim mengatakan bahwa studi baru ini menunjukkan perlunya menilai kembali bagaimana guncangan dari gempa bumi besar di masa depan dapat menyebar ke seluruh wilayah. “Beberapa negara yang ukurannya tidak terlalu besar mungkin bisa memfokuskan energinya pada pusat populasi. Jika [the April] gempa yang sedikit lebih kuat, atau lebih dekat ke New York City, dampaknya akan lebih besar,” ujarnya. “Kita perlu memahami fenomena ini dan implikasinya terhadap prediksi gerakan tanah.”

Penulis utama penelitian ini adalah YoungHee Kim; rekan penulis lainnya adalah Sangwoo Han, Jun Yong Park dan Min-Seong Seo, semuanya dari Universitas Nasional Seoul.