[PR] Petaquake

Memudahkan Prediksi Gempa Bumi

Seperti yang terbukti di tragedi mengenaskan di Jepang pada tahun 2011, gempa bumi dapat menghantam tanpa peringatan. Bahkan, gempa bumi dapat terjadi di daerah di mana aktivitas seismik tidak pernah terjadi. Untuk secara efektif mempelajari gempa bumi, simulasi yang sangat presisi dibutuhkan. Simulasi ini akan memperhitungkan beragam faktor termasuk kesalahan pembacaan data, risiko regional, wilayah geologis, dan tipe patahan yang diantisipasi. Dengan data ini, prediksi mengenai bagaimana wilayah yang berbeda bisa terpengaruh, dapat dibuat.

Tantangan

Prediksi pergerakan permukaan bumi berbasis fisika yang sekarang digunakan, menggunakan model gempa bumi dengan patahan dinamis. Model ini membutuhkan jumlah memori dan performa proses yang luar biasa besar hingga hanya dapat dilakukan  dengan superkomputer kelas atas yang sangat terbatas ketersediaan dan lokasinya.

“Prediksi ini susah untuk dibuat karena media, di mana proses osilasi yang dihasilkan oleh gempa menjalar sangat kompleks,” ujar Lapo Boschi, Ph.D. dan senior research scientist pada Seismology and Geodynamics Group di Institute of Geophysics, Zurich.

Solusi

Proyek Petaquake adalah kolaborasi riset bersama antara seismologis (ETH Zurich) dan ilmuwan/matematikawan (University of Basel), yang bertujuan untuk mengembangkan metode untuk memperbaiki detail citra (gambar) bagian dalam bumi. Misi utamanya adalah untuk mengurangi proses menebak dalam prediksi gempa bumi dan meningkatkan kemungkinan untuk deteksi dan peringatan dini.

Dengan mendefinisikan pemetaan numerik dengan bobot, fleksibilitas atau kegetasan tanah/lempengan di setiap petak lokasi, seismologis dapat menciptakan model 3 dimensi dari permukaan bumi di wilayah yang spesifik dan lalu mengkalkulasi secara tepat bagaimana setiap segmen dalam wilaya tertentu akan berolsilasi saat gempa berlangsung. Menggunakan kemampuan proses yang amat tinggi dari NVIDIA GPU, Petaquake akan menelusuri gelombang yang dibuat oleh gempa bumi untuk memetakan struktur interior bumi secara 3 dimensi.

“Konsepnya adalah sejalan dengan medical tomography, tapi ketimbang menggunakan gelombang radiasi elektromagnetis (X-ray) kami menggunakan gelombang elastis (gelombang seismik),” ujar Tarje Nissen-Meyers, Ph.D. dan Senior Research Scientist di the Seismology and Geodynamics Group pada Institute of Geophysics di Zurich. “Akan sangat berguna untuk mengetahui apa yang ada di bawah sebuah kota, supaya tindakan pencegahan dapat dilakukan saat pembangunan.” Informasi ini juga mengizinkan untuk membuat model peringatan dini yang memprediksi interupsi berbahaya terhadap bisnis berisiko tinggi , seperti rumah sakit dan pembangkit tenaga listrik.

Hasil

Memperbaiki struktur geologi 3D, yang esensial untuk semua penelitian gema bumi, mengharuskan untuk menyelesaikan perhitungan propagasi gelombang pada ratusan juta petakan dengan ratusan hingga ribuan simulasi pada komputer besar. Simulasi ini, yang menggunakan GPU yang jauh lebih kencang dibandingkan CPU, akan melakukan penelitian terhadap hasil dari gempa bumi yang mungkin terjadi dalam bentuk statistik. Peringatan dini untuk gempa bumi mengambil keuntungan dari fakta bahwa kerusakan terparah tidak terjadi karena serangan gempa bumi pertama, tapi karena gempa susulan. Hal ini mengarahkan  ke pengertian yang sudah jauh lebih mudah dimengerti mengenai kualitas unik dari lokasi geografis tertentu. Hal tersebut memudahkan para pemimpin kota untuk melakukan persiapan dengan memperkuat aturan pembangunan dan mengenali potensi bahaya interupsi terhadap bisnis berisiko tinggi.