DETIKEPRI.COM, SAINS – Sekitar 640.000 tahun yang lalu, letusan dahsyat mengguncang daratan yang kini menjadi Taman Nasional Yellowstone. Letusan tersebut memuntahkan abu ke sebagian besar wilayah yang kini menjadi Amerika Serikat.
Letusan tersebut mengeluarkan 6.000 kali volume letusan Gunung St. Helens yang mematikan di Washington pada tahun 1980. Letusan tersebut menciptakan kawah selebar 45 kilometer (28 mil) dan panjang 85 kilometer (53 mil).
Risiko letusan besar lainnya dalam waktu dekat ini kecil, tetapi area Yellowstone masih aktif secara vulkanis. “Yellowstone telah mengalami banyak letusan kecil sejak saat itu,” kata Christy Till.
Seorang ahli vulkanologi, ia bekerja di Arizona State University di Tempe. Namun, dibandingkan dengan letusan besar Yellowstone yang telah lama terjadi, peristiwa-peristiwa yang lebih kecil ini lebih “seperti sendawa kecil,” katanya.
Dengan mempelajari bebatuan Yellowstone, Till dan timnya menemukan bahwa proses yang memicu letusan besar terakhir Yellowstone mungkin berlangsung kurang dari setahun. Batuan lain yang terbentuk oleh lava membantu para peneliti terus mempelajari letusan di seluruh dunia — dulu dan sekarang.
Dimana menemukan gunung berapi
Gunung berapi terjadi ketika magma — batuan cair dari dalam Bumi — menerobos ke permukaan. Di sana, magma dikenal sebagai lava. Hal ini biasanya terjadi ketika lempeng tektonik Bumi bergeser menjauh, seperti di punggung tengah samudra (kiri).
Di sini, mantel mendorong melalui celah dan mencair, membentuk magma. Mantel juga dapat mencair ketika satu lempeng tektonik menukik di bawah tepi lempeng lainnya (kanan). Ini disebut subduksi.
Saat lempeng yang menunjam menukik di bawah lempeng lainnya, ia membawa air bersamanya. Air itu dapat memicu pencairan. Mantel juga dapat mencair dan mendorong melalui kerak Bumi di tempat yang suhunya lebih panas dari biasanya di bawah permukaan (tengah). Arus naik yang panas seperti itu menghasilkan rangkaian kepulauan Hawaii.
Lempeng dan titik panas
Gunung berapi terjadi di tempat-tempat tertentu di Bumi, kata Teresa Ubide. Ia adalah seorang ahli vulkanologi di Universitas Queensland di Brisbane, Australia.
Di tempat-tempat ini, fitur geologi planet kita memungkinkan magma — batuan cair dari dalam Bumi — untuk menembus ke permukaan. (Setelah muncul, magma dikenal sebagai lava.)
Magma berasal dari mantel, lapisan yang diapit antara inti Bumi dan kerak luarnya yang tipis. Mantel biasanya padat dan dapat meleleh untuk membentuk magma.
Inti Bumi memanaskan mantel dari bawah. Di beberapa tempat, batuan yang dipanaskan — yang kurang padat daripada mantel di sekitarnya — naik ke permukaan Bumi.
Hal ini secara teratur terjadi di tempat lempeng tektonik Bumi saling menjauh. Di sana, mantel mendorong melalui celah dan meleleh, membentuk magma.
Misalnya, magma tersebut memicu letusan gunung berapi di celah bawah laut antara lempeng yang membentang di tengah Samudra Atlantik. Retakan ini memecah permukaan di Islandia, menyebabkan letusan rutin di sana.
Mantel juga dapat mencair saat satu lempeng tektonik menukik di bawah tepi lempeng lainnya. Ini disebut subduksi. Saat lempeng yang menukik menukik di bawah lempeng lainnya, ia membawa air bersamanya.
Air itu dapat memicu pencairan. Pencairan mantel semacam ini biasanya menghasilkan gunung berapi yang paling eksplosif, kata Ubide. Pencairan ini terjadi di beberapa tempat di pesisir barat Amerika Utara dan Selatan. Gunung St. Helens adalah contoh gunung berapi jenis ini.
Tempat lain tempat mantel dapat mencair dan mendorong kerak adalah tempat Bumi lebih panas dari biasanya di bawah permukaan. Ini berlaku untuk Hawaii di Samudra Pasifik.
“Secara geologis, tempat ini berada di antah berantah,” kata Ubide. “Tetapi tempat ini memiliki anomali panas terbesar di bawahnya, dan itulah sebabnya terjadi vulkanisme.”
Terkadang magma dapat tersangkut dalam perjalanannya ke permukaan. Magma dapat berada di kantong-kantong yang mencair di kedalaman yang membentang hingga ke mantel.
Di beberapa tempat, magma dapat bertahan selama puluhan, ratusan, atau ribuan tahun. Namun di tempat lain, magma dapat berpindah dari mantel ke kerak dalam hitungan hari atau jam.
Magma mengandung gas
Tim Till telah memeriksa laporan tentang hampir 90 letusan yang mencakup masa prasejarah hingga masa modern. Para peneliti menemukan beberapa pemicu letusan yang terkait dengan gas yang terlarut dalam magma.
Apa yang terjadi di gunung berapi mirip dengan apa yang terjadi dalam sebotol soda, kata Till. Sama seperti magma, soda dalam botol mengandung gas terlarut.
Gas ini tetap terlarut karena dibotolkan di bawah tekanan tinggi. Namun, saat Anda membuka botol, tekanan dalam botol turun. Gas tidak dapat lagi terlarut. “Gelembung-gelembung itu menghasilkan busa besar,” katanya. “Jika Anda mengocok soda, soda akan meledak dari atas.”
Saat letusan gunung berapi terjadi, umumnya karena gas tidak dapat terlarut dalam magma dan gelembung terbentuk.
Gelembung gelembung
Apa yang terjadi di gunung berapi mirip dengan apa yang terjadi di botol soda, kata Christy Till. Sama seperti magma, soda botol mengandung gas terlarut.
Gas ini tetap terlarut karena dibotolkan di bawah tekanan tinggi. Namun, saat Anda membuka botol, tekanan di dalam botol turun. Gas tidak dapat lagi terlarut. Gelembung menghasilkan “busa besar,” katanya. Dan mengocok soda akan membuatnya meledak.
Gelembung dapat terbentuk saat magma baru bergabung dengan kantong magma yang telah lama berada di bawah permukaan. Gelembung juga dapat muncul saat magma mendingin dan mengkristal menjadi batu. Hal ini membentuk magma yang seperti bubur di dalam gunung berapi.
Akhirnya, magma tidak cukup untuk melarutkan semua gas, sehingga terbentuk gelembung. Hanya cairan cair yang dapat meletus. Namun, hal ini tidak akan terjadi jika terlalu banyak batu.
Jadi, seperti bubur yang terlalu dingin dan tidak mungkin untuk diseruput, magma dengan terlalu banyak batu dapat terjebak di dalam gunung berapi.
Letusan juga dapat terjadi saat magma mencoba bergerak ke ruang yang terlalu kecil. Tekanan yang meningkat dapat memaksa batuan cair keluar dari gunung berapi. Namun, kata Till, para peneliti berpendapat bahwa sebagian besar letusan terjadi karena apa yang terjadi pada gas dalam magma.
Pembawa pesan vulkanik
Lava — magma yang meletus — mengandung kristal yang mulai terbentuk saat magma bergerak ke permukaan. Dengan mempelajari kristal ini, para peneliti memperoleh petunjuk tentang kedalaman tempat magma tersimpan dan proses yang memicu letusan, kata Ubide. “Ini seperti Anda memahami karakter gunung berapi tertentu.”
Peneliti dapat menggabungkan informasi ini dengan pesan lain yang mereka rekam di permukaan untuk mempelajari apa yang terjadi di bawah tanah. Misalnya, injeksi magma baru ke kantong bawah tanah dapat disertai gempa bumi.
Ilmuwan kemudian dapat menggunakan lokasi dan kedalaman gempa bumi tersebut untuk melacak kenaikan magma, kata Ubide. Atau komposisi gas yang diambil sampelnya di permukaan dapat mengungkapkan apakah magma baru telah ditambahkan ke magma yang tersimpan di bawah tanah. Tim Ubide menemukan tanda kimia di bebatuan lava dari letusan tahun 2021 di La Palma, sebuah pulau di Samudra Atlantik Utara.
Petunjuk kimia ini dilacak dengan besarnya gempa bumi dan gas sulfur dioksida yang dimuntahkan dari gunung berapi tersebut. Para ilmuwan berharap dapat menggunakan pesan vulkanik ini — bebatuan, gas, dan gempa bumi — untuk menangkap tanda-tanda letusan yang akan datang lebih cepat.
Itu dapat memberi orang lebih banyak waktu untuk bersiap. Sekitar 10 persen dari populasi global tinggal dalam jarak 100 kilometer (60 mil) dari gunung berapi yang aktif, kata Ubide. “Kita tidak bisa menghentikan letusan gunung berapi, tetapi kita bisa bersiap semaksimal mungkin untuk menghadapinya.”
Saya seorang Wartawan di DETIKEPRI.COM yang dilindungi oleh Perusahaan Pers bernama PT. Sang Penulis Melayu, dan mendedikasikan untuk membuat sebuah produk berita yang seimbang sesuai kaidah Jurnalistik dan sesuai Etik Jurnalistik yang berdasarkan Undang-Undang Pers.
