Rotasi Bumi: Dipercepat Gempa, Diperlambat Pasang Surut Air Laut

Foto: universetoday.com

Beberapa hari setelah gempa Chile 27 Februari 2010 dan gempa Jepang 11 Maret 2011, peneliti JPL NASA mengabarkan bahwa gempa besar berdampak pada percepatan rotasi Bumi dan pergeseran poros ”gambar Bumi”. Bagi sebagian orang, beritatersebut mengejutkan. Tetapi sebenarnya, percepatan dan pelambatan rotasi Bumi terus terjadi. Bumi kita secara terus menerus dipercepat oleh pergeseran lempeng Bumi dan diperlambat olah pasang surut Bulan dengan efek yang lebih kuat. Apa yang sesungguhnya terjadi?

Pergeseran lempeng yang sebenarnya menyebabkan percepatan rotasi itu, bukanlah gempanya. Gempa sekadar indikator pelepasan energi akibat pergeseran lempeng Bumi. Karena ada pergeseran lempeng Bumi, maka kesetimbangan “bola” Bumi berubah. Sesungguhnya “bola” Bumi bukanlah bola sempurna, tetapi bola pepat di arah kedua kutubnya (oblate spherical) dengan distribusi massa yang tidak merata.

Dalam Geodesi, bentuk Bumi yang tak mulus itu menjadi kajian menarik. Poros “gambar Bumi” Geodetik itu dirumuskan sebagai poros yang menjadikan massa Bumi relatif setimbang di sekitar poros. Jadi poros “gambar Bumi” (Earth’s figure axis) tidak sama dengan poros Astronomis (poros utara selatan) yang menggambarkan poros rotasi Bumi. Kutub utara poros “gambar Bumi” berada sekitar 10 meter dari poros rotasi Bumi.

Apa akibat pergeseran lempeng? Pergeseran lempeng bumi yang menyusup ke lempeng lainnya menyebabkan perubahan distribusi massa Bumi. Kesetimbangan “gambar Bumi” sedikit berubah karena titik massa kulit Bumi bergeser. Akibatnya, poros “gambar Bumi” bergeser.

Pada saat gempa Aceh 2004, terjadi pergeseran sepanjang 7 Cm (sudutnya bergeser 2,32 mili detik busur = 0,00000064 derajat). Pada saat  gempa Chile 2010, pergeserannya sekitar 8 Cm (sudutnya bergeser 2,7 mili detik busur = 0,00000075 derajat, terlalu kecil untuk dilihat). Sedangkan gempa Jepang 2011, menyebabkan pergeseran sekitar 17 Cm (sudut bergeser sekitar 5,5 mili = 0,0000015 derajat). Oleh manusia pergeseran tersebut sama sekali tidak terasa.

Dengan pergeseran lempeng yang menyusup ke bawah lempeng lainnya, kulit Bumi cenderung semakin merapat, sehingga rotasi Bumi menjadi relatif lebih cepat. Ibarat orang bermain ice skating (luncur es), perputarannya akan dipercepat bila tangannya yang semula merentang, kemudian dilipat di depan dadanya.

Akibat pergeseran lempeng Bumi pada gempa Chile 2010, rotasi Bumi dipercepat 1,26 mikrodetik  (0,00000126 detik) dan pada gempa Jepang 2011 rotasinya dipercepat 1,8 mikrodetik (0,0000018 detik). Jadi sangat kecil sekali dan tidak akan terasa oleh manusia.

Sebenarnya soal percepatan-perlambatan rotasi Bumi, bukan hanya disebabkan oleh pergeseran lempeng. Efek pasang surut Bulan juga menyebabkan rotasi Bumi diperlambat 0,00002 detik per tahun, jauh lebih kuat efeknya daripada gempa. Jadi sebenarnya efek percepatan rotasi Bumi oleh gerak lempeng terkait gempa, jauh lebih kecil daripada perlambatan oleh efek pasang surut Bulan. Tetapi kedua efek tersebut tidak akan terasa oleh manusia, sehingga tidak ada yang perlu dikhawatirkan.

Penulis adalah Profesor Riset Astronomi dan Astrofisika di Lembaga Penerbangan dan Antariksa Nasional (LAPAN) dan Anggota Badan Hisab Rukyat (BHR) Kementerian Agama Republik Indonesia. Tulisan ini dipublikasikan ulang dari blognya.