Sebuah studi terbaru yang diterbitkan dalam jurnal bergengsi Science mengungkap temuan mengejutkan terkait gempa bumi dahsyat berkekuatan 9,0 skala Richter yang mengguncang Jepang pada Maret 2011. Ternyata, gelombang seismik dari bencana yang juga memicu tsunami besar tersebut tidak hanya merambat di lapisan atas bumi, melainkan mampu menembus hingga kedalaman hampir 3.000 kilometer, tepat di batas antara mantel dan inti luar bumi. Lebih mengejutkan lagi, gelombang yang memantul kembali ke permukaan ini diduga kuat menjadi penyebab pergeseran beberapa wilayah Jepang ke arah timur.
Penelitian yang dipimpin oleh ahli seismologi Sunyoung Park dari Universitas Chicago ini menganalisis data seismik yang sangat detail, khususnya sinyal yang dikenal sebagai ScS. Gelombang geser ini bergerak ke bawah, memantul di batas inti-mantel bumi yang cair, lalu merambat kembali ke permukaan. Pada gempa Tohoku 2011, sinyal ScS ini terdeteksi begitu kuat dan jelas, bahkan sampai ke wilayah Tiongkok, serta terekam secara presisi oleh jaringan pengamatan bumi GNSS Jepang, GEONET.
Data observasi GPS yang menjadi sorotan utama para ilmuwan menunjukkan adanya pergeseran signifikan pada sejumlah titik di Jepang. Data tersebut mencatat bahwa beberapa area di Jepang bergeser ke arah timur sejauh 5 hingga 6 milimeter. Awalnya, pergeseran ini sempat dianggap sebagai anomali atau kesalahan dalam pemrosesan data. Namun, setelah dilakukan verifikasi dan koreksi mendalam untuk menyingkirkan berbagai kemungkinan kesalahan teknis, pergeseran tersebut terkonfirmasi sebagai fenomena nyata dan permanen. Fenomena ini juga tidak dapat dijelaskan oleh penyebab konvensional seperti longsoran bawah laut atau pergerakan lempeng tektonik utama yang terjadi saat gempa awal.
Pergeseran misterius ini teramati terjadi tepat pada saat gelombang ScS yang memantul dari batas inti bumi kembali mencapai wilayah Jepang. Melalui pemodelan ilmiah yang canggih, tim peneliti berhasil mengidentifikasi mekanisme di balik fenomena ini. Mereka menemukan bahwa gelombang ScS yang kembali ini memicu gerakan kecil pada antarmuka dua lempeng tektonik. Secara spesifik, gelombang ini memengaruhi interaksi antara Lempeng Pasifik yang sedang menyelusup ke bawah lempeng benua yang menopang bagian utara Jepang.
Pergerakan yang terjadi bukanlah retakan besar atau patahan yang dramatis, melainkan pergeseran yang sangat halus dan terjadi di area yang sangat luas. Jarak pergeseran yang tercatat hanya berkisar milimeter hingga sentimeter. Para ilmuwan menyederhanakan mekanismenya dengan analogi dua permukaan kasar yang saling ditekan. Gaya gesek awal menahan pergerakan hingga gaya yang bekerja cukup kuat untuk mengatasi hambatan, kemudian terjadi gerakan mendadak. Dalam skala gempa besar, inilah yang terjadi. Namun, dalam kasus ini, gelombang ScS yang kembali berfungsi seperti dorongan halus pada patahan yang sudah berada di bawah tekanan tinggi akibat gempa utama.
Meskipun dampaknya lebih lemah dibandingkan guncangan gempa awal, gelombang ScS ini tiba hampir serentak di seluruh wilayah Jepang. Dorongan yang terjadi secara bersamaan di area yang luas ini ternyata cukup untuk memicu pergerakan kecil pada batas lempeng yang sudah tertekan. Energi yang dilepaskan dari pergerakan kecil ini diperkirakan setara dengan gempa berkekuatan 7,5 skala Richter. Namun, karena energi tersebut tersebar di area yang sangat luas, tidak menimbulkan guncangan tambahan yang terasa signifikan oleh masyarakat.
Jika interpretasi ini terbukti benar, maka temuan ini merupakan bukti pertama kalinya pergerakan patahan dipicu oleh gelombang seismik yang memantul dari batas inti dan mantel bumi. Penemuan ini membuka perspektif baru mengenai kompleksitas bencana gempa bumi yang selama ini mungkin belum sepenuhnya dipahami atau bahkan terabaikan oleh para ilmuwan.
Para peneliti menekankan pentingnya temuan ini sebagai pengingat bahwa bahaya seismik yang sebelumnya tidak teridentifikasi bisa saja ada. Wilayah pusat gempa dan sekitarnya berpotensi mengalami pengaktifan kembali pergerakan tanah, bahkan dalam kurun waktu puluhan menit setelah gempa utama mereda. Hal ini mengindikasikan bahwa proses pemulihan pasca-gempa mungkin lebih kompleks dari perkiraan sebelumnya.
Untuk memvalidasi dan menyempurnakan pemahaman mengenai fenomena ini, diperlukan pengamatan lebih lanjut terhadap gempa-gempa besar lainnya di seluruh dunia. Upaya ini penting guna memperdalam pengetahuan kita tentang bagaimana kekuatan alam bekerja jauh di dalam perut bumi dan bagaimana interaksi antara berbagai lapisan bumi dapat memengaruhi permukaan. Hasil studi ini juga berpotensi mengubah model prediksi risiko gempa di masa depan, dengan mempertimbangkan faktor-faktor yang sebelumnya dianggap kurang relevan.
