Mekanisme Prekursor Gempa Bumi di Ionosfer (2)

Mekanisme Prekursor Gempa Bumi di Ionosfer
Buldan Muslim
Lapan, Bandung

2. Model Modifikasi Medan Listrik Atmosfer
Model modifikasi medan listrik atmosfer menduga bahwa sebelum terjadi gempa bumi terjadi peningkatan radioaktivitas dan konduktivitas listrik yang dapat memodifikasi medan listrik atmosfer yang hampir konstan (Pulinets dkk., 1997; Sorokin, 1998; Sorokin dan Chmyrev, 1998). Radioaktivitas di atmosfer terutama disebabkan oleh unsur-unsur radon, radium, torium, actinium, dan hasil-hasil dekomposinya. Hasil-hasil pengamatan menunjukkan adanya peningkatan jumlah materi radioaktivitas beberapa hari sebelum gempa bumi. Sebagai contoh telah terjadi peningkatan konsentrasi radon di udara sebesar 2.5 kali dan 1.5 kali di air satu minggu sebelum gempa bumi di India Utara. Peningkatan tersebut teramati pada jarak 300 km dari episenter gempa bumi (Virk dan Singh, 1994). Hasil pengamatan lain menunjukkan adanya peningkatan konsentrasi radon sebesar 4 kalinya lima hari sebelum gempa bumi. Analisis statistik menunjukkan bahwa dari 300 gempa bumi yang dianalisis terdapat 70 % kasus peningkatan konsentrasi radon sebelum gempa bumi (Heinicke dkk., 1995).

Keluarnya radon dari bumi bersamaan dengan aliran udara yang keluar dari bumi sampai beberapa kilometer. Kecepatan pembentukan ion terkait dengan konsentrasi radioaktivitas. Sehingga jika ada kenaikan konsentrasi radioaktivitas akan ada konsekwensi yaitu terjadinya peningkatan kecepatan pembentukan ion sehingga konduktivitas atmosfer akan naik (Pulinets, 1997).

Konduktivitas listrik atmosfer yang meningkat akan memodifikasi sistem ionosfer-litosfer yang dianggap oleh Imyanitov dan Shifrin (1962) sebagai kapasitor bola. Sehingga medan listrik arah vertikal antara ionosfer dan listosfer akan berubah. Dekat permukaan bumi kuat medan listrik akan berkurang karena bertambahnya konduktivitas listrik, tetapi pada tempat yang lebih tinggi akan bertambah dibandingkan dengan kondisi tidak ada gangguan. Medan listrik dekat batas bawah ionosfer akan meningkat beberapa kali. Konsekwensinya akan terjadi pemanasan Joule dan peningkatan temperatur elektron di daerah E. Sebagai hasilnya akan terjadi gerakan lokal plasma ionosfer dan terjadi ketidakhomogenan ionosfer. Gejala ini dapat dihubungkan dengan adanya variasi medan magnet ULF-ELF. Di samping itu dengan adanya peningkatan temperatur elektron lapisan E, akan terjadi penurunan koefisien rekombinasi sehingga dapat terjadi peningkatan kerapatan elektron ionosfer lokal di daerah E.

Sebagai perkembangan model modifikasi medan listrik atmosfer ini Pulinet dkk., (1998, 2000, 2006) , Pulinets dan Boyarchuk (2004) mengusulkan model quasi-electrostatic untuk menerangkan prekursor gempa bumi. Model ini didasarkan pada pembentukan medan listrik yang disebabkan oleh karena adanya pemisahan ion-ion positif dan negatif sebagai respon gaya gravitasi. Model ini mencoba menerangkan pengamatan medan listrik vertikal dan peningkatan konsentrasi ozon di dekat permukaan bumi selama persiapan gempa. Radon yang diemisikan akan meningkatkan ionisasi di atmosfer dekat bumi. Ion-ion tersebut terperangkap oleh aerosol. Karena sifat mobilitas yang berbeda maka responnya terhadap gaya gravitasi menyebabkan pemisahan muatan sehingga terbentuk lapisan ion-ion positif di bagian bawah dan ion-ion negatif di bagian atas. Dua lapisan setebal sekitar beberapa meter tersebut menimbulkan medan listrik yang arahnya ke bumi yang menyebabkan peningkatan medan listrik stasioner yang telah ada. Medan listrik statik vertikal tersebut dapat menembus sampai ketinggian 1000 km pada kondisi stasioner.