Sistem Peringatan Dini Tsunami Real-Time Baru Menghitung Ukuran dan Jarak Menggunakan Gelombang Suara Bawah Air


Getty Images Esai berikut dicetak ulang dengan izin dari The Conversation, sebuah publikasi online yang membahas penelitian terbaru. Tsunami adalah salah satu peristiwa alam paling menakutkan yang dialami dunia. Rangkaian gelombang yang disebabkan oleh perpindahan volume air yang besar dapat disebabkan oleh sejumlah peristiwa, termasuk gempa bumi, ledakan bawah air, tanah longsor, atau bahkan dampak meteorit

Getty Images

Esai berikut dicetak ulang dengan izin dari The Conversation, sebuah publikasi online yang membahas penelitian terbaru.

Tsunami adalah salah satu peristiwa alam paling menakutkan yang dialami dunia. Rangkaian gelombang yang disebabkan oleh perpindahan volume air yang besar dapat disebabkan oleh sejumlah peristiwa, termasuk gempa bumi, ledakan bawah air, tanah longsor, atau bahkan dampak meteorit.

Di garis pantai, gelombang yang dihasilkan berevolusi dari tidak terlihat menjadi sangat buruk, mencapai ketinggian puluhan meter sebelum menghantam daratan. Pada tanggal 26 Desember 2004, tsunami di Samudera Hindia - dipicu oleh gempa bawah laut dengan kekuatan 9, 1-9, 3 - mencapai ketinggian 30 meter. Perairan itu menghancurkan sebagian wilayah Indonesia, Sri Lanka, Maladewa, Thailand, dan tempat-tempat lain, dan pengaruhnya terlihat sejauh Afrika Selatan. Lebih dari 230.000 nyawa hilang dan masih banyak lagi orang yang hilang hingga hari ini.

Ketika dipicu, tsunami dapat menghantam pantai dalam beberapa menit, dan paling lama beberapa jam. Saat ini, sistem peringatan dini mengandalkan pengukuran pergerakan pelampung panah - yang mencatat perubahan permukaan laut - atau menilai tekanan dasar dari tsunami yang menyebar. Masalahnya adalah bahwa sistem ini membutuhkan tsunami untuk secara fisik mencapai lokasi pengukuran. Pelampung bisa dipasang di lautan dalam — tetapi ini membutuhkan jumlah pelampung yang tidak realistis. Pilihan kedua adalah memasang pelampung di sepanjang garis pantai, tetapi karena kecepatan tinggi tsunami, itu tidak akan meninggalkan waktu peringatan bagi orang-orang di darat.

Ini adalah pelampung yang melaporkan kenaikan air setinggi 32 kaki tak lama setelah gempa berkekuatan 8, 2 di selatan Alaska. #TsunamiWarning Alaska dan Pantai Barat Kanada pic.twitter.com/TJgipkZ3qk

- Bill Karins (@BillKarins) 23 Januari 2018

Sebagai gantinya, kami telah mengembangkan opsi ketiga untuk meningkatkan jumlah waktu peringatan tsunami — dengan menggunakan gelombang akustik (suara). Gelombang akustik yang terpancar dari gempa bumi dapat melakukan perjalanan jauh lebih cepat daripada tsunami yang telah dipicu. Dan untuk jarak yang lebih jauh — ribuan kilometer — juga, membawa informasi tentang gempa itu sendiri dan juga gelombang tsunami yang akan datang.

Bagaimana itu bekerja

Dengan menggunakan hidropon standar (mikrofon bawah air) kami dapat merekam gelombang suara ini jauh sebelum tsunami datang, dan terlepas dari arah mana tsunami akan bergerak. Sinyal suara berasal dari perubahan tekanan, jadi apa yang sebenarnya kami analisis adalah serangkaian data tentang bagaimana tekanan berubah seiring waktu.

Meskipun pelampung juga mendeteksi perubahan tekanan, bagian depan tsunami harus benar-benar menjangkau pelampung agar kita tahu bahwa ada ketinggian di permukaan air. Dengan menggunakan hydrophones, Anda hanya perlu menangkap sinyal suara. Sinyal-sinyal ini bergerak secara radial sehingga tidak masalah jika bagian depan tsunami mengarah ke lokasi mikrofon atau menjauh darinya, gelombang suara akan direkam dengan cara apa pun.

Meskipun gagasan untuk menggunakan gelombang suara untuk memprediksi tusnamis telah dikemukakan sebelumnya kunci untuk ide kami adalah metode matematika baru yang dapat digunakan untuk menganalisis sinyal suara yang direkam ini dalam waktu dekat. Hal ini didasarkan pada asumsi bahwa gangguan bawah laut yang menyebabkan gempa bumi lebih ramping — lebarnya jauh lebih kecil daripada panjangnya, yang merupakan kasus di banyak letusan yang diketahui. Dengan mengasumsikan ini, kita dapat mulai mencari tahu bagaimana suara telah berevolusi saat bergerak.

Setelah kami menyelesaikannya, kami dapat kembali dan menggunakan sinyal tekanan untuk mengambil properti utama kesalahan, seperti lokasi, panjang, lebar, waktu, durasi, kecepatan, ketinggian, dan orientasi. Dengan menggunakan ini, kita tidak hanya dapat memperingatkan tsunami tetapi juga memperkirakan ukurannya jauh sebelum mencapai garis pantai.

Dengan data ini, kita dapat mengevaluasi dampak tsunami di garis pantai dan memberikan penilaian ancaman yang cepat hanya dalam beberapa menit dari sinyal awal yang direkam.

Sementara kami berupaya menyesuaikan metode kami sehingga akan berjalan secara otomatis, kami mengantisipasi bahwa pemerintah di seluruh dunia akan mengambil gagasan itu dan menggunakannya untuk menciptakan sistem peringatan dini yang baru, lebih cepat, untuk masyarakat pesisir.

Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation. Baca artikel aslinya.