Bagaimana gempa bumi dimulai? Ini adalah pertanyaan kuno - dan sementara para ilmuwan telah mengesampingkan para dewa pendendam yang disalahkan selama beberapa milenium terakhir, setuju bahwa getaran lebih merupakan masalah penggilingan lempeng tektonik daripada kemurkaan Poseidon, banyak aspek dari teka-teki seismik ini tetap suram.
Salah satu misteri yang sedang berlangsung adalah fenomena guncangan, getaran kecil, terkadang tak terlihat yang dapat mendahului gempa besar di daerah yang sama selama beberapa hari atau minggu. Studi telah menemukan bahwa di mana saja dari 10% hingga 50% dari gempa bumi besar mengikuti minishocks ini. Hal ini telah menyebabkan banyak peneliti bertanya-tanya apakah guncangan adalah kebetulan geofisika atau fitur standar gempa besar yang instrumen modern tidak cukup sensitif untuk dideteksi dengan pasti.
Sebuah studi yang diterbitkan 30 Juli dalam jurnal Geophysical Research Letters menawarkan bukti baru yang meyakinkan untuk hipotesis kedua. Dengan menggunakan katalog aktivitas gempa paling komprehensif di California Selatan, tim peneliti menemukan bahwa sekitar 72% gempa besar (berkekuatan 4.0 atau lebih besar) di wilayah ini antara 2008 dan 2017 mengikuti berbagai guncangan yang terjadi hingga sebulan sebelum gempa. peristiwa.
"Kami berharap bahwa pengamatan ini akan membantu menginformasikan model fisik yang lebih baik tentang bagaimana gempa bumi dimulai," kata pemimpin penulis studi Daniel Trugman, seismolog di Los Alamos National Laboratory di New Mexico, kepada Live Science. "Dengan pemahaman fisik yang meningkat ini, pada akhirnya kita akan dapat meningkatkan prakiraan gempa juga."
Trugman dan rekan-rekannya mulai berburu untuk foreshock dengan menyusun katalog sekitar 284.000 gempa bumi yang terdeteksi oleh berbagai stasiun pemantauan di sekitar California Selatan antara 2008 dan 2017. Dengan menggunakan teknik yang disebut pencocokan templat gempa (QTM), para peneliti melatih komputer untuk mengenali perbedaannya. bentuk gelombang gempa ini dibuat, kemudian menjelajahi catatan untuk petunjuk dari gempa kecil yang menunjukkan pola-pola getaran yang sama, petunjuk yang tersembunyi dalam kebisingan latar belakang bumi yang konstan dan gemuruh.
Tim menghasilkan lebih dari 1 juta gempa bumi tambahan, banyak di antaranya berkekuatan 0,0 atau kurang (seismolog mengukur besarnya gempa pada skala logaritmik, sehingga gempa berkekuatan 0,0 akan sekitar 10.000 kali lebih lemah dari gempa berkekuatan 4.0). Secara total, para peneliti memperluas katalog mereka untuk memasukkan 1,81 juta gempa bumi, atau rata-rata satu gempa setiap 3 detik selama 10 tahun terakhir, kata Trugman.
Dari daftar yang diperluas ini, para peneliti memilih 46 gempa berkekuatan 4.0 atau lebih tinggi untuk belajar untuk aktivitas foreshock. Tapi pertama-tama, tim harus menghitung rata-rata jumlah gempa di dekat setiap garis patahan di California Selatan.
"Jika Anda memilih titik di kerak bumi, terutama di dekat zona patahan aktif, akan ada tingkat kegempaan latar belakang," kata Trugman. "Untuk menunjukkan bahwa ada foreshock, Anda harus menunjukkan bahwa ada lebih banyak gempa daripada yang Anda harapkan menjelang peristiwa yang lebih besar."
Berbekal rata-rata seismik ini, para peneliti menunjukkan peningkatan signifikan secara statistik dalam aktivitas foreshock sesaat sebelum 33 dari 46 gempa besar. Aktivitas guncangan melonjak di mana saja dari tiga hingga 35 hari sebelum guncangan utama, dengan peningkatan rata-rata dalam keributan terjadi sekitar 16 hari sebelum peristiwa besar.
"Hasilnya menunjukkan bahwa kejadian foreshock di alam lebih lazim daripada yang diperkirakan sebelumnya," para peneliti menyimpulkan dalam penelitian mereka.
Dan bagaimana dengan 28% gempa yang tidak memiliki lonjakan aktivitas foreshock? Trugman mengatakan, kemungkinan besar banyak dari gempa-gempa itu yang melihat juga, tetapi para peneliti tidak dapat mendefinisikannya dengan "kepastian 99%."
"Ada sejumlah kasus di mana ada peningkatan aktivitas seismik, tetapi kami tidak yakin itu signifikan secara statistik," kata Trugman. Karena peralatan pemantauan seismik meningkat, demikian juga harus meramalkan deteksi, katanya.
Tetap saja, tambah Trugman, beberapa gempa besar jelas merindukan lonjakan seperti itu sebelum keributan yang hebat dimulai. Dan, di sisi lain, sebagian besar dari gempa kecil yang dia dan timnya temukan tidak mendahului gempa besar sama sekali, yang berarti bahwa hanya dengan melihat peningkatan aktivitas seismik di sepanjang garis patahan yang diberikan bukanlah prediktor andal dari gempa yang lebih besar untuk terjadi. datang.
"Apa yang kami tunjukkan dalam makalah ini adalah bahwa sebagian besar jika tidak semua mainshock didahului oleh aktivitas seismik tinggi yang tidak dapat dijelaskan sebagai seismisitas latar belakang yang sederhana," kata Trugman. "Tapi itu adalah pernyataan yang sangat berbeda dari mengatakan bahwa 'sebagian besar kenaikan dalam kegempaan adalah pertanda yang menandakan bahwa kejutan besar akan terjadi'."
Ini semua menunjukkan bahwa proses yang memulai gempa bumi "cukup bervariasi," kata Trugman, mengingatkan kita bahwa seismolog masih jauh dari dapat meramalkan gempa bumi dengan pasti. Mungkin kita seharusnya tidak membiarkan Poseidon lolos begitu saja.
