Banyak hal seru yang terjadi di bawah kaki kita, lho, secara geologis: lapisan demi lapisan batuan, logam, dan senyawa kimia yang terus bergerak. Karena susah banget buat ngintip langsung isi perut Bumi sampai sedalam itu, para ilmuwan mengandalkan sederet kesimpulan cerdas untuk mencari tahu apa yang sebenarnya ada di bawah sana.

Sesekali, selalu ada kejutan besar, yaitu penemuan hal baru yang sebelumnya kita nggak tahu—seperti yang terjadi dalam studi terbaru yang dipublikasikan di Journal of Geophysical Research: Solid Earth. Studi ini menganalisis gempa berkekuatan 4,8 magnitudo yang mengguncang Tewksbury, New Jersey, pada bulan April 2024 lalu.

Tersangka utama penyebab gempa itu, sih, jelas Patahan Ramapo, yang membentang melintasi wilayah timur laut dan Atlantik tengah sepanjang hampir 300 kilometer.

Cuma, ada satu masalah nih.

Patahan itu ternyata posisinya kurang pas, atau sudutnya nggak mendukung, untuk bisa memicu gempa Tewksbury tersebut.

Hal inilah yang bikin tim dari Columbia University di AS penasaran dan menyelidikinya lebih jauh. Dengan mengolah data-data seperti topografi area tersebut, lokasi gempa susulan, dan uji friksi di lab, para peneliti menduga ada patahan lain yang selama ini nggak kita sadari keberadaannya.

“Gempa Tewksbury, New Jersey 2024 berkekuatan Mw4.8 terjadi di dekat Patahan Ramapo yang panjangnya ∼300 km, yang meskipun merupakan patahan regional terbesar, posisinya salah arah untuk bisa bergeser dalam rezim tekanan tektonik saat ini,” tulis para peneliti dalam makalah terbitan mereka.

“Proyeksi ke atas dari gempa-gempa susulannya sejajar dengan jejak topografi (LiDAR) dari zona patahan yang sebelumnya belum dipetakan, tepatnya 3,5 kilometer di sebelah barat episentrum.”

Tim peneliti menamainya Patahan Mountainville, dan mereka mengklasifikasikannya sebagai patahan ‘immature’ atau belum matang yang berada di batuan dasar; yaitu patahan di batuan kristal purba dengan retakan yang belum menyatu menjadi satu bidang patahan utama yang sempurna.

Untuk memastikan kalau Patahan Mountainville ini memang ada, para peneliti mempelajari data gelombang seismik 3D dari gempa susulan untuk mengidentifikasi lokasi sumbernya. Data ini lalu digabungkan dengan pemindaian LiDAR di area tersebut untuk mencari tonjolan permukaan tanah yang tersembunyi di balik vegetasi. Tim juga berjalan kaki menyusuri garis patahan untuk mencari langsung petunjuk khas patahan yang terekspos di atas tanah.

Uji lanjutan di laboratorium pun dilakukan untuk memodelkan bentuk, tekanan, dan komposisi Patahan Mountainville. Tujuannya untuk memastikan bahwa patahan ini memang bisa berperilaku persis seperti yang terlihat saat gempa New Jersey terjadi.

“Karakteristik struktural ini cocok dengan sumber gempa yang sebelumnya pernah diselidiki di wilayah tersebut, menunjukkan bahwa patahan basement yang belum matang mungkin merupakan ancaman seismik penting di lingkungan intra-lempeng yang lebih signifikan dari yang diperkirakan sebelumnya,” tulis para peneliti.

Namun, meskipun gempa yang terekam di lapangan sangat cocok dengan pemodelan yang dibuat di lab, keduanya bukan benar-benar pas 100 persen. Tim peneliti menduga ada ‘dorongan’ tambahan yang ikut bermain, seperti perubahan tekanan air atau pemindahan bebatuan di area krusial.

“Kami berspekulasi bahwa mungkin ada gangguan tekanan dangkal lokal yang memicu peristiwa gempa utama yang dangkal ini,” tulis tim tersebut.

“Komposisi Patahan Mountainville yang heterogen mungkin semakin memperparah ketidakstabilan friksi selama patahan runtuh, yaitu dengan mendistribusikan ulang tekanan normal dan memusatkannya secara khusus di area-area yang kaya kuarsa.”

Salah satu interpretasi yang diajukan oleh tim adalah bahwa “kesalahan orientasi Patahan Ramapo terhadap kegagalan friksi” mungkin malah memusatkan tekanan pada kerak di sekitarnya, alih-alih melepaskannya di sepanjang patahan besar itu sendiri. Hal ini bisa membuat patahan-patahan di sekitarnya yang kurang menonjol jadi lebih mudah runtuh.

Para peneliti menekankan kalau patahan-patahan yang lebih kecil, kurang dikenal (atau sama sekali tidak dikenal) semacam ini perlu diselidiki lebih lanjut. Itulah rencananya untuk Patahan Mountainville – sekarang setelah kita sadar kalau ia ada di sana.

Terkait: Gempa Misterius yang Terjadi Seperti Jarum Jam – Kita Mungkin Akhirnya Tahu Kenapa

“Kami mengusulkan bahwa di pantai timur AS yang sangat padat penduduknya, patahan-patahan yang secara seismik tidak stabil, belum matang, dan kompleks secara struktural seperti Patahan Mountainville bisa menjadi sumber gempa penting dan karenanya, menimbulkan bahaya gempa yang sebelumnya tidak dikenali tapi sangat kritis,” tulis para peneliti.

Penelitian ini telah dipublikasikan di Journal of Geophysical Research: Solid Earth.