Relaksasi Viskoelastik

Relaksasi viskoelastik adalah suatu konsep baru mengenai deformasi pelepasan energi yang berkaitan dengan gempa bumi.  Dalam teori relaksasi viskoelastik, deformasi dan pelepasan energi pasca gempa bumi akan terus terjadi bahkan hingga puluhan tahun. Hal ini berbeda dengan pandangan umum bahwa pasca gempa bumi, terjadi pelepasan energi hingga habis, kemudian terjadi akumulasi kembali, pelepasan dan seterusnya.

Gempa bumi yang terjadi akan memicu beberapa jenis deformasi, antara lain:

1. After slip, yaitu slow slip yang terjadi setelah gempa bumi pada bidang sesar, baik di atas maupun di bawah.
2. Relaksasi viskoelastik, merupakan deformasi yang terjadi akibat respons material viskos terhadap perubahan stress yang terkait dengan gempa bumi.
3. Deformasi poroelastik, yang merupakan deformasi yang terjadi pada lapisan yang berongga dan secara umum bersifat lokal terhadap bidang sesar.

Saat ini masih terjadi perdebatan mengenai sifat dan dinamika yang terjadi pada wilayah yang aktif secara tektonik. Dua pendapat utama tersebut antara lain:

1. Zona  deformasi merupakan suatu zona yang terdiri dari lempeng rigid homogen yang dibatasi oleh sesar dalam skala litosfer.
2. Benua bersifat kontinum dan tidak homogen. Secara umum, teori ini membagi litosfer menjadi tiga lapisan yaitu litosfer atas yang bersifat keras, padat, dan memiliki sifat elastis; bagian tengah yang bersifat britle; dan lapisan terbawah yang bersifat ductile, karena terjadi kontak langsung dan terpengaruh oleh lapisan mantel. Dalam pendapat ini, terdapat pengaruh aliran material viskos di bagian litosfer yang bersifat lemah dan ductile terhadap lapisan litosfer secara keseluruhan.

Jika model blok rigid benar, maka deformasi diperkirakan akan terlokalisir di sepanjang zona shear yang ke zona seismogenik. Bahkan mungkin ke seluruh litosfer. Jika model kontinum benar, maka ductile creep diperkirakan berada pada beberapa bagian litosfer, dan mungkin akan terjadi decoupling pada kerak yang bersifat elastik brittle dari bagian mantel atas.

Jika model blok rigid benar, maka seharusnya prediksi gempa bumi akan lebih mudah. Karena mengikuti pola mengikuti model siklus gempa Reid. Baca disini. Namun kenyataannya, pola gempa bumi tidak beraturan, baik magnitudo maupun waktunya.

Pola Gempa bumi ideal menurut Reid

Pola gempabumi yang magnitudo maupun jeda waktu yang sulit diprediksi (Sieh dan Natawidjaja et al 2008).

Teori relaksasi viskoelaastis pada litosfer merupakan pengembangan dari teori viskoelastik yang berlaku pada material lainnya. Dalam teori ini, pola pemulihan/recovery suatu benda pasca mendapatkan gaya akan berbeda tergantung dari material yang dikandungnya. Contoh: Pemulihan pegas sangat berbeda dengan pemulihan yang terjadi pada dashpot atau benda yang bersifat plastis. Benda yang bersifat elastis akan kembali ke bentuk semula dengan cepat. Sementara benda yang bersifat plastis setelah mendapat gaya tidak ada proses pemulihan.

Untuk lebih jelas mengenai percobaan viskoelastik, silahkan lihat video berikut:

Pada litosfer, relaksasi viskoelastik juga terjadi. Hal ini dapat kita lihat dari pengamatan deformasi pasca gempa yang terekam oleh GPS.

Model Kontinum litosfer dan pengaruhnya terhadap pola deformasi

Deformasi yang terjadi pasca gempa bumi Arequipa (Perfettini, 2004)

Perbadingan pola deformasi dari beberapa postseismic deformation.

Pola siklus gempa menurut Perfettini, 2005.

Dari beberapa pola deformasi yang ada, Perfettini menyakini bahwa pola interseismik yang terjadi tidak pernah benar benar stasioner seperti yang dikemukakan oleh Reid.