Penelitian tentang gelombang seismik bermula dari perkembangan seismologi pada abad ke-19, yang membuka pemahaman kita tentang struktur internal Bumi. Perilaku gelombang seismik, khususnya gelombang P dan S, memberikan wawasan mendalam tentang struktur kecepatan Bumi. Struktur kecepatan mengacu pada distribusi kecepatan gelombang seismik yang ditransmisikan dalam berbagai lapisan di dalam bumi. Perubahan kecepatan ini mencerminkan komposisi, kepadatan, dan kondisi fisik batuan bawah tanah.
Kecepatan rambat gelombang seismik bervariasi tergantung pada jenis dan kondisi material (padat, cair, atau gas), yang pada gilirannya mengubah jalur gelombang.
Faktanya, perilaku gelombang P dan S memberi para ilmuwan kunci untuk mengungkap misteri interior Bumi. Gelombang P dapat melewati semua materi, tetapi gelombang S hanya dapat melewati materi padat. Saat gelombang-gelombang ini melewati berbagai media, perubahan dalam kecepatannya dapat memberi kita informasi berharga tentang bagian dalam Bumi.
Telah ditemukan bahwa Bumi memiliki inti luar yang cair, yang disebabkan oleh gelombang S yang tidak dapat menembusnya.
Struktur internal Bumi dapat dibagi menjadi beberapa lapisan, masing-masing dengan karakteristik kecepatan gelombang seismik yang unik. Kecepatan gelombang seismik bervariasi melalui lapisan-lapisan tersebut karena perbedaan suhu, tekanan, dan bahan-bahan penyusunnya.
Ketebalan kerak Bumi bervariasi dan sebagian besar terbagi menjadi kerak benua dan kerak samudra. Kecepatan gelombang seismik dalam kerak ini berkisar antara 6,0 hingga 7,0 km/s, tergantung pada kepadatan batuan dan komposisinya.
Di mantel atas, kecepatan gelombang P dapat mencapai 7,5 hingga 8,5 km/detik, meningkat seiring dengan meningkatnya tekanan. Material lapisan ini sebagian besar adalah peridotit, yang mendorong peningkatan kecepatan gelombang melalui berbagai perubahan fase.
Mantel bawah memiliki kecepatan yang lebih tinggi lagi, mencapai 10 hingga 13 km/detik, dan peningkatan kepadatan batuan yang didorong oleh tekanan menyebabkan gelombang seismik bergerak dengan kecepatan yang lebih tinggi.
Inti luar berada dalam keadaan cair, yang menyebabkan kecepatan gelombang P berkurang secara signifikan, sementara gelombang S sama sekali tidak dapat melewatinya. Sebaliknya, inti dalam bersifat padat dan dapat mencapai kecepatan sekitar 11 km/detik, yang menunjukkan peningkatan kepadatan di dalam inti.
Anisotropi inti dalam menyebabkan gelombang seismik bergerak dengan kecepatan berbeda ke arah berbeda, karena rotasi Bumi memengaruhi susunan kristal inti dalam.
Selain Bumi, struktur kecepatan planet seperti Bulan dan Mars juga telah menarik perhatian para ilmuwan. Dari misi Apollo hingga penjelajah Mars, data seismik dari misi-misi ini telah membantu kita memahami struktur internal benda-benda langit ini.
Kerak Bulan terdiri dari sekitar 60 km es dan batuan silikat, dengan kecepatan gelombang P berkisar antara 5,1 hingga 6,8 km/s. Pada tahap awal eksplorasi bulan, data seismik menunjukkan bahwa ada empat jenis utama sumber Gempa Bulan.
Penelitian seismik di Mars terutama bergantung pada misi InSight, yang menerima data yang mengungkap struktur kerak Mars. Kecepatan gelombang P berada di antara 3,5 dan 5 km/s, dan menunjukkan bahwa kecepatan meningkat seiring bertambahnya kedalaman.
Dengan menggunakan data ini, para ilmuwan dapat memperoleh wawasan tentang struktur bawah permukaan Mars, dan khususnya peran mantelnya.
Di masa mendatang, seiring kemajuan teknologi, para ilmuwan berharap dapat memperluas deteksi gelombang seismik ke planet dan bulan lain, seperti Enceladus milik Saturnus, yang struktur internalnya masih harus dieksplorasi dan dikonfirmasi lebih lanjut.
Gelombang seismik memainkan peran integral dalam mengungkap struktur interior Bumi bagian dalam dan planet-planet lain. Bagaimana para ilmuwan dapat menggunakan pengetahuan ini untuk lebih jauh mengeksplorasi rahasia alam semesta lainnya?