Gunung berapi adalah saluran yang memindahkan batuan cair dari kerak bumi ke permukaan. Inilah mengapa letusan terjadi.
Piton de la Fournaise atau “Peak of the Furnace” di Pulau Reunion adalah salah satu gunung berapi paling aktif di dunia, ditunjukkan meletus pada Agustus 2015. Kredit foto: AAP / Newifax / Vincent Dunogué
Oleh Mirzam Abdurrachman, Institut Teknologi Bandung
Beberapa orang percaya letusan gunung berapi disebabkan oleh takdir. Yang lain percaya letusan gunung berapi adalah tanda bahwa gunung sedang marah karena penduduk yang tinggal di dekatnya telah berbuat dosa.
Tetapi sains memiliki penjelasan lain.
Gunung berapi adalah saluran yang mentransfer batuan cair bawah tanah yang disebut magma dari kerak bumi ke permukaan bumi. Saluran ini memiliki bentuk seperti kerucut, perisai, atau calderas. Di bawah gunung berapi terdapat ruang magma, reservoir dari satu tubuh besar batuan cair.
Ini adalah peningkatan gerakan magma di dalam gunung berapi yang menyebabkan letusan. Gerakan-gerakan ini dipicu oleh berbagai proses yang terjadi di bawah, di dalam, dan di atas ruang magma.
Di bawah ruang magma
Gunung berapi yang terletak di zona subduksi - tempat lempeng bergerak Bumi bertabrakan, menyebabkan satu lempeng tenggelam di bawah yang lain - menerima suntikan stabil dari batuan cair baru ke dalam ruang magma.
Di bawah ruang magma, panas inti Bumi sebagian mencairkan batuan yang ada menjadi magma baru. Batuan cair segar ini pada akhirnya akan memasuki ruang magma. Ketika bilik, yang sudah diisi dengan volume tertentu, tidak dapat mengandung magma baru, kelebihannya akan dikeluarkan melalui letusan.
Proses ini biasanya terjadi dalam siklus, sehingga dimungkinkan untuk memprediksi erupsi yang disebabkan olehnya. Gunung Papandayan di Jawa Barat, yang berada di atas pertemuan Lempeng Eurasia dan Indo-Australia, memiliki siklus 20 tahun dan selanjutnya akan meletus pada 2022. Terakhir meletus pada 2002.
Periode waktu antara letusan tergantung pada seberapa cepat batu meleleh, yang dipengaruhi oleh kecepatan lempeng yang tenggelam. Bumi memiliki beberapa zona subduksi dan lempeng subduksi umumnya bergerak dengan kecepatan konstan hingga 10 sentimeter per tahun. Untuk Papandayan, kecepatan Lempeng Indo-Australia yang menundukkan di bawah Lempeng Eurasia adalah sekitar 7cm per tahun.
Di dalam ruang magma
Aktivitas di dalam ruang magma juga dapat menyebabkan erupsi. Di dalam ruangan, magma mengkristal karena penurunan suhu. Magma yang dikristalisasi, yang lebih berat dari batuan cair semi-cair, turun ke lantai kamar. Ini mendorong sisa magma ke atas, menambah tekanan pada tutup ruang. Erupsi terjadi ketika tutupnya tidak lagi dapat menahan tekanan. Ini juga terjadi dalam siklus dan dapat diprediksi.
Proses penting lainnya di dalam ruang magma adalah ketika campuran magma bercampur dengan batuan di sekitarnya. Proses ini disebut asimilasi. Ketika magma bergerak, ia berinteraksi dengan bebatuan di lapisan bilik.
Terkadang, gunung berapi memiliki jalur untuk magma mengalir ke permukaan. Tetapi jika jalur itu tidak ada, maka magma akan memaksa dirinya ke daerah yang memiliki tekanan lebih sedikit. Ini dapat menyebabkan dinding di sekitar ruangan runtuh.
Bayangkan menjatuhkan bata ke dalam ember berisi air. Hal pertama yang akan terjadi adalah air mengalir keluar dari ember.
Percikan magma yang disebabkan oleh dinding kamar yang runtuh akan menyebabkan erupsi. Erupsi dari proses ini sulit diprediksi.
Di atas ruang magma
Erupsi juga bisa terjadi karena kehilangan tekanan di atas ruang magma. Ini dapat disebabkan oleh berbagai hal, seperti penurunan kepadatan batu di atas bilik atau pencairan es di atas gunung berapi. Topan yang melewati gunung berapi dalam kondisi kritis juga dapat memperburuk kekuatan erupsi.
Batuan yang menutupi ruang magma secara bertahap dapat melunak karena perubahan komposisi mineral. Penurunan kepadatan batuan penutup pada akhirnya membuat mereka tidak mampu menahan tekanan dari magma.
Apa yang menyebabkan perubahan mineral ini? Terkadang, gunung berapi memiliki retakan pada permukaan yang memungkinkan air meresap dan berinteraksi dengan magma. Ketika ini terjadi, perubahan hidrotermal batuan terjadi, menghasilkan erupsi.
Di mana magma keluar gunung berapi juga penting. Jika lava atau batuan piroklastik keluar melalui sisi gunung berapi, gravitasi dapat menyebabkan bagian gunung berapi itu runtuh, yang menyebabkan hilangnya tekanan penutup secara tiba-tiba. Letusan besar biasanya terjadi beberapa saat setelah sebuah sektor runtuh.
Mencairnya es
Pemanasan global dapat menyebabkan lebih banyak erupsi dengan menyebabkan gletser di atas gunung berapi mencair. Ketika es dalam volume besar di atas gunung berapi meleleh, tekanan di atas ruang magma berkurang. Magma akan naik untuk menemukan keseimbangan baru dan menyebabkan erupsi.
Sebuah penelitian menunjukkan letusan besar Eyjafjallajökull di Islandia pada 2010 dipicu oleh ini. Islandia kehilangan sekitar 11 miliar ton es setiap tahun, jadi mungkin masih ada lagi.
Pada tahun 1991, Gunung Pinatubo di Filipina mengalami letusan besar ketika topan Yunya menghantam gunung berapi dan sekitarnya. Pinatubo sudah bergemuruh, tetapi topan memperburuk kekuatan ledakan.
Kecepatan tinggi topan menyebabkan area di sekitarnya kehilangan tekanan yang signifikan. Sebagai akibatnya, kolom udara di atas gunung berapi tersapu ke jalur topan. Gunung Pinatubo mengalami perubahan tekanan dan letusan besar tak terhindarkan.
Mengingat peran penting yang dimainkan magma dalam memicu letusan gunung berapi, mempelajari magma lebih dekat dapat membantu memprediksi peristiwa alam yang spektakuler ini.
Mirzam Abdurrachman adalah Dosen di Departemen Geologi, Fakultas Ilmu dan Teknologi Kebumian di Institut Teknologi Bandung.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation. Baca artikel aslinya.