Pada 11 April 2012, gempa berkekuatan 8, 6 di Samudra Hindia mengguncang pantai Sumatra. Hanya sehari kemudian — 3.900 mil (6.230 km) jauhnya — seismolog mendeteksi serangkaian gempa kecil mengguncang pantai timur Jepang.
Tapi ini bukan gempa susulan, gemuruh kecil yang biasanya terjadi setelah peristiwa seismik yang intens. Namun kedua gempa itu mungkin masih terkait, menurut tim peneliti dari Los Alamos National Laboratories.
Gempa bumi terjadi ketika potongan kerak bumi saling tergelincir, diregangkan, atau dikompresi. Titik kontak disebut kesalahan (pada dasarnya, retak). Stres terbentuk dan akhirnya dilepaskan, menghasilkan gerakan yang tiba-tiba. Setelah gempa bumi, wilayah yang terkena dampak, tentu saja, dapat mengalami gempa susulan. Sebagai contoh, gempa bumi Tohoku tahun 2011 memindahkan bagian-bagian Pulau Honshu 13 kaki lebih dekat ke AS
Menurut penelitian yang dipublikasikan hari ini di jurnal Science Advances, gempa besar juga dapat memicu yang lebih kecil di bagian dunia yang jauh dengan mengubah cara batu merespons stres.
"Dalam segala jenis kesalahan, Anda memiliki segalanya mulai dari batuan yang retak hingga material granular, " kata Andrew A. Delorey, ahli geofisika di Los Alamos National Laboratories yang memimpin penelitian baru-baru ini. "Ketika kamu mengocok itu, cara kekuatan ditransmisikan melalui itu akan berubah."
Apakah gempa bumi yang jauh dan besar akan memicu kesalahan lain seperti yang terjadi di Samudra Hindia di Jepang bergantung pada sejumlah faktor: Jumlah aktivitas yang telah terjadi, stres pada kesalahan yang telah dialami, dan jenis bahan dalam kesalahan itu sendiri .
Gempa bumi dan patahan datang dalam beberapa varietas. Pada batas antara lempeng, patahan menghasilkan gempa karena lempeng tidak selalu mulus saling tergelincir. Di California dan di Samudra Hindia di lepas Sumatera, lempeng-lempeng itu saling bergeser secara lateral; ini dikenal sebagai kesalahan strike-slip. Di Jepang, lempeng Pasifik sedang didorong di bawah yang membawa pulau-pulau utama, dan batas itu adalah jenis kesalahan konvergen.
Area yang dipelajari Delorey terdiri dari apa yang disebut sebagai patahan "normal", yaitu daerah kerak yang membentang dan pecah, dan kedua sisi patahan bergerak naik dan turun relatif satu sama lain.
Gempa bumi mengirimkan gelombang seismik melalui batuan di sekitarnya, dan gelombang itu dapat, dan memang, menempuh jarak yang sangat jauh. (Ini adalah salah satu alasan mengapa pendeteksi seismik dapat melakukan tes gempa bumi dan senjata nuklir meskipun mereka sangat jauh). Studi Los Alamos berpendapat bahwa gelombang-gelombang itu mendorong batu-batu di area dengan segera di sekitar sesar, serta sesar itu sendiri, mengubah cara materi dalam sesar merespons terhadap tekanan.
Analogi yang baik adalah tumpukan kerikil: Tergantung pada bentuk awalnya, bentuk yang diambil setelah Anda mengguncangnya akan berbeda dan dengan itu, cara itu akan mengirimkan kekuatan, kata Delorey.
Jika ada banyak aktivitas seismik baru-baru ini di daerah dengan patahan, patahan itu dapat ditekan lebih cepat - inilah yang terjadi di Jepang. Gelombang seismik tambahan dapat mendorong mereka dari atas sehingga mereka tergelincir, menyebabkan gempa bumi sekunder.
Dalam hal ini, gelombang seismik dari Gempa Bumi Samudra Hindia menghantam batuan Jepang yang sudah tertekan, yang telah mengalami gempa Tohoku berkekuatan 9, 0 hanya setahun sebelumnya.
Dalam studi tersebut, tim Delorey melihat dua gempa kecil yang terjadi di lepas pantai timur Jepang 30 dan 50 jam setelah gempa Samudra Hindia. Tembok itu sendiri relatif ringan, besarnya 5, 5 dan 5, 7, masing-masing — orang di pantai tidak akan memperhatikan mereka.
Gempa terjadi dalam satu garis, satu demi satu, menggambarkan jalan yang mengarah kembali ke pusat gempa Samudra Hindia. Tetapi kemungkinan itu bertentangan dengan pola itu, dengan kemungkinan hanya 1 dari 358 bahwa mereka akan terjadi secara kebetulan, menurut penelitian.
Tim juga menemukan bahwa aktivitas seismik di daerah itu umumnya menunjukkan peningkatan tajam tepat setelah gempa Samudra Hindia, yang berujung setelah beberapa hari. Delorey mencatat bahwa dia kebetulan mempelajari daerah dekat Jepang karena pemantauan seismik di sana sangat bagus, tetapi jika hipotesisnya benar, hal yang sama akan muncul di tempat lain di dunia.
Studi Delorey bukanlah pertama kalinya seseorang berteori tentang gempa besar yang menyebabkan cascading yang lebih kecil, tetapi belum pernah diukur secara langsung.
Ini tidak berarti bahwa gempa di Sumatra - atau di tempat lain - akan menimbulkan masalah bagi penduduk California, misalnya, juga tidak berarti bahwa gempa yang jauh akan selalu menyebabkan yang lebih kecil di tempat lain. Perubahan pada kesalahan juga tidak permanen. Kesalahan dapat memulihkan kekuatan dan ketahanannya terhadap selip setelah berminggu-minggu atau berbulan-bulan. Itu bahkan tidak membuat daerah lebih rentan terhadap guncangan, jelas Delorey. "Itu tergantung pada sifat materialnya."
Manfaat nyata mengetahui hal ini terjadi adalah belajar tentang struktur kesalahan. Gelombang seismik besar dapat bertindak seperti radar — dengan mempelajari apa yang terjadi pada mereka sebelum dan sesudah mereka memicu gempa bumi di tempat lain, adalah mungkin untuk melihat struktur sistem kesalahan dengan lebih jelas. "Jika kita melihat gempa yang dipicu kita dapat mempelajari sesuatu tentang tekanan pada kesalahan itu, " kata Delorey. "Kami benar-benar tidak memiliki pegangan yang baik pada perubahan temporal dalam menanggapi bahaya seismik. [Studi] ini bisa membuat kita sedikit lebih dekat."
