Setelah kerusakan parah akibat tsunami di Sumatra pada Desember 2004, para ilmuwan telah mencari strategi untuk memprediksi gelombang pembunuh di masa depan. Stasiun darat dalam beberapa ribu kilometer dari gempa bumi sebenarnya dapat mengukur perpindahannya menggunakan satelit GPS. Jika mereka sudah bergerak cukup, ada risiko tinggi tsunami.
Ilmuwan universitas yang menggunakan perangkat lunak Global Positioning System (GPS) yang dikembangkan oleh Jet Propulsion Laboratory NASA, Pasadena, Calif., Telah menunjukkan bahwa GPS dapat menentukan, dalam beberapa menit, apakah gempa bumi cukup besar untuk menghasilkan tsunami di lautan. Teknologi yang didanai NASA ini dapat digunakan untuk memberikan peringatan tsunami yang lebih cepat.
Sebuah tim yang dipimpin oleh Dr. Geoffrey Blewitt dari Biro Pertambangan dan Laboratorium Geologi dan Seismologi Nevada, Universitas Nevada, Reno, mendemonstrasikan bahwa ukuran sebenarnya dari gempa besar dapat ditentukan dalam waktu 15 menit menggunakan data GPS. Ini jauh lebih cepat daripada yang mungkin dengan metode saat ini.
“Peringatan tsunami adalah perlombaan melawan waktu,” kata rekan penulis Dr. Seth Stein, Departemen Ilmu Geologi, Universitas Northwestern, Evanston, Illinois. “Tsunami berjalan dengan kecepatan jet, sehingga pusat-pusat peringatan harus secara akurat memutuskan, dalam beberapa menit, apakah akan peringatan masalah. Ini harus dilakukan cukup cepat agar peringatan dapat didistribusikan kepada pihak berwenang di daerah yang terkena dampak sehingga mereka dapat mengimplementasikan rencana respons. Bersama dengan data seismometer dan pelampung laut, GPS menambahkan alat lain yang dapat meningkatkan penilaian bahaya tsunami di masa depan. "
“Kami akan selalu membutuhkan seismologi sebagai peringatan tingkat pertama untuk gempa bumi besar, dan kami akan membutuhkan pelampung laut untuk benar-benar merasakan gelombang tsunami,” tambah Blewitt. “Keuntungan dari memasukkan GPS dalam sistem peringatan adalah dengan cepat memberi tahu seberapa banyak dasar laut bergerak, dan informasi itu dapat secara langsung membuat model tsunami bergerak.”
Metode baru, yang disebut perpindahan GPS, bekerja dengan mengukur waktu sinyal radio dari satelit GPS tiba di stasiun darat yang berjarak beberapa ribu kilometer dari gempa. Dari data ini, para ilmuwan dapat menghitung seberapa jauh stasiun bergerak karena gempa. Mereka kemudian dapat menurunkan model gempa dan ukuran sebenarnya dari gempa tersebut, yang disebut 'momen besarnya'. Besarnya ini terkait langsung dengan potensi gempa untuk menghasilkan tsunami.
Seperti yang diilustrasikan oleh gempa bumi 9,9-9,3 skala Richter pada Desember 2004, metode ilmiah saat ini mengalami kesulitan menentukan besarnya momen untuk gempa yang sangat besar. Gempa itu diperkirakan 8,0 menggunakan teknik seismologis yang dirancang untuk analisis cepat. Karena teknik-teknik ini memperoleh estimasi dari gelombang seismik pertama yang mereka rekam, mereka cenderung meremehkan gempa lebih besar dari sekitar 8,5. Itu adalah perkiraan ukuran yang dibutuhkan untuk menghasilkan tsunami besar di seluruh lautan. Perkiraan awal adalah alasan utama pusat peringatan di Pasifik secara signifikan meremehkan potensi tsunami.
Potensi GPS untuk berkontribusi terhadap peringatan tsunami menjadi jelas setelah gempa bumi Sumatra. Pengukuran GPS menunjukkan bahwa gempa bumi memindahkan tanah secara permanen lebih dari 1 sentimeter (0,4 inci) sejauh India, sekitar 2.000 kilometer (1.200 mil) dari pusat gempa. "Dengan sinyal seperti itu, gempa bumi sebesar ini tidak bisa disembunyikan," kata Blewitt. "Kami berhipotesis bahwa jika data GPS dapat dianalisis dengan cepat dan akurat, mereka akan dengan cepat menunjukkan ukuran sebenarnya gempa bumi dan potensi tsunami."
Untuk menguji kelayakan pendekatan mereka, para ilmuwan menggunakan perangkat lunak pemrosesan data posisi satelit NASA untuk menganalisis data dari 38 stasiun GPS yang terletak pada jarak yang berbeda dari pusat gempa Sumatra. Perangkat lunak ini menunjukkan dengan tepat lokasi stasiun hingga dalam jarak 7 milimeter (0,3 inci). Hanya data yang tersedia dalam 15 menit gempa yang digunakan. Hasil menunjukkan sebagian besar perpindahan tanah permanen terjadi dalam beberapa menit setelah kedatangan gelombang seismik pertama. Analisis mereka menyimpulkan model gempa bumi dan besarnya 9.0 saat, sangat dekat dengan ukuran akhir perhitungan gempa.
“Pemodelan gempa bumi dengan GPS membutuhkan kemampuan yang kuat dan real-time untuk memprediksi di mana satelit GPS berada di ruang angkasa dengan presisi yang akurat, yang dilakukan oleh perangkat lunak kami,” kata Dr. Frank Webb, ahli geologi JPL. “Teknik ini meningkatkan perkiraan cepat ukuran sebenarnya dari gempa bumi hebat dan memajukan kemampuan pemodelan tsunami waktu-nyata.”
Hasil penelitian ini diterbitkan dalam Geophysical Research Letters.
JPL dikelola untuk NASA oleh California Institute of Technology.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA / JPL
