Ilmuwan Temukan Bukti Langsung Dampak Gempa Besar di Bawah Laut

Pada tanggal 4 September 2022, Hayato Ueda, ahli geologi dari Universitas Niigata, memulai perjalanan kapal selam dengan pilot Chris May ke jantung Palung Jepang, episentrum gempa bumi dan tsunami dahsyat Tohoku-oki pada tahun 2011. Saat turun ke Di dasar parit pada kedalaman 7.500 meter, mereka menemukan tebing hampir vertikal setinggi 26 meter di sisi timur punggung bukit yang tingginya 60 meter.

Survei batimetri permukaan laut sebelumnya telah mengungkapkan bahwa punggungan tersebut tidak ada sebelumnya, dan muncul tepat setelah gempa besar disertai patahan di sisi timurnya. Dia dan rekan-rekan ilmuwannya di dek menyimpulkan bahwa tebing tersebut merupakan ekspresi permukaan dari pergerakan patahan koseismik. Tebingnya terdiri dari lumpur lunak yang tidak terkonsolidasi. Lereng tebing yang lebih rendah dipenuhi dengan banyak puing-puing dari blok lumpur lunak yang sama, yang jelas-jelas berasal dari tebing. Permukaan rekahan tajam yang teramati dan tepian yang sangat bersudut, baik pada blok tebing maupun blok puing, menunjukkan peningkatan tekanan yang sangat cepat yang memecahkan lumpur lunak sebelum mengalir secara plastis, dan dengan demikian mendukung asal muasal tebing yang bersifat koseismik.

Pengamatan Terperinci

Kendaraan yang melintasi punggung bukit melintasi patahan mengukur topografi secara tepat menggunakan transponder akustik dan pengukur tekanan. Ketinggian dan volume pengangkatan punggung bukit menunjukkan perpindahan sesar koseismik sebesar 80–120 m (nilainya bergantung pada asumsi sudut kemiringan sesar yang mendasarinya) di Palung Jepang.

Perkiraan ini lebih besar dari perkiraan sebelumnya mengenai slip sesar (~65 m) di lereng bawah di sebelah barat sumbu parit. Mereka mengaitkan kelebihan patahan di parit tersebut dengan pengangkatan lokal akibat permukaan atas lempeng Pasifik yang tidak rata, sehingga mengubah geometri dan stabilitas patahan tersebut.

Dampak Geologi dan Terjadinya Tsunami

Gempa bumi besar pada tahun 2011 disebabkan oleh pecahnya dan tergelincirnya patahan batas lempeng antara Pulau Honshu di timur laut Jepang (lempeng Okhotsk) dan lempeng Pasifik yang menunjam. Setelah gempa bumi, banyak studi geodesi dan geofisika menunjukkan bahwa pergerakan sesar koseismik ini mungkin telah merambat ke dalam parit. Karena perubahan topografi akibat pergerakan patahan di dekat permukaan merupakan salah satu penyebab utama terjadinya tsunami, maka penting untuk mengetahui secara pasti apa yang terjadi di palung laut dalam ketika gempa jenis parit seperti yang terjadi pada tahun 2011 terjadi. Namun karena kedalamannya yang sangat dalam, tidak ada kendaraan selam (baik berawak atau dioperasikan dari jarak jauh) yang dapat mengakses dasar Palung Jepang.

Penelitian ini merupakan studi pertama yang mengamati, merekam secara visual, dan mengukur secara tepat perubahan topografi (termasuk lereng sesar) pada parit akibat peristiwa megaquake tipe parit tunggal. Hal ini memverifikasi bahwa slip sesar pasti telah merambat ke permukaan selama peristiwa tahun 2011, dan menyimpulkan bahwa jumlah slip secara lokal setidaknya mencapai 100 m. Hasil-hasil ini diharapkan dapat memberikan kontribusi terhadap pemahaman kita mengenai asal usul dan bahaya tsunami yang dipicu oleh gempa bumi tipe parit.

Referensi: “Sesar Sesar Bawah Laut pada Gempa Tohoku-oki 2011 di Palung Jepang” oleh Hayato Ueda, Hiroshi Kitazato, Alan Jamieson dan tim sains Ekspedisi Cincin Api Penurunan Tekanan 2022 Japan Cruise Leg2, 26 Desember 2023, Komunikasi Bumi & Lingkungan.
DOI: 10.1038/s43247-023-01118-4

Studi ini didanai oleh Dewan Riset Eropa, Yayasan Penelitian Nasional Denmark, dan Masyarakat Jepang untuk Promosi Sains.