'Badai bom' yang bisa membuat kita melihat ke dalam Bumi

Badai di mercusuar Hak atas foto Getty Images

Badai kuat di permukaan planet bisa menghasilkan getaran yang membantu geologis untuk melihat seperti apa sebenarnya bagian dalam Bumi.

Maine, yang terletak di pinggir samudera Atlantik di Amerika Utara, sudah tidak asing dengan badai cuaca. Saya sudah menghadapi berbagai angin topan dan badai es dahsyat yang melumpuhkan negara bagian asal saya itu selama berminggu-minggu.

Meski begitu, pada bulan November, sekitar 484.000 penduduk Maine - hampir dua per tiga dari negara bagian itu - tiba-tiba tak mendapat aliran listrik ketika badai yang ganas dan datang mendadak mematikan aliran listrik selama lebih dari satu jam di berbagai area.

Sebagian besar dari kami tidak siap menghadapi situasi itu karena hanya ada sedikit peringatan yang diberikan. Ini bukan badai biasa.

Maine dilanda 'badai bom', istilah bombastis buat sebuah sistem cuaca yang oleh para meteorolog disebut siklogenesis yang eksplosif, atau dalam momen-momen yang tidak berlebihan, ada perkembangan tekanan rendah yang cepat dan intens.

Kecepatan badai yang dihasilkan dari sistem ini bisa mencabut pohon-pohon dan merusak jaringan listrik. Badai ini juga bisa membawa banjir bandang dan erosi. Saking kuatnya, sebuah tim penelitian dari Jepang baru-baru ini menemukan bahwa gelombang samudera yang dihasilkan oleh badai bom ini bisa memperlihatkan bagian dalam Bumi lewat energi seismik.

Dengan mengawasi sinyal seismik ini, maka ahli geologi bisa mendapat cara baru untuk menjelajahi struktur bagian dalam Bumi.

Chris Legro, kepala meteorologi di Badan Cuaca Nasional di Gray, Maine, mengatakan bahwa angin kencang yang dihasilkan dari badai bom ini menciptakan gelombang samudera besar, kadang mencapai ketinggian 7,5 meter sampai hampir 11 meter. Saat gelombang samudera ini berinteraksi dengan dasar lautan, maka ada gerakan halus yang bisa terukur di seluruh dunia menggunakan seismograf.

"(Gelombang seismik) ini bergerak melalui bagian dalam Bumi untuk mencapai sisi lain dunia, dan bisa memberi informasi akan jenis material yang dilewatinya," kata Legro.

Tremor di bagian dalam Bumi

Dengan menggabungkan data jaringan dari lebih dari 200 sensor seismik yang dioperasikan oleh Institut Penelitian Nasional untuk Ilmu Bumi dan Pencegahan Bencana, peneliti Kiwamu Nishida dan Ryota Takagi mengamati tremor di bagian dalam bumi yang jarang terjadi dan cukup halus, atau dikenal sebagai mikroseisme gelombang S, yang menurut mereka terkait dengan siklon bom Atlantik Utara di lepas pantai Greenland pada Desember 2014.

Hak atas foto Jill Brady/Portland Press Herald/Getty Images
Image caption Siklon bom yang melanda Maine, AS, mencabut pohon-pohon dan merubuhkan tiang listrik pada November 2017.

Ini adalah untuk pertama kalinya ilmuwan mengamati tremor atau getaran sejenis ini di dasar laut. Sebelumnya, para pakar hanya mendeteksi gelombang P (getaran yang bisa dirasakan oleh hewan sebelum gempa), namun tak mampu menangkap gelombang S (getaran yang dirasakan manusia saat gempa) yang lebih halus.

"Saya rasa temuan ini menjadi hal penting dan merupakan peningkatan nyata dalam cara kita meneliti struktur interior Bumi," kata Chris Goldfinger, direktur di Laboratorium Tektonik Aktif dan Pemetaan Dasar Laut di bagian Sains Bumi, Laut, dan Atmosfer di Oregon State University.

"Penggunaan mikroseisme yang dihasilkan dari badai mengubah 'kebisingan' menjadi sinyal, maka ini sangat cerdas dan merupakan sesuatu yang sebelumnya tersaring atau malah diabaikan."

Sebagian besar dari apa yang kita ketahui akan struktur bagian dalam Bumi kita peroleh lewat penggunaan gelombang seismik, yang biasanya berasal dari gempa bumi yang terjadi, meski juga bisa berasal dari ledakan dan sumber lain.

Dengan mengecek kecepatan perjalanan gelombang ini melewati Bumi maka kita bisa mengungkap detil komposisi bebatuan di bawah permukaan Bumi. Refleksi yang disebabkan oleh perubahan jenis batu dan antara materi padat dan cair juga bisa menyebabkan gelombang seismik untuk berpindah-pindah, mengungkap lebih banyak informasi.

"Peristiwa cuacanya biasanya tidak pernah melakukan sesuatu seperti ini, maka temuan ini unik," kata Goldfinger.

Meski gempa menjadi alat utama, peristiwa cuaca memberikan sumber baru gelombang seismik yang bisa digunakan untuk melihat interior Bumi, dia menambahkan.

Namun menurut Peter Bromirski dan Peter Gerstoft, peneliti di Scripps Institution of Oceanography di California, mikroseisme bisa lebih efektif dari gempa bumi, yang muncul secara sporadis dan biasanya terkumpul di area patahan. Mikroseisme selalu ada dan berasal dari berbagai sumber.

Hak atas foto PEDRO PARDO/AFP/Getty Images
Image caption Gelombang samudera yang besar menghasilkan getaran di dasar laut yang bisa direkam oleh seismograf di seluruh dunia.

Dan meski semua sistem badai menghasilkan berbagai jenis mikroseisme, sebagian lebih berguna untuk meneliti interior Bumi daripada mikroseisme lain.

"Siklon bom biasanya memiliki ruang jarak yang lebih kecil daripada badai ekstratropis biasa, maka area yang menjadi sumber sinyal bisa dengan lebih baik dibatasi," kata Gerstoft.

Bayangkan selang air di sebuah taman digoyang-goyangkan ke atas dan bawah dengan keras. Gelombang S menyebabkan materi untuk bergerak dengan cara yang sama eksplosifnya, tapi lebih tertata. Gelombang P meregang dan memadatkan tanah, seperti mainan per slinky yang diregangkan di lantai dan di satu ujung terdorong dengan cepat.

Senter seismik

Peneliti Jepang mendeteksi dua jenis gelombang S yang dihasilkan dari siklon bom yang mereka teliti - gelombang SV yang memiliki gerakan eliptis dan dan bisa berubah menjadi gelombang P dan gelombang SH yang bisa menggerakkan materi secara horizontal.

Setiap gelombang menerangi bagian dalam berbeda dari Bumi karena kecepatan individunya dan karakteristiknya, menurut Goldfinger.

"Kita seperti memiliki kotak perkakas dengan banyak senter berbeda, masing-masing bisa menerangi bagian dalam Bumi yang berbeda," katanya.

"Temuan baru ini menambah satu lagi senter, dan menerangi bagian Bumi yang sebelumnya gelap, dan mungkin mengungkap sesuatu yang baru yang ada di sana."

Namun apa yang memberi kekuatan pada badai bom untuk memproduksi gelombang S ini di dasar lautan?

Penyebab utamanya adalah cara terbentuknya gelombang ini yang cukup eksplosif, kata Legro,

"Definisi meteorologi khas dari siklogenesis yang meledak-ledak adalah jika tekanan pusatnya turun 24 milibar dalam 24 jam," katanya. "Perubahan cepat dalam tekanan inilah yang bisa menimbulkan angin keras di permukaan, dan udara bergerak dengan cepat ke tengah untuk mengisi kekosongan."

Rata-rata ini terjadi 40 kali dalam setahun antara September sampai April di Belahan Bumi Bagian Utara.

Hak atas foto ANDER GILLENEA/AFP/Getty Images
Image caption Badai menerpa San Sebastian, Basque, Spanyol, pada 11 Desember 2017.

Badai-badai ini akan paling banyak berkembang di Atlantik barat laut dan Pasifik barat laut.

Secara lokal, kawasan Amerika Serikat bagian timur laut bisa mengharapkan beberapa bom cuaca ini setiap minggu.

Sebagian bisa langsung menuju laut tanpa masalah, sementara badai lainnya, seperti yang dialami di Maine awal bulan ini, bisa merambah ke timur laut.

Meski ini bukan hal pertama yang terlintas di pikiran para penduduk Maine yang membersihkan pohon-pohon yang tumbang dan memunguti puing-puing setelah siklon bom pada November lalu, bagi para ilmuwan, ini adalah kesempatan emas.

Sayangnya bagi para ilmuwan Jepang, monitor mereka berada di "area bayangan" untuk dilewati oleh gelombang seismik yang menembus bagian dalam Bumi dari Maine. Cairan inti planet Bumi memantulkan dan menyerap energi seismik itu, yang artinya seismograf yang digunakan oleh Nishida dan timnya di Jepang tidak menangkap getaran yang dihasilkan dari badai.

"Siklon bom ini sudah cukup menghancurkan, namun penerapan energi seismiknya tidak luar biasa," kata Nishida. Dia berharap ini mungkin bisa memberi sinyal yang dideteksi di bagian lain dunia, namun mereka tetap harus mendapat data ini.

Dan seperti banyak penduduk Maine, para ahli geologi pun juga berada dalam kegelapan, meski harapannya hanya untuk sementara.

Anda bisa membaca artikel ini dalam versi bahasa Inggris berjudul How bomb cyclones can let us peer deep inside the Earth pada laman BBC Future

Topik terkait

Berita terkait