Bisnis.com, JAKARTA-- Gunung berapi! Kata kecil itu membawa begitu banyak hal ke pikiran kita - aliran lava dan awan abu, gunung bergemuruh, kekuatan perut planet yang berapi-api, dan antisipasi gugup, keingintahuan, dan ketakutan kita sendiri.
Faktanya, jika tampaknya semakin banyak orang memiliki gunung berapi di otak, itu alasan yang bagus. Belum tentu jumlah letusan gunung berapi meningkat, meskipun banyak informasi tentang letusan berbahaya, seperti yang terjadi di Indonesia pada 10 Agustus atau yang baru-baru ini terjadi di Selandia Baru dan Filipina.
Para ilmuwan tidak dapat berkata tanpa lebih banyak data dari sejarah Bumi. Yang pasti adalah bahwa manusia (dan barang-barang kita) menempati lebih banyak ruang di planet ini daripada sebelumnya, menempatkan lebih banyak orang di jalur gunung berapi.
| Baca Juga Mengintip Gunung Berapi di Planet Lain |
|---|
Ahli Vulkanologi Amanda Clarke dari School of Earth and Space Exploration Arizona State University mengungkapkan dampak letusan gunung berapi semakin meningkat seiring pertumbuhan populasi global, semakin banyak orang yang terkena dampak letusan.
“Meskipun efeknya semakin besar pada kehidupan kita, gunung berapi tampaknya masih menyimpan misteri, membuat banyak dari kita bertanya-tanya. Mereka berasal dari mana? Apa penyebab letusan? Bagaimana para ilmuwan memprediksi mereka?,” ujarnya seperti dikutip dari laman Arizona State University, Senin (10/8/2020).
Clarke dan sesama ahli vulkanologi Christy Till menjawab pertanyaan-pertanyaan ini dan lebih banyak lagi untuk membantu kita memahami cara hidup aman dalam bayang-bayang kekuatan alam yang perkasa ini.
| Baca Juga Waspada Bangunnya Gunung Api Tidur |
|---|
Bagaimana gunung berapi terbentuk?
Ada dua sisi dalam pembuatan gunung berapi yakni apa yang terjadi di bawah tanah dan apa yang terjadi di atas. Peristiwa di bawah tanah berkaitan dengan lempeng tektonik. Ini adalah teori bahwa kerak bumi --kulit terluar tempat kita hidup-- dipecah menjadi lempengan-lempengan yang bergerak di atas mantel bumi seperti es batu dalam segelas air.
Ilmuwan melihatnya sebagai kekuatan di balik gempa bumi, pegunungan, migrasi benua, dan pembentukan gunung berapi. Ada tiga tipe dasar lingkungan tektonik tempat gunung berapi tumbuh.
Yang pertama adalah batas lempeng konvergen, di mana dua lempeng bertabrakan dan lempeng samudera tergelincir di bawah lempeng lainnya, membawa air dan karbon dioksida ke dalam mantel. Ini memicu proses pencairan magma dan menciptakan gunung berapi yang lebih eksplosif. Proses ini menciptakan Cincin Api, lengkungan gunung berapi yang mengelilingi Samudera Pasifik.
Kedua, batas lempeng divergen, terjadi ketika celah terbuka antara dua lempeng. Celah tersebut diisi oleh mantel di bawahnya, menyebabkan magma mencair. Gunung berapi ini biasa ditemukan di dasar laut dan meletus terus menerus karena lempengan-lempengan itu terus berpisah. Gunung berapi yang terbentuk di tengah lempeng disebut gunung berapi titik panas. (hot spot volcano).
"Para ilmuwan sejak lama telah menggaruk-garuk kepala mencoba mencari tahu mengapa gunung berapi ini terjadi di tempat mereka. Dugaan terbaik kami adalah ada magma atau mantel yang naik di bawahnya, dan untuk beberapa alasan, itu lebih panas daripada di tempat lain, jadi kami mendapatkan gunung berapi,” kata Till.
Di atas tanah, bagian gunung berapi yang bisa kita lihat terbentuk dari letusan, misalnya, Gunung St.Helens, gunung berapi komposit di Washington, tumbuh seiring waktu karena lapisan puing dari campuran letusan dahsyat (seperti lahar lengket) dan letusan eksplosif (seperti batu apung dan abu) yang dibangun di atas satu sama lain.
Sunset Crater, gunung berapi kerucut cinder di Arizona, mengeluarkan air mancur lava dan abu bercahaya saat meletus, yang kemudian jatuh di sekitar kawah untuk membentuk lereng yang curam.
Kilauea, gunung berapi perisai di Hawaii, membentuk lerengnya yang lebar tetapi dangkal karena lava-nya menyebar ke segala arah dan menumpuk berlapis seiring waktu. Namun, jenis letusan, dan karena itu gunung berapi, berputar kembali ke elemen bawah tanah lainnya.
“Komposisi magma, dan proses jauh di dalam bumi yang membentuknya, mengontrol gaya letusan secara luas,” kata Till.
Apa itu magma?
Magma adalah bahan cair yang berada di bawah atau di dalam kerak bumi. (Lava adalah magma yang telah mencapai permukaan melalui gunung berapi.) Till's lab, the Experimental Petrology and Igneous process Center, melihat bagaimana magma terbentuk di Bumi dan di planet lain, serta proses bawah tanah yang mengarah ke letusan.
Salah satu kejutan yang telah dipelajari para peneliti dalam 10 tahun terakhir, katanya, adalah bahwa magma di bawah gunung berapi bukanlah kuali cairan cair yang menggelegak seperti yang kita bayangkan. Sebenarnya, apa yang ada di bawah gunung berapi lebih seperti lumpur.
Magma, juga, terdiri dari kristal (jenis geologis) hanya dengan sedikit cairan. Sesuatu pasti terjadi pada magma di bawah tanah untuk menghangatkannya, membuatnya cukup cair untuk meletus. Untuk mempelajari proses tersebut, Till mengumpulkan sampel dari kristal tersebut, yang diibaratkan dengan "kotak hitam kecil", dari endapan vulkanik di permukaan dan memeriksanya dengan mikroskop.
“Kristal-kristal ini memiliki zona-zona kecil di dalamnya, seperti lingkaran pohon. Mereka bisa memberi tahu kita tentang suhu, tekanan dan komposisi ruang magma, dan juga berapa lama sebelum letusan, peristiwa spesifik ini terjadi, ”katanya.
Apa yang terjadi selama letusan gunung berapi?
Pertama, magma yang lebih segar, lebih panas, dan lebih cair muncul dari dalam mantel bumi yang lebih dalam dan menghangatkan magma lumpur di kamar gunung berapi. Salah satu cara untuk sampai ke sana adalah melalui gempa bumi, yang mungkin mendorong magma baru atau membuka jalur baru agar bisa naik. Namun, tidak setiap gempa dapat menghangatkan ruang magma dan menyebabkan letusan.
“Ada juga kemungkinan bahwa gelombang seismik yang melewati kerak bumi dapat menggoyangkan tubuh magma dan menyebabkannya mendesis. Sama seperti soda, gelembung-gelembung itu dapat menghasilkan tekanan berlebih dan daya apung, yang memicu letusan, ”kata Clarke.
Saat magma baru dan lama bercampur, bubur kristal memanas dan muncul ke permukaan. Bisa jadi letusan efusif dari sirup, lava yang mengalir, atau bisa juga letusan eksplosif abu, abu, dan bongkahan batuan cair yang dikenal sebagai bom lava. Jumlah gas dalam tubuh magma menentukan seberapa dahsyatnya letusan tersebut.
Bagi mereka yang lebih eksplosif, gunung berapi dapat menghasilkan awan abu yang menempuh jarak yang sangat jauh, yang dapat memiliki efek tidak langsung seperti kerusakan atap, kualitas udara yang buruk atau kerusakan tanaman.
Itu juga bisa melepaskan aliran piroklastik yang jauh lebih merusak, yang merupakan gelombang membakar abu dan gas pekat yang mengalir di sepanjang tanah, membunuh dan membakar segala sesuatu yang dilewatinya.
"Kolom abu adalah jejak kaki yang besar, tapi hanya secara tidak langsung berbahaya. Aliran piroklastik adalah jejak yang lebih kecil, tetapi jauh lebih berbahaya,” ujar Clarke.
Jika gunung berapi berada di dekat badan air, ada peluang lain untuk kerusakan tambahan - aliran piroklastik yang masuk ke laut dapat menyebabkan tsunami.
Bagaimana ilmuwan memprediksi letusan?
Ahli vulkanologi menggunakan stasiun seismik, yang mengukur getaran di bumi, dan mendistribusikannya di sekitar gunung berapi untuk mendapatkan informasi terbaik tentang apa yang terjadi di bawahnya.
Alat penting lainnya adalah tiltmeter, yang, seperti namanya, mengukur setiap perubahan kecil di permukaan bumi. Biasanya, sebelum gunung berapi meletus, tanah di sekitarnya sedikit mengembang, yang oleh para ilmuwan disebut deformasi.
Observatorium biasanya juga memantau emisi gas, seperti sulfur dioksida dan karbon dioksida, yang dapat mengindikasikan perubahan yang terjadi lebih dalam di gunung berapi.
Terakhir, kamera - baik standar maupun thermal - membantu ahli vulkanologi mengawasi aktivitas. Clarke menjelaskan bahwa kamera thermal sangat berguna untuk gunung berapi tinggi yang puncaknya sering kali tertutup awan.
"Dengan menggunakan jenis data ini bersama-sama, Anda bahkan dapat memprediksi berapa banyak magma yang ada, dan seberapa dalam," kata Clarke.
Memiliki gagasan tentang apa yang dapat dilakukan gunung berapi tertentu setelah siap meletus juga merupakan bagian penting dari prediksi yang memungkinkan ahli vulkanologi membuat rekomendasi keselamatan.
"Jika Anda ingin tahu apa yang bisa dilakukan gunung berapi di masa depan, hal pertama yang harus Anda lakukan adalah melihat apa yang dilakukannya di masa lalu," ujarnya.
Peneliti melakukan ini dengan mengumpulkan endapan abu dari area yang luas dan memberikan penanggalannya. Ini memberi mereka gambaran tentang seberapa besar letusan gunung berapi dan seberapa sering terjadi.
Namun, metode ini memiliki keterbatasan. Magma yang mengeras jauh lebih sulit untuk dihitung daripada abu, dan gunung api super memiliki letusan yang sangat besar sehingga abu bergerak ribuan mil, sehingga sulit untuk menentukan ukuran sebenarnya.
Ada juga masalah letusan yang tidak konsisten. Gunung berapi cenderung berfluktuasi dalam ukuran letusannya, yang besar bisa diikuti oleh beberapa yang lebih kecil sebelum yang besar terjadi.
“Itulah mengapa sangat penting untuk melihat dalam rentang waktu yang lama untuk mendapatkan gambaran akurat tentang sejarah gunung berapi,” katanya.
Sejauh mana ilmuwan dapat memprediksi letusan lebih awal tergantung pada sejumlah faktor, salah satunya adalah apakah letusan itu besar atau kecil. Letusan besar berjarak lebih jauh, jadi mereka mungkin memiliki waktu peringatan yang lebih lama --dari berminggu-minggu hingga bahkan puluhan tahun-- sementara magma perlahan memanas setelah letusan terakhir.
Letusan kecil saling berdekatan, jadi waktu peringatannya lebih pendek --berbulan-bulan hingga berjam-jam. Namun, banyaknya data berarti bahwa prediksi tersebut biasanya lebih tepat daripada letusan besar.
Bisakah letusan gunung berapi dihentikan?
Ide untuk menghentikan letusan berkisar dari mengeluarkan gas untuk mengurangi tekanan vulkanik hingga menyumbat bagian atas seperti gabus di dalam botol. Namun, konsep ini masih belum teruji, dan sebagian besar ahli vulkanologi tidak menanggapi upaya tersebut dengan serius.
Apa yang berhasil, bagaimanapun, adalah menggunakan penghalang untuk mengarahkan aliran lava dan piroklastik menjauh dari kota dan bangunan penting. Clarke mencontohkan Heimaey, sebuah kota pelabuhan di Islandia yang mengalami letusan di dekatnya pada tahun 1973. Aliran lahar yang dihasilkan mengancam akan menutup teluk yang merupakan sumber ekonomi utama mereka.
“Saat mulai memasuki teluk, mereka mengeluarkan semua selang air yang mereka miliki dan menyemprotnya, dan itu mengeras di sana. Mereka menggunakan lahar itu sendiri sebagai penghalang, ”kata Clarke.
Apakah gunung berapi mempengaruhi iklim?
Letusan gunung berapi memiliki efek positif dan negatif pada iklim. Kolom abu mereka membawa gas seperti sulfur dioksida, yang mencapai di atas awan ke stratosfer. Di sana, gas terbentuk menjadi tetesan asam sulfat.
“Senyawa belerang dapat diedarkan ke seluruh dunia, dan mereka dapat menyaring cahaya dan panas matahari untuk mendinginkan suhu global,” kata Clarke.
Para peneliti berspekulasi bahwa peristiwa seperti itu --letusan Gunung Tambora tahun 1815 di Indonesia-- berada di belakang “tahun tanpa musim panas” tahun 1816 yang menyebabkan suhu rendah dan hujan lebat di Eropa dan Amerika Utara, yang menyebabkan kekurangan makanan.
Apakah letusan dapat memiliki efek di seluruh dunia mungkin bergantung pada ukuran dan komposisi awan abu, serta posisi gunung berapi di Bumi. Efek pendinginan selalu bersifat sementara. Periode pendinginan terlama yang pernah didokumentasikan berlangsung sekitar tiga tahun, meskipun Clarke percaya bahwa letusan super dalam sejarah Bumi mungkin memiliki efek suhu yang lebih lama.
Jika Anda berpikir bahwa ini terdengar seperti cara yang baik untuk memerangi suhu yang memanas saat ini, Anda tidak sendirian. Beberapa ilmuwan mulai meneliti kemungkinan rekayasa surya, sebuah strategi yang terinspirasi oleh gunung berapi yang menggunakan pesawat untuk menyemprotkan sulfur dioksida ke stratosfer.
Efek iklim lain dari gunung berapi adalah abunya membuat tanah sangat subur, menciptakan lingkungan subur di daerah sekitarnya. Tanaman dan pohon yang tumbuh di tanah yang subur ini menangkap dan menyimpan karbon dioksida dari atmosfer.
“Apa yang ada di pupuk? Fosfor, nitrogen dan kalium. Itu melimpah dalam produk vulkanik,” kata Clarke.
