Dasar tempat kita berdiri tidak sekokoh kelihatannya. Beberapa faktor menyebabkan seluruh bumi berguncang dan goyah. Ketegasan dan kekekalan tanah di bawah kaki kita adalah ilusi yang diciptakan oleh sudut pandang kita yang terbatas. Planet kita berputar pada porosnya setiap 23 jam 56 menit dan 4 detik. Ia juga berputar mengelilingi matahari, tata surya berputar mengelilingi pusat Bima Sakti, dan galaksi bergerak cepat melalui alam semesta menuju Penarik Besar. Kecepatan yang terlibat dalam semua tindakan ini memusingkan.
Bahkan jika semua ini tidak diperhitungkan, Bumi masih jauh dari stabil. Di suatu tempat di bawah kita, bebatuan besar terus-menerus saling menghancurkan, membentuk lembah, mendorong gunung keluar. Berbenturan dan seret satu sama lain untuk membentuk sungai dan samudra. Bumi di bawah kita terus-menerus dan selalu berubah, menggeliat dan bergoyang.
Untuk sebagian besar, ini baik-baik saja. Namun, pemahaman kita yang berkembang tentang fenomena ini memungkinkan kita untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara kerja bagian dalam planet kita. Juga nyaman bagi siapa saja yang mencoba menavigasi dan mendaratkan pesawat ruang angkasa. Ada tujuh hal yang membuat bumi bergerak. “Eppur si muove!” Kata Galileo. Namun ternyata.
Di bawah tekanan
Bola meja adalah bola yang sempurna, sehingga berputar dengan mulus di sekitar sumbu tetap. Meski demikian, Bumi bukanlah bola, dan massa di dalamnya tidak terdistribusi secara merata dan cenderung bergerak. Oleh karena itu, sumbu yang mengelilingi planet dan kutub dari sumbu ini bergerak. Selain itu, karena sumbu rotasi berbeda dari sumbu di mana massa seimbang, bumi akan bergetar saat berputar.
Osilasi ini telah diprediksi oleh para ilmuwan di era Isaac Newton. Dan tepatnya, osilasi ini terdiri dari beberapa.
Video promosi:
Salah satu yang terpenting adalah osilasi Chandler, yang pertama kali diamati oleh astronom Amerika Seth Chandler Jr. pada tahun 1891. Hal tersebut menyebabkan tiang bergerak 9 meter dan menyelesaikan satu siklus penuh dalam 14 bulan.
Sepanjang abad ke-20, para ilmuwan telah mengemukakan berbagai alasan, antara lain perubahan penyimpanan perairan benua, tekanan atmosfer, gempa bumi, interaksi di batas inti dan mantel bumi.
Ahli geofisika Richard Gross dari Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA di Pasadena, California, memecahkan misteri tersebut pada tahun 2000. Dia menerapkan model meteorologi dan kelautan baru untuk pengamatan osilasi Chandler pada 1985-1995. Gross menghitung bahwa dua pertiga dari fluktuasi ini disebabkan oleh fluktuasi tekanan di dasar laut dan sepertiganya oleh perubahan tekanan atmosfer.
"Kepentingan relatif mereka berubah dari waktu ke waktu," kata Gross, "tetapi saat ini penyebab ini, kombinasi dari perubahan tekanan atmosfer dan samudra, dianggap sebagai penyebab utama."
Air mengikis batu
Musim adalah faktor terbesar kedua yang terkait dengan goyangan bumi. Karena mereka menyebabkan perubahan geografis dalam hujan, salju, dan kelembapan.
Para ilmuwan dapat menentukan kutub menggunakan posisi relatif bintang-bintang sejak tahun 1899, dan sejak tahun 1970-an mereka telah dibantu oleh satelit. Tetapi bahkan jika Anda menghilangkan pengaruh fluktuasi musiman dan Chandler, kutub utara dan selatan rotasi masih bergerak relatif terhadap kerak bumi.
Dalam studi yang diterbitkan pada April 2016, Surendra Adikari dan Eric Ivins dari JPL menyoroti dua bagian penting dari teka-teki goyangan Bumi.
Hingga tahun 2000, sumbu rotasi Bumi bergerak ke arah Kanada sejauh dua inci setahun. Tetapi kemudian pengukuran menunjukkan bahwa sumbu rotasi berubah arah ke Kepulauan Inggris. Beberapa ilmuwan berpendapat bahwa ini mungkin akibat dari hilangnya es karena cepatnya mencairnya lapisan es di Greenland dan Antartika.
Adikari dan Ivins memutuskan untuk menguji ide ini. Mereka membandingkan pengukuran GPS posisi kutub dengan data dari GRACE, sebuah studi yang menggunakan satelit untuk mengukur perubahan massa di seluruh Bumi. Mereka menemukan bahwa mencairnya es di Greenland dan Antartika hanya menyumbang dua pertiga dari pergeseran arah kutub baru-baru ini. Sisanya, menurut para ilmuwan, harus dijelaskan oleh hilangnya air di benua-benua, terutama di wilayah daratan Eurasia.
Wilayah ini menderita penipisan akuifer dan kekeringan. Namun demikian, pada awalnya volume air yang terlibat di dalamnya tampaknya terlalu kecil untuk menimbulkan konsekuensi seperti itu.
Oleh karena itu, para ilmuwan melihat posisi daerah yang terkena dampak. “Kita tahu dari fisika fundamental benda berputar bahwa pergerakan kutub sangat sensitif terhadap perubahan dalam jarak 45 derajat lintang,” kata Adikari. Tepatnya di mana Eurasia kehilangan air.
Studi ini juga mengidentifikasi penyimpanan air benua sebagai penjelasan yang masuk akal untuk goyangan lain dalam rotasi Bumi.
Sepanjang abad ke-20, para ilmuwan tidak dapat memahami mengapa sumbu rotasi bergeser setiap 6-14 tahun, menyisakan 0,5-1,5 meter ke timur atau barat dari pergeseran umumnya. Adikari dan Ivins menemukan bahwa dari 2002 hingga 2015, tahun-tahun kering di Eurasia berhubungan dengan ayunan ke timur, dan tahun-tahun basah dengan pergerakan ke barat.
“Kami menemukan pasangan yang cocok,” kata Adikari. "Ini adalah pertama kalinya seseorang berhasil mengidentifikasi kecocokan sempurna antara gerakan kutub antar tahun dan kelembapan kekeringan antar tahun global."
Dampak teknogenik
Pergerakan air dan es disebabkan oleh kombinasi proses alam dan tindakan manusia. Tapi ada efek lain yang mempengaruhi goyangan bumi.
Pada tahun 2009, Felix Landerer, juga dari JPL, menghitung bahwa jika tingkat karbon dioksida meningkat dua kali lipat dari tahun 2000 hingga 2100, lautan akan menghangat dan meluas sehingga Kutub Utara akan bergerak 1,5 sentimeter setahun menuju Alaska dan Hawaii untuk abad berikutnya. …
Demikian pula, pada tahun 2007 Landerer memodelkan efek pemanasan laut yang disebabkan oleh peningkatan tekanan dan sirkulasi yang sama dari karbon dioksida di dasar laut. Dia menemukan bahwa perubahan ini dapat menggeser massa di garis lintang yang lebih tinggi dan mempersingkat hari sekitar 0,1 milidetik.
Gempa bumi
Bukan hanya volume besar air dan es yang memengaruhi rotasi bumi saat bergerak. Perpindahan batuan juga memiliki efek ini jika cukup besar.
Gempa bumi terjadi ketika lempeng tektonik yang membentuk permukaan bumi tiba-tiba mulai "bergesekan" saat lewat. Ini juga bisa berkontribusi. Gross mengukur gempa berkekuatan 8,8 skala Richter yang melanda pantai Chili pada tahun 2010. Dalam studi yang belum dipublikasikan, dia menghitung bahwa pergerakan lempeng menggeser sumbu bumi dari keseimbangan massa sekitar 8 sentimeter.
Tapi ini hanya berdasarkan evaluasi model. Sejak itu, Gross dan lainnya telah mencoba mengamati pergeseran aktual dalam rotasi bumi dari data gempa dari satelit GPS.
Sejauh ini, hal tersebut tidak berhasil, karena agak sulit untuk menghilangkan semua faktor lain yang mempengaruhi perputaran bumi. “Modelnya tidak sempurna dan ada banyak noise yang menutupi sinyal gempa kecil,” kata Gross.
Pergerakan massa yang terjadi saat lempeng tektonik lewat di dekatnya juga mempengaruhi lamanya hari. Gross menghitung bahwa gempa bumi berkekuatan 9,1 yang melanda Jepang pada tahun 2011 mengurangi durasi hari tersebut sebesar 1,8 mikrodetik.
Bumi bergetar
Saat gempa bumi terjadi, ia memicu gelombang seismik yang membawa energi melalui perut bumi.
Ada dua jenisnya. "Gelombang-P" beberapa kali memampatkan dan memperluas materi yang dilaluinya; getaran bergerak ke arah yang sama dengan gelombang. "Gelombang S" yang lebih lambat mengguncang bebatuan dari sisi ke sisi, dan getarannya berada pada sudut yang benar ke arah perjalanannya.
Badai yang hebat juga dapat menciptakan gelombang seismik yang lemah, serupa dengan yang menyebabkan gempa bumi. Gelombang ini disebut mikroseisme. Sampai saat ini, para ilmuwan tidak dapat menentukan sumber gelombang S pada mikroseisme.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada Agustus 2016, Kiwamu Nishida dari Universitas Tokyo dan Ryota Takagi dari Universitas Tohoku melaporkan menggunakan jaringan 202 detektor di selatan Jepang untuk melacak gelombang P dan S. Mereka menelusuri asal mula gelombang hingga badai besar Atlantik Utara yang disebut "bom cuaca": dalam badai ini, tekanan atmosfer di pusat turun luar biasa dengan cepat.
Melacak mikroseisme dengan cara ini akan membantu peneliti lebih memahami struktur internal bumi.
Pengaruh bulan
Tidak hanya fenomena duniawi yang mempengaruhi pergerakan planet kita. Studi terbaru menunjukkan bahwa gempa bumi besar terjadi dengan bulan purnama dan bulan baru. Mungkin ini karena Matahari, Bulan, dan Bumi sejajar, sehingga meningkatkan gaya gravitasi yang bekerja di planet tersebut.
Dalam sebuah penelitian yang diterbitkan pada September 2016, Satoshi Ida dari Universitas Tokyo dan rekan-rekannya menganalisis tekanan pasang surut selama dua minggu sebelum gempa bumi besar dalam dua puluh tahun terakhir. Dari 12 gempa bumi terbesar dengan magnitudo 8,2 atau lebih besar, sembilan terjadi saat bulan purnama atau bulan baru. Untuk gempa bumi kecil, tidak ada korespondensi yang ditemukan.
Ida menyimpulkan bahwa pengaruh gravitasi tambahan yang terjadi pada saat-saat tersebut dapat meningkatkan pengaruh gaya pada lempeng tektonik. Perubahan ini harus kecil, tetapi jika lempengan sudah diberi energi, gaya tambahan mungkin cukup untuk memicu rekahan besar pada batuan.
Namun, banyak ilmuwan yang meragukan temuan Ida, karena ia hanya mempelajari 12 gempa.
Gemetar matahari
Yang lebih kontroversial adalah gagasan bahwa getaran yang berasal jauh di dalam Matahari dapat menjelaskan sejumlah fenomena gemetar di Bumi.
Saat gas bergerak di dalam matahari, mereka menimbulkan dua jenis gelombang yang berbeda. Mereka yang lahir dalam proses perubahan tekanan disebut mode-p, dan yang terbentuk ketika material padat tersedot oleh gravitasi disebut mode-g.
P-mode membutuhkan waktu beberapa menit untuk menyelesaikan siklus getaran penuh; g-mod membutuhkan waktu dari sepuluh menit hingga beberapa jam. Jumlah waktu ini disebut "periode" mod.
Pada tahun 1995, sebuah kelompok yang dipimpin oleh David Thomson dari Queen's University di Kingston, Kanada, menganalisis pola angin matahari - aliran partikel bermuatan yang berasal dari matahari - dari tahun 1992 hingga 1994. Mereka melihat osilasi yang memiliki periode yang sama dengan mode p dan g, menunjukkan bahwa getaran matahari entah bagaimana terkait dengan angin matahari.
Pada tahun 2007, Thomson kembali melaporkan bahwa fluktuasi tegangan yang tidak dapat dijelaskan pada kabel utilitas bawah laut, pengukuran seismik di Bumi, dan bahkan pemutusan panggilan telepon memiliki pola frekuensi yang konsisten dengan gelombang di dalam Matahari.
Namun, para ilmuwan percaya bahwa klaim Thomson memiliki dasar yang goyah. Menurut simulasi, getaran matahari ini, terutama g-mode, seharusnya sangat lemah pada saat mencapai permukaan Matahari sehingga tidak dapat mempengaruhi angin matahari dengan cara apa pun. Bahkan jika tidak demikian, pola-pola ini pasti telah dihancurkan oleh turbulensi medium antarplanet jauh sebelum mencapai Bumi.
Mungkin ide Thomson salah. Tetapi ada banyak alasan lain mengapa planet kita bergetar dan bergoyang.
ILYA KHEL
