Mengapa Gunung Api Meletus?

Oleh Mirzam Abdurrachman*

KOMPAS.com -- Beberapa orang percaya bahwa letusan gunung berapi disebabkan oleh takdir. Sebagian lagi percaya letusan gunung berapi adalah pertanda bahwa suatu gunung marah karena penduduk yang tinggal di dekatnya telah berbuat dosa.

Tapi sains punya penjelasan lain.

Gunung api adalah saluran yang membawa batuan panas cair yang ada di bawah tanah yang disebut magma. Saluran tersebut membawa magma keluar dari kerak (lapisan padat terluar) Bumi ke permukaan Bumi. Saluran ini memiliki bentuk seperti kerucut, perisai atau kaldera. Di bawah gunung berapi ada kamar magma, sebuah waduk besar berisi batuan cair.

Gerakan magma yang meningkat di dalam gunung berapilah yang menyebabkan letusan. Gerakan ini dipicu oleh berbagai proses yang terjadi di bawah, di dalam, dan di atas ruang magma.

Di bawah ruang magma

Gunung berapi yang berada di zona subduksi–tempat lempeng bumi bertemu, menyebabkan satu lempeng menunjam di bawah lempeng yang lain–terus menerus mendapat injeksi batuan cair baru ke dalam ruang magma.

Di bawah ruang magma itu, panas inti bumi mencairkan sebagian batuan yang ada menjadi magma baru. Batu cair segar ini akhirnya masuk ke ruang magma. Saat ruang itu, yang sudah terisi dengan volume tertentu, tidak dapat menampung magma baru, kelebihannya akan dikeluarkan melalui letusan.

TheConversation.com Grafik

Proses ini biasanya terjadi dalam siklus. Maka, mungkin untuk memprediksi letusan yang disebabkan oleh luberan magma. Gunung Papandayan di Jawa Barat, yang berada di atas pertemuan Lempeng Eurasia dan Indo-Australia, mempunyai siklus 20 tahunan dan mungkin akan meletus pada 2022. Gunung ini terakhir kali meletus pada 2002.

Gunung Agung di Bali meletus terakhir kali pada 1963 atau tepatnya 120 tahun setelah letusan sebelumnya pada 1843. Jika mengikuti pola letusan terakhir ini (per 120 tahun), 2017 belum waktunya bagi Agung meletus. Kalaupun letusan terjadi mungkin tidak sebesar letusan pada 1963 karena Agung baru menghimpun energi selama 54 tahun. Artinya masih kurang dari setengah waktu letusannya.

Periode waktu antara letusan bergantung pada seberapa cepat batu meleleh, yang dipengaruhi oleh kecepatan lempeng menunjam. 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 menunjam di bawah Lempeng Eurasia sekitar 7 sentimeter per tahun.

Di dalam ruang magma

Aktivitas di dalam ruang magma juga bisa menyebabkan letusan. Di dalam ruang itu, magma mengkristal karena suhu menurun. Magma yang sudah terkristalisasi lebih berat daripada batuan panas semi-cair sehingga akan tenggelam ke dasar ruang magma. Ini mendorong sisa magma ke atas, menambah tekanan pada penutup ruang itu. Sebuah letusan terjadi saat tutupnya tidak lagi mampu menahan tekanan. Hal ini juga terjadi dalam sebuah siklus sehingga dapat diprediksi.

Proses penting lainnya di dalam ruang magma adalah saat bauran magma bercampur dengan batuan sekitarnya. Proses ini disebut asimilasi. Saat magma bergerak, zat ini berinteraksi dengan bebatuan di sekeliling ruang magma.

Kadang-kadang gunung berapi mempunyai jalur untuk magma mengalir ke permukaan. Jika jalurnya tidak ada, maka magma akan memaksakan diri ke area yang tekanannya lebih rendah. Hal ini dapat menyebabkan dinding yang mengelilingi ruangan jebol dan runtuh.

TheConversation.com Grafik

Bayangkan menjatuhkan batu bata ke dalam ember penuh air. Hal pertama yang akan terjadi adalah percikan air dari ember.

Percikan magma yang disebabkan oleh dinding ruang yang ambrol akan menyebabkan letusan. Letusan dari proses ini sulit diprediksi.

Di atas ruang magma

Letusan juga bisa terjadi karena berkurangnya tekanan di atas ruang magma. Hal ini bisa disebabkan oleh berbagai hal, seperti penurunan kerapatan bebatuan di atas ruang magma atau mencairnya es di puncak sebuah gunung berapi. Sebuah topan yang melewati gunung berapi dalam kondisi kritis dapat memperhebat kekuatan letusan juga.

Batu yang menutupi ruang magma dapat secara perlahan melunak karena adanya perubahan komposisi mineral. Penurunan kerapatan batuan penutup pada akhirnya membuat mereka tidak dapat menahan tekanan dari magma.

Apa yang menyebabkan perubahan mineralogi ini? Terkadang, gunung berapi mempunyai celah di permukaan yang memungkinkan air meresap dan berinteraksi dengan magma. Bila ini terjadi, perubahan batuan akibat larutan hidrotermal terjadi, batuan melunak dan akhirnya mengakibatkan letusan.

Di mana magma keluar dari gunung berapi juga penting. Jika lava atau batu piroklastik keluar melalui sisi gunung berapi, gravitasi dapat menyebabkan bagian gunung berapi tersebut runtuh, menyebabkan hilangnya tekanan penutup secara tiba-tiba. Letusan besar biasanya terjadi beberapa saat setelah satu kawasan roboh.

Melelehkan es

Pemanasan global dapat menyebabkan lebih banyak letusan dengan menyebabkan gletser di atas gunung berapi meleleh. Saat volume besar es di atas gunung meleleh, tekanan di atas ruang magma menurun. Magma akan naik untuk menemukan keadaan keseimbangan baru dan menyebabkan letusan.

Sebuah penelitian telah menunjukkan letusan besar Gunung Eyjafjallajökull di Islandia pada 2010 dipicu oleh gletser mencair. Islandia kehilangan sekitar 11 miliar ton es setiap tahun. Jadi mungkin masih lebih banyak lagi kehilangan es dalam jumlah besar.

Pada 1991, Gunung Pinatubo di Filipina mengalami letusan besar saat topan Yunya melanda gunung berapi dan sekitarnya. Pinatubo sudah bergemuruh, tapi topan itu memperhebat kekuatan ledakan.

Kecepatan tinggi topan menyebabkan daerah di sekitarnya kehilangan tekanan secara signifikan. Akibatnya, gumpalan udara di atas gunung berapi tersapu ke jalur topan. Gunung Pinatubo mengalami perubahan tekanan dan letusan besar tak terelakkan.

Mengingat peran penting yang dimainkan magma dalam memicu letusan gunung berapi, mempelajari magma lebih dekat dapat membantu memprediksi kejadian alam yang spektakuler ini.

*Lecturer at Department of Geology, Faculty of Earth Sciences and Technology, Institut Teknologi Bandung

Artikel ini pertama kali terbit di The Conversation