Magnetic and Electric Disturbances Due to the Presence of Tsunami Waves
Penelitian ini bertujuan untuk mempelajari gangguan elektromagnetik sebagai pembangkitan sinyal medan magnet sekunder dan variasi total electric content (TEC) di ionosfer akibat tsunami besar lintas Samudra Pasifik, baik yang dipicu oleh sumber tektonik maupun non-tektonik. Mengingat sifat bencana tsunami yang sulit diprediksi, pemahaman terhadap gangguan elektromagnetik ini penting untuk meningkatkan kewaspadaan dan mitigasi risiko. Analisis dilakukan terhadap tiga peristiwa tsunami besar, yaitu Hunga Tonga 2022, Tohoku 2011, dan Chile 2010. Data gangguan magnetik diperoleh dengan menggunakan tiga parameter utama yaitu 𝜂,ℎ, dan 𝐹𝑧 yang diambil dari laman resmi NOAA. Data tersebut kemudian dibandingkan dengan hasil observasi dari stasiun magnetik global INTERMAGNET. Sedangkan data gangguan elektrik diperoleh melalui observasi satelit GNSS-TEC. Data yang diperoleh kemudian diolah menggunakan metode statistik dan pengamatan sinyal untuk mendeteksi anomali sebelum dan saat terjadi tsunami. Hasil Analisis menunjukkan tingkat kesesuaian nilai 𝑏𝑧 yang tinggi antara estimasi analitik dan observasi. Pada tsunami Tonga 2022, selisih berkisar 0,04-0,60 nT; Tohoku 2011 berkisar 0,00-0,90 nT; dan Chilee 2010 berkisar 0,00-0,06 nT. Selain itu, variasi TEC menunjukkan gangguan signifikan pada ionosfer, dengan penurunan dan fluktuasi nilai TEC yang terdeteksi sebelum hingga beberapa jam setelah kejadian tsunami. Temuan ini menegaskan bahwa tsunami, baik yang dipicu gempa bumi maupun erupsi vulkanik, dapat menghasilkan gangguan elektromagnetik yang terukur, dan berpotensi untuk dimanfaatkan untuk studi pendahuluan sistem deteksi dini bencana.
Kata Kunci: gelombang tsunami, erupsi vulkanik, gempa bumi, variasi medan magnet sekunder, variasi GNSS-TEC.
This research aims to study electromagnetic disturbances as the generation of secondary magnetic field signals and total electron content (TEC) variations in the ionosphere due to major trans-Pacific tsunamis, triggered by both tectonic and non-tectonic sources. Given the unpredictable nature of tsunami disasters, understanding these electromagnetic disturbances is crucial for enhancing vigilance and risk mitigation. Analysis was conducted on three major tsunami events, namely Hunga Tonga 2022, Tohoku 2011, and Chile 2010. Magnetic disturbance data were obtained using three main parameters, namely η, h, and 𝐹𝑧, taken from the official NOAA website. The data was then compared with the observations from the global INTERMAGNET magnetic stations. Meanwhile, the electrical disturbance data was obtained through GNSS-TEC satellite observations. The data obtained is then processed using statistical methods and signal observation to detect anomalies before and during a tsunami. The analysis results show a high level of agreement in 𝑏𝑧 values between the analytical estimates and observations. In the Tonga tsunami 2022, the difference ranged from 0.04-0.60 nT; Tohoku 2011 ranged from 0.00-0.90 nT; and Chile 2010 ranged from 0.00-0.06 nT. Additionally, TEC variations show significant disturbances in the ionosphere, with decreases and fluctuations in TEC values detected from before to several hours after the tsunami event. These findings confirm that tsunamis, whether triggered by earthquakes or volcanic eruptions, can produce measurable electromagnetic disturbances, and have the potential to be utilized for preliminary studies of early disaster detection systems.
Keywords: tsunami waves, volcanic eruptions, earthquakes, secondary magnetic field variations, GNSS-TEC variations.