Pantulan Gelombang Gempa Mengonfirmasi Adanya Lapisan Kelima Bumi

DREW WHITEHOUSE, DKK.

Gempa bumi di Alaska menyebabkan gelombang seismik menembus inti bumi yang paling dalam, 2023.

JAKARTA, KOMPAS — Penelitian terbaru mengonfirmasi keberadaan lapisan kelima di dalam bumi, yaitu inti terdalam, selain inti dalam, inti luar, mantel, dan kerak bumi. Data ini didapatkan dari pencatatan data gelombang seismik yang disebabkan oleh gempa bumi.

Laporan ini dipublikasikan seismolog dari The Australian National University (ANU) di jurnal Nature Communications pada Selasa (21/2/2023).

Dengan mengukur kecepatan yang berbeda dari gelombang gempa bumi yang menembus dan melewati inti dalam bumi, para peneliti berhasil mendokumentasikan bukti adanya lapisan berbeda di dalam bumi yang dikenal sebagai inti terdalam, berupa ”bola logam” padat yang berada di tengah dari inti dalam.

Keberadaan bola logam ini melengkapi struktur bumi yang selama ini dianggap terdiri dari empat lapisan yang berbeda, yaitu kerak bumi, mantel, inti luar, dan inti dalam. Temuan mengonfirmasi adanya lapisan kelima.

”Keberadaan bola logam internal di dalam inti dalam, inti terdalam, dihipotesiskan sekitar 20 tahun yang lalu. Kami sekarang memberikan bukti lain untuk membuktikan hipotesis tersebut,” ujar Thanh-Son Phạm dari ANU Research School of Earth Sciences.

Temuan ini menarik karena memberikan cara baru untuk menyelidiki inti dalam bumi dan wilayah paling tengahnya.

Profesor Hrvoje Tkalčić dari ANU yang terlibat dalam kajian ini mengatakan, mempelajari bagian dalam inti bumi dapat memberi tahu kita lebih banyak tentang masa lalu dan evolusi planet kita. ”Inti dalam ini seperti kapsul waktu dari sejarah evolusi bumi. Ini adalah catatan fosil yang berfungsi sebagai pintu gerbang ke peristiwa masa lalu planet kita. Peristiwa yang terjadi di bumi ratusan juta hingga miliaran tahun yang lalu,” katanya.

Para peneliti menganalisis gelombang seismik yang bergerak langsung melalui pusat bumi dan mendeteksinya di sisi berlawanan dari dunia tempat gempa dipicu, juga dikenal sebagai antipoda. Gelombang kemudian melakukan perjalanan kembali ke sumber gempa. Dalam kajian ini, para peneliti menganalisis data dari sekitar 200 gempa berkekuatan magnitudo 6 ke atas dari dekade terakhir.

Para ilmuwan ANU menggambarkan proses ini mirip dengan bola pingpong yang memantul bolak-balik. ”Dengan mengembangkan teknik untuk meningkatkan sinyal yang terekam oleh jaringan seismograf padat penduduk, kami mengamati, untuk pertama kalinya, gelombang seismik yang memantul bolak-balik hingga lima kali sepanjang diameter bumi. Studi sebelumnya telah mendokumentasikan hanya satu antipodal terpental,” kata Phạm.

Phạm menambahkan, temuan ini menarik karena memberikan cara baru untuk menyelidiki inti dalam bumi dan wilayah paling tengahnya.

Salah satu gempa bumi yang dipelajari para ilmuwan berasal dari Alaska. Gelombang seismik yang dipicu oleh gempa ini ”memantul” di suatu tempat di Atlantik selatan, sebelum kembali ke Alaska.

AFP/SAM YEH

Petugas pemadam kebakaran berjalan di samping gedung yang runtuh setelah gempa bumi mengguncang sisi timur Taiwan, 18 September 2022.

Besi nikel

Para peneliti mempelajari anisotropi paduan besi-nikel yang terdiri dari bagian dalam inti bumi. Anisotropi digunakan untuk menggambarkan bagaimana gelombang seismik mempercepat atau memperlambat melalui materi inti bumi tergantung dari arah perjalanannya. Ini bisa disebabkan oleh susunan atom besi yang berbeda pada suhu dan tekanan tinggi atau keselarasan yang lebih disukai dari kristal yang tumbuh.

Mereka menemukan gelombang seismik yang memantul berulang kali menyelidiki titik-titik di dekat pusat bumi dari berbagai sudut. Dengan menganalisis variasi waktu perjalanan gelombang seismik untuk gempa bumi yang berbeda, para ilmuwan menyimpulkan struktur mengkristal di wilayah terdalam inti kemungkinan berbeda dengan lapisan luar.

Hal itu mungkin menjelaskan mengapa gelombang mempercepat atau memperlambat tergantung dari sudut masuknya saat mereka menembus inti terdalam.

Menurut tim ANU, temuan tersebut menunjukkan bahwa mungkin ada peristiwa global besar di beberapa titik selama garis waktu evolusi bumi yang menyebabkan perubahan ”signifikan” dalam struktur kristal atau tekstur inti dalam bumi.

”Masih banyak pertanyaan yang belum terjawab tentang inti terdalam bumi, yang bisa menyimpan rahasia untuk menyatukan misteri pembentukan planet kita,” kata Tkalčić.

Rotasi inti bumi

Sebelumnya, kajian dengan metode serupa yang dilakukan Yi Yang dan Xiaxodong Song, keduanya dari School of Earth and Space Sciences, Peking University, ini, dilaporkan di jurnal Nature Geoscience pada Senin (23/1/2023), menemukan inti bumi ini berada kira-kira 5.000 kilometer (3.100 mil) di bawah permukaan tempat kita tinggal dapat berputar secara independen karena mengapung di inti luar logam cair.

Dengan melihat perubahan pada gelombang ini, mereka dapat mengetahui apa yang terjadi di dalam lapisan dalam bumi, jauh lebih dalam daripada yang dapat dicapai oleh bor dan instrumen mana pun. Data mereka merinci perubahan gelombang seismik selama beberapa dekade, dimulai dengan rekaman Alaska dari awal 1960-an hingga rekaman dikumpulkan pada 2021.

Baca juga: Inti Bumi Berputar ke Arah Sebaliknya

Bagian-bagian inti yang sebelumnya menunjukkan tanda-tanda variasi yang jelas tiba-tiba memperlihatkan perubahan yang sangat kecil sekitar tahun 2009, yang menurut mereka menunjukkan bahwa rotasi inti bagian dalam sempat terhenti.

Mereka juga mengambil perubahan penting dalam gelombang yang dimulai sekitar awal 1970-an, yang menunjukkan jeda ini adalah bagian dari osilasi yang terjadi setiap tujuh dekade atau sekitar 35 tahun, ketika inti dalam secara bertahap kembali ke arah yang berlawanan. Dengan siklus ini, mereka memperkirakan perubahan arah putaran berikutnya akan terjadi pada pertengahan 2040-an.