Semasa menerokai sepasang gua di Illinois pada tahun 2008, Samuel Panno melihat sesuatu yang aneh: beberapa stalagmite-berbentuk batu berbentuk kerucut yang bangkit dari lantai gua-lebih kecil, pertumbuhan tetangga yang lebih cerah, menunjukkan mereka dibentuk lebih baru-baru ini.
The offset, stalagmite putih adalah kira-kira dua inci tinggi dan berkembang pada stalagmites coklat yang lebih tinggi di kedua-dua gua. "Ia kelihatan seperti seseorang telah menjatuhkan ais krim dari kerucutnya di atas [stalagmit yang lebih besar], " kata Panno, seorang penyelidik di University of Illinois dan Illinois State Geological Survey.
Ketika dia dan rakan-rakannya melihat pasangan stalagmit yang sama di gua-gua di dua negara Midwestern lain, mereka memutuskan untuk menyiasat. Menggunakan teknik kencan batu, para saintis mengira umur pertumbuhan stalagmit yang baru, dan terkejut mendapati mereka semua berumur kira-kira 200 tahun. "Itu berkorelasi sangat baik dengan beberapa siri gempa bumi di rantau ini yang berlaku pada tahun 1811 dan 1812, " kata Panno.
Idea mula terbentuk dalam minda para saintis: mungkin pasangan stalagmit yang mereka temukan adalah akibat gempa yang mengganggu proses pembentukan stalagmit normal. Stalagmites dibentuk oleh titisan air mineral yang jatuh dari siling gua, dan gempa bumi dapat meninggalkan tanda pada pertumbuhan stalagmite dengan mengalihkan tanah dan mengubah aliran titisan air.
Sekiranya firasat pasukan itu betul, maka stalagmites dapat berfungsi sebagai "petunjuk paleoearthquake" yang berharga yang dapat memberi petunjuk mengenai masa, magnitud dan asal-usul aktiviti gempa bumi lalu.
Dalam satu kajian baru, yang diterbitkan dalam edisi 13 September Bulletin Persatuan Seismologi Amerika, Panno dan pasukannya menguji hipotesis ini. Para saintis menggunakan pelbagai teknik temu janji untuk menentukan umur pertumbuhan stalagmite baru di beberapa gua di sistem kesalahan Wabash Valley di Midwestern Amerika Syarikat, dan membandingkannya dengan masa gempa yang diketahui di rantau ini.
"Kadang-kadang kita akan mengambil keseluruhan stalagmit dan memisahkannya dengan separuh untuk membukanya seperti buku supaya kita boleh membuat tarikh pertumbuhan kumpulan yang berbeza, " kata Panno. "Pada masa lain, kami akan menggunakan gerudi untuk mengambil teras kecil dan tarikh itu."
Antara empat stalagmit di gua Donnehue di Indiana, para saintis menemui sepasang pasangan stalagmite berkembar yang berhenti bertumbuh sekitar 100, 000 tahun lalu dan kemudian menyambung semula pertumbuhannya sekitar 6, 000 tahun yang lalu, bertindih dengan gempa berkekuatan 7 magnitud di rantau ini. Satu lagi stalagmit muda mula berkembang kira-kira 1, 800 tahun yang lalu-bertepatan dengan magnitud 6.2 gempa-dan menunjukkan pergeseran kemudian dalam paksi pertumbuhan yang bertindih dengan peristiwa seismik lain di Zon Seismik New Madrid yang berdekatan.
Para saintis sudah tahu tentang kedua-dua gempa purba itu dari kajian lain tanah yang digegarkan di sedimen kuno. Tetapi manakala tarikh dari kajian paleoliquifaction yang hanya boleh dipercayai sehingga kira-kira 35, 000 tahun, disebabkan oleh batasan teknik dating radiokarbon yang digunakan untuk mengira umur sedimen, usia stalagmite dikira menggunakan teknik yang berbeza, yang dipanggil uranium-thorium dating, yang berpotensi membolehkan para saintis mendedahkan tanda tangan gempa bumi yang lebih tua dari setakat setengah juta tahun yang lalu.
"Ini berpotensi untuk membolehkan kami kelihatan jauh lebih cepat dari masa ke masa, " kata John Tinsley, seorang saintis emeritus di Amerika Syarikat Geological Survey yang tidak terlibat dalam kajian itu.
Tinsley menambah bahawa kerana pertumbuhan stalagmite juga boleh dipengaruhi oleh faktor-faktor lain, seperti perubahan iklim yang menyebabkan sumber titisan kering, membina sebuah kes yang kuat untuk gempa purba yang belum diketahui akan memerlukan mencari beberapa pasangan stalagmit yang sama umur dalam pelbagai gua.
Sesungguhnya, Panno mengatakan bahawa sebahagian besar stalagmit yang beralih kepada pasukannya diperhatikan berkaitan dengan banjir atau perubahan iklim, tetapi kajian baru itu menunjukkan bahawa kemungkinan untuk menguraikan kesan-kesan ini dari yang dicetuskan oleh gempa bumi.
Memiliki gambaran yang lebih jelas tentang gempa bumi yang lalu dapat memberi gambaran berharga mengenai gempa masa depan, kata Panno. "Adalah penting untuk memahami kekerapan gempa utama di sepanjang zon seismik ini kerana lebih banyak yang kita ketahui tentang mereka, " tambahnya, "semakin baik keadaan, agensi persekutuan dan tempatan dapat membuat keputusan mengenai apa yang harus dilakukan jika kelihatan seperti kita terlambat untuk yang lain. "
