NASA Kembangkan Sistem Deteksi Tsunami Berbasis GPS Inovatif GUARDIAN

TEMPO.CO, Jakarta -  Para ilmuwan di Jet Propulsion Laboratory NASA sedang menguji pendekatan baru untuk mendeteksi tsunami dari jangkauan jauh atmosfer. Dipicu oleh gempa bumi, gunung berapi bawah laut, dan kekuatan gempa bumi lainnya, tsunami dapat menghancurkan masyarakat pesisir. Dan dalam hal memberikan peringatan dini, setiap detik akan sangat berarti.  

Disebut GUARDIAN (GNSS Upper Atmospheric Real-time Disaster Information and Alert Network), sistem pemantauan eksperimental ini memanfaatkan data dari kelompok GPS dan satelit pencari arah lainnya yang mengorbit planet kita.

Secara kolektif, klaster ini dikenal sebagai sistem satelit navigasi global, atau GNSS. Sinyal radio mereka melakukan perjalanan ke ratusan stasiun bumi ilmiah di seluruh dunia, dan data tersebut diolah oleh jaringan Global Differential GPS (GDGPS) JPL, yang meningkatkan akurasi posisi real-time hingga beberapa inci (kira-kira 10 sentimeter).

Sistem baru ini menyaring sinyal untuk petunjuk bahwa tsunami telah muncul di suatu tempat di Bumi. Bagaimana cara kerjanya? Selama tsunami, banyak mil persegi permukaan laut dapat naik dan turun hampir bersamaan, menggantikan sejumlah besar udara di atasnya.

Udara yang dipindahkan beriak ke segala arah dalam bentuk suara frekuensi rendah dan gelombang gravitasi. Dalam beberapa menit, getaran ini mencapai lapisan atmosfer paling atas: ionosfer bermuatan listrik. Benturan gelombang tekanan berikutnya dengan partikel bermuatan dapat sedikit mendistorsi sinyal dari satelit navigasi terdekat.

Sementara alat navigasi biasanya berusaha mengoreksi gangguan ionosfer semacam itu, para ilmuwan dapat menggunakannya sebagai bel alarm penyelamat nyawa, kata Léo Martire, ilmuwan JPL yang mengembangkan GUARDIAN. “Alih-alih mengoreksi ini sebagai kesalahan, kami menggunakannya sebagai data untuk menemukan bahaya alam,” kata Martire, sebagaimana dikutip Scitechdaily, 1 Juni 2023.

Alat Pemantau Tercepat dari Jenisnya

Teknologi ini masih matang, kata Martire, yang mengetuai gugus tugas di dalam Komite Internasional PBB untuk GNSS yang sedang menjajaki penggunaan sistem satelit navigasi untuk meningkatkan strategi peringatan dini.

Saat ini, output near-real-time GUARDIAN harus ditafsirkan oleh para ahli yang terlatih untuk mengidentifikasi tanda-tanda tsunami, tapi sudah menjadi salah satu alat pemantauan tercepat dari jenisnya, yaitu dalam waktu 10 menit dapat menghasilkan semacam snapshot dari gemuruh tsunami yang mencapai ionosfer. Hal itu berpotensi memberikan peringatan selama satu jam, tergantung pada jarak asal tsunami dari pantai.

“Kami membayangkan GUARDIAN suatu hari nanti melengkapi instrumen berbasis darat dan laut yang sudah ada seperti seismometer, pelampung, dan pengukur pasang surut, yang sangat efektif tetapi tidak memiliki cakupan sistematis di laut terbuka,” kata Siddharth Krishnamoorthy, juga bagian dari tim pengembangan JPL. Ilmuwan yang berafiliasi dengan program Bencana NASA saat ini menggunakan instrumen berbasis darat di stasiun GNSS untuk deteksi tsunami yang lebih cepat.

“Ketika terjadi gempa besar di dekat lautan, kami ingin segera mengetahui besaran dan karakteristik gempa tersebut untuk memahami kemungkinan terjadinya tsunami, dan kami ingin mengetahui apakah tsunami memang terjadi,” kata Gerald Bawden, ilmuwan program untuk Permukaan dan Interior Bumi di Markas Besar NASA di Washington.

“Saat ini ada dua cara untuk mengetahui apakah tsunami dihasilkan sebelum mendarat – pelampung DART NOAA dan pengamatan ionosfer GNSS. Jumlah pelampung terbatas dan harganya sangat mahal, sehingga sistem seperti GUARDIAN memiliki potensi untuk melengkapi sistem peringatan saat ini,” ujarnya.

Saat ini, tim GUARDIAN fokus pada Ring of Fire yang aktif secara geologis di Samudra Pasifik. Sekitar 78 persen dari 750 lebih tsunami yang dikonfirmasi antara tahun 1900 dan 2015 terjadi di wilayah ini, menurut database sejarah yang dikelola oleh National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). GUARDIAN saat ini memantau lebih dari setengah wilayah yang diminati di Pasifik.

Tim GUARDIAN sedang mengembangkan situs web untuk memungkinkan para ahli menjelajahi keadaan ionosfer dalam waktu dekat dengan mempelajari tautan stasiun satelit individual di jaringan GNSS.

Pengguna dapat mengakses data dari sekitar 90 stasiun di sekitar Cincin Api Pasifik dan menemukan sinyal menarik dalam beberapa menit setelah peristiwa terjadi. Tim tersebut bertujuan untuk memperluas cakupan dan menyempurnakan sistem ke titik di mana ia dapat secara otomatis menandai tsunami dan bahaya lainnya, termasuk letusan gunung berapi dan gempa bumi.

SCITECHDAILY

Selalu update info terkini. Simak breaking news dan berita pilihan dari Tempo.co di kanal Telegram “Tempo.co Update”. Klik https://t.me/tempodotcoupdate untuk bergabung. Anda perlu meng-install aplikasi Telegram terlebih dahulu.