Air sumur mungkin mengandung tanda-tanda peringatan gempa

Lonjakan natrium dan hidrogen dalam air sumur memperingatkan meningkatnya stres menjelang dua gempa bumi di Islandia, kata para ahli geologi.

Studi baru, yang diterbitkan pada 21 September di jurnal Nature Geoscience, memberikan beberapa bukti terbaik mengenai prekursor gempa bumi. Meskipun telah dilakukan upaya selama berabad-abad, belum ada yang menemukan pendahulu yang dapat diandalkan, yaitu perubahan yang terlihat sebelum gempa bumi. Meskipun ahli seismologi ingin sekali menyelamatkan nyawa dengan memprediksi gempa bumi, bukti dari air sumur bukanlah langkah pertama menuju peringatan dini, melainkan lebih seperti gambaran sekilas tentang jalan yang panjang dan bergelombang.

“Yang kami temukan hanyalah perubahan kimia sebelum dua gempa bumi, dan hanya itu saja,” kata alasdair Skelton, penulis utama studi, ahli geokimia di Universitas Stockholm di Swedia. “Saya tidak ingin memberikan harapan palsu.” (Galeri Foto: Gempa Bumi Merusak di Milenium Ini)

Di sisi lain, Skelton memang berniat membuktikan bahwa kimia air dapat memprediksi gempa bumi. “Itu bukanlah keberuntungan yang acak,” katanya kepada Live Science. “Kami punya alasan untuk percaya bahwa air tanah bisa menjadi indikator perubahan sebelum gempa bumi.”

Tolong gempa

Skelton telah menghabiskan waktu bertahun-tahun untuk menunggu dengan penuh kewaspadaan karena sumur tampaknya merupakan pilihan terbaik untuk mendeteksi gempa bumi sebelum terjadi. Para ilmuwan di Jepang mengamati perubahan kandungan kimia air tanah dan kadar radon sebelum gempa bumi Kobe tahun 1995 dan gempa bumi Izu-Oshima tahun 1978. Perubahan serupa terjadi sebelum gempa bumi tahun 1976 di Tangshan, Tiongkok. Fluktuasi tersebut suatu hari nanti dapat berfungsi sebagai alat prediksi gempa bumi, dengan komposisi kimia yang disesuaikan untuk setiap patahan.

Dengan bantuan kolaborator di Islandia, Skelton memeriksa kandungan air di sumur artesis sedalam 330 kaki di dekat kota Hsavk setiap minggu antara tahun 2008 dan 2013. Unsur-unsur tertentu mulai meningkat empat hingga enam bulan sebelum gempa berkekuatan 5,6 pada bulan Oktober. 21, 2012. Pola tersebut terulang sebelum gempa berkekuatan 5,5 pada 2 April 2013.

Panjangnya penelitian berarti bahwa para peneliti dapat menerapkan uji statistik yang menghubungkan pergeseran kimia dengan gempa bumi. “Sinyal yang kami amati bukan sekedar variasi latar belakang,” kata Skelton.

Hanya hidrogen dan natrium yang lulus tes, kata Skelton. Keduanya meningkat tajam sebelum terjadi gempa bumi, setelah berbulan-bulan mengalami penurunan yang stabil. Pembacaan oksigen, silikon dan kalium juga bergeser, namun tidak pada tingkat yang signifikan secara statistik. Setelah gempa bumi, konsentrasi kembali normal.

Skelton juga memperhatikan fluktuasi serupa pada tahun 2002, ketika beberapa logam di lubang Hsavk yang lebih dalam dan lebih panas melonjak dan kemudian turun kembali beberapa minggu sebelum gempa berkekuatan 5,8 skala richter. Studi ini dipublikasikan pada Agustus 2004 di jurnal Geology.

Skelton mengatakan dia tidak tahu mengapa air bawah tanah di sepanjang zona patahan memberikan peringatan dini gempa. “Kita perlu mengukur penumpukannya sebelum pecah, dan pemahaman kita tentang hal ini sangat buruk,” kata Skelton. Salah satu gagasannya adalah bahwa retakan mikroskopis meluas saat patahan mendekati titik puncaknya, memungkinkan air bawah tanah merembes ke area baru dan melepaskan mineral dari batuan segar. Di Islandia, berbagai sumber air tanah juga bercampur di bawah permukaan sumur, demikian laporan studi baru.

Meskipun gelombang terjadi di sungai dan sumur setelah gempa bumi, hal tersebut merupakan hasil dari proses yang berbeda dibandingkan sebelum guncangan terjadi, kata Skelton. Gelombang gempa bumi berkekuatan 7,9 skala Richter di Alaska menyebabkan sumur di Wisconsin melonjak setinggi 2 kaki pada tahun 2002. Aliran sungai di California yang dilanda kekeringan tiba-tiba mulai mengalir kembali setelah gempa bumi Napa bulan lalu menyebabkan permukaan air tanah berubah.

Namun, ada kemungkinan bahwa gempa bumi dan air tanah di Islandia tidak ada hubungannya dengan peringatan dini, karena Islandia berada di atas gumpalan magma raksasa, atau batuan cair. Dorongan kecil magma secara bersamaan dapat mengubah kimia air tanah dan menyebabkan gempa bumi. “Islandia adalah gunung berapi besar, dan bisa jadi apa yang kita lihat disebabkan oleh pergerakan magma yang lebih dalam,” kata Michael Manga, ahli geologi di Universitas California, Berkeley, yang tidak terlibat dalam penelitian ini. (Lihat foto-foto indah matahari terbenam yang berapi-api di gunung berapi Islandia)

Prediksi mungkin?

Para ilmuwan ingin melihat penelitian yang berlangsung selama beberapa dekade sebelum mereka menerima bahwa fenomena alam apa pun adalah penyebab gempa bumi yang dapat diandalkan. Misalnya, apakah kimia air selalu memprediksi waktu dan tempat terjadinya gempa bumi? Bagaimana dengan ukurannya? Seberapa sering lonjakan natrium diikuti gempa bumi, dan seberapa sering tidak?

“Ada begitu banyak perasaan bahwa hal itu tidak akan pernah bisa dilakukan,” kata Skelton. “Aku hanya ingin perasaan itu sedikit terguncang.”

Banyak seismolog yang meragukan bahwa prediksi gempa bumi akan berkembang lebih dari sekadar kisah tentang anjing yang menggonggong dan kelinci yang panik. Di sisi lain, tahun ini telah terlihat dua jurnal terkemuka, Science dan Nature, mempublikasikan studi tentang prediksi gempa.

“Jelas mereka melihat sesuatu yang lucu terjadi pada kimia air sebelum gempa bumi terjadi, dan itulah yang membuatnya menarik,” kata Manga. “Mungkin ada cara kita dapat mengenali bahwa ada sesuatu yang berubah yang dapat kita deteksi sebelum terjadinya gempa bumi, tapi saya tidak terlalu optimis.”

Hak Cipta 2014 Ilmu Hidup, sebuah perusahaan TechMediaNetwork. Seluruh hak cipta. Materi ini tidak boleh dipublikasikan, disiarkan, ditulis ulang, atau didistribusikan ulang.