Gempa bumi dan tsunami Samudra Hindia 2004
Beberapa gempa susulan dilaporkan terjadi di lepas pantai Kepulauan Andaman, Kepulauan Nicobar, dan kawasan episentrum aslinya beberapa jam dan hari setelah bencana. Gempa bumi Sumatera 2005 berkekuatan 8.7 yang terjadi di lepas pulau Nias tidak dianggap sebagai gempa susulan meski letaknya dekat dengan episentrum. Gempa tersebut diperkirakan terjadi akibat perubahan tekanan yang berhubungan dengan
gempa 2004. Gempa 2004 begitu besar sampai-sampai bisa menghasilkan gempa susulannya sendiri (beberapa di antaranya sampai berkekuatan 6.1) dan saat ini merupakan gempa bumi terbesar ke-7 sejak 1900. Gempa susulan lainnya sampai berkekuatan 6.6 terus mengguncang kawasan ini setiap hari selama tiga atau empat bulan. Selain gempa susulan, energi yang dilepaskan oleh
gempa pertama masih terasa setelah bencana. Seminggu setelah gempa bumi, getarannya masih bisa diukur dan memberikan data ilmiah yang berharga tentang lapisan dalam Bumi.
Gempa bumi Samudra Hindia 2004 terjadi tiga hari setelah gempa berkekuatan 8.1 di wilayah tak berpenghuni subantarktik di sebelah barat Kepulauan Auckland, Selandia Baru, dan di sebelah utara Pulau Macquarie, Australia. Ini tidak lazim karena gempa berkekuatan 8 atau lebih rata-rata terjadi sekali setahun. Sejumlah seismolog memperkirakan adanya hubungan antara dua gempa ini. Gempa
pertama diduga merupakan katalis gempa Samudra Hindia karena kedua gempa terjadi di sisi Lempeng Indo-Australia yang berseberangan. Akan tetapi, U.S. Geological Survey tidak melihat bukti hubungan sebab akibat dalam insiden ini. Kebetulan gempa ini terjadi pas satu tahun (pukul kejadiannya juga sama) setelah gempa bumi berkekuatan 6.6 menewaskan sekitar 30000 orang dan menghancurkan situs arkeologi Citadel Arg-é Bam di kota Bam, Iran pada tanggal 26 Desember 2003.
Beberapa ilmuwan membenarkan bahwa gempa bumi Desember telah mengaktifkan Gunung Leuser di Aceh, gunung api yang terletak di rangkaian pegunungan yang sama seperti Gunung Talang. Gempa bumi Sumatera 2005 membangkitkan aktivitas di Danau Toba, kawah gunung api kuno di Sumatera Utara. Para ahli geologi mengatakan bahwa letusan Gunung Talang bulan April 2005 ada hubungannya dengan gempa bumi Desember 2004.
Energi yang dilepaskan di permukaan Bumi (ME, artinya potensi kerusakan seismik) oleh gempa dan tsunami Samudra Hindia 2004 diperkirakan sebesar 1.11017 joule, atau 26 megaton TNT. Energi ini setara dengan 1500 bom atom Hiroshima, tetapi sedikit lebih kecil daripada Tsar Bomba, senjata nuklir terbesar yang pernah diledakkan. Meski begitu, total tenaga yang dihasilkan (MW, artinya energi)
oleh gempa ini adalah 4.01022 joule (4.01029 erg), sebagian besar di bawah tanah. Jumlah ini 360000 kali lebih besar daripada ME, setara dengan 9600 gigaton ekuivalen TNT (550 juta lebih besar daripada Hiroshima) atau 370 tahun pemakaian energi di Amerika Serikat tahun 2005 (sebesar 1.081020 J).
Satu-satunya gempa yang tercatat dengan MW lebih besar adalah gempa bumi Chili 1960 dan Alaska 1964 yang masing-masing berkekuatan 2.51023 joule (250 ZJ) dan 7.51022 joule (75 ZJ).
Gempa bumi ini menciptakan osilasi seismik permukaan Bumi setinggi 20-30 cm (8-12in), setara dengan dampak gaya tarik pasang oleh Matahari dan Bulan. Gelombang kejutnya terasa di seluruh permukaan Bumi. Di negara bagian Oklahoma, Amerika Serikat, tercatat gerakan vertikal setinggi 3 mm (0.12in). Pada Februari 2005, pengaurh gempanya masih terasa dalam bentuk osilasi harmonis kompleks permukaan Bumi
dengan tinggi 20m (0.02 mm; 0.0008in). Osilasi harmonis ini perlahan menghilang dan bergabung dengan osilasi bebas Bumi selama lebih dari 4 bulan pasca gempa terjadi.
Karena energi yang dilepaskan sangat besar dan kedalaman retakan yang dangkal, gempa ini menghasilkan gerakan tanah seismik besar di seluruh dunia. Salah satu akibat utamanya adalah gelombang elastis Rayleigh (permukaan) raksasa yang melewati amplitudo vertikal 1 cm (0.4in) di seluruh permukaan Bumi. Grafik rekaman di bawah memperllihatkan perpindahan vertikal
permukaan Bumi yang direkam seismoeter dari IRIS/USGS Global Seismographic Network sesuai waktu (sejak awal gempa) di poros horizontal, dan perpindahan vertikal Bumi di poros vertikal (lihat patokan skala 1 cm di bawah untuk memperbandingkan). Seismogram disusun secara vertikal berdsarkan jarak dari episentrum dalam hitungan derajat. Sinyal pertama yang amplitudonya paling rendah adalah sinyal gelombang kompresional (P)
yang membutuhkan sekitar 22 menit untuk mencapai sisi planet yang lain (antipode) di dekat Ekuador. Sinyal amplitudo terbesar adalah gelombang permukaan seismik yang mencapai antipode setelah sekitar 100menit. Gelombang permukaan tampak menguat di dekat antipode (stasiun seismik terdekat berada di Ekuador) dan mengitari planet untuk kembali ke episentrumnya setelah 200menit. Gempa susulan besar (kekuatan
7.1) tercatat di stasiun terdekat pas setelah markah 200menit. Gempa susulan ini bisa digolongkan sebagai gempa besar jika sebelumnya tidak ada gempa, namun untuk kali ini sudah terlampaui oleh gempa pertama.
Perpindahan massa dan pelepasan energi yang masif sedikit mengubah rotasi Bumi. Jumlah pastinya belum diketahui, namun model teoretis menunjukkan bahwa gempa ini memeperpendek durasi satu hari selama 2.68 mikrodetik dikarenakan berkurangnya kepepatan Bumi. Gempa ini juga mengakibatkan Bumi "berguncang" sebentar di porosnya setinggi 2.5 cm (0.98in) Error in convert: "sigfig=0" needs a positive
integer (help) ke arah bujur timur 145° atau mungkin 5 or 6 cm (2.0 or 2.4in). Tetapi karena efek pasang Bulan, durasi satu hari bertambah rata-rata 15 s per tahun, jadi perubahan rotasi apapun akibat gempa akan hilang dengan cepat. Goyangan Chandler alamiah yang dialami Bumi yang biasanya mencapai 15 m (50ft) pada akhirnya akan membatalkan guncangan minor yang diakibatkan gempa.
Selain itu, ada perpindahan sejauh 10 m (33ft) secara lateral dan 4-5 m (13-16ft) secara vertikal di sepanjang garis patahan. Dugaan awal adalah sejumlah pulau kecil di sebelah barat daya Sumatera yang berada di Lempeng Burma (wilayah selatan berada di Lempeng Sunda) bisa jadi pindah ke barat daya sejauh 36 m (120ft), namun data lebih akurat yang dirilis sebulan setelah
gempa menunjukkan bahwa perpindahannya sejauh 20 cm (8in). Karena perpindahannya bersifat vertikal dan lateral, beberapa daerah pantai sudah pindah ke bawah permukaan laut. Kepulauan Andaman dan Nicobar tampaknya pindah ke barat daya sejauh 1.25 m (4ft 1in) dan tenggelam setinggi 1 m (3ft 3in).
Pada bulan Februari 2005, kapal Angkatan Laut Kerajaan HMS Scott menyurvei dasar laut di sekitar zona gempa bumi yang kedalamannya berkisar antara 1.000 and 5.000 m (550 and 2.730 fathoms; 3.300 and 16.400ft). Survei yang dilakukan menggunakan sistem sonar multipancar beresolusi tinggi ini mengungkapkan bahwa gmepa ini memberi pengaruh besar terhadap topografi dasar laut. Punggung thrust sepanjang 1.500-metre-high (5.000ft) yang
diciptakan oleh aktivitas geologi sebelumnya di sepanjang patahan ini runtuh dan menciptakan longsor selebar beberapa kilometer. Longsor semacam ini terdiri dari satu blok batuan setinggi 100 m dan sepanjang 2 km (300ft kali 1.25mi). Momentum air yang dipindahkan oleh pengangkatan tektonik ke atas juga menarik lapisan batu masif berbobot jutaan ton sejauh 10 km (6mi) di dasar laut. Palung samudra selebar beberapa kilometer terbentuk di zona gempa.
Satelit TOPEX/Poseidon dan Jason-1 kebetulan lewat ketika tsunami sedang melintasi lautan. Kedua satelit ini memiliki radar yang dengan tepat mengukur ketinggian permukaan air dan berhasil mencatat anomali sebesar 50 cm (20in). Pengukuran dari satelit terbukti bisa jadi tidak diperlukan untuk memahami gempa dan tsunami. Tidak seperti data pencatat pasang yang ditempatkan di pesisir, pengukuran yang dilakukan di