Apa yang terjadi bilamana gunung berapi tumbuh berkembang dengan pesat dengan bertumpu pada lokasi yang sesungguhnya tidak begitu stabil? Pertanyaan yang menghantui benak (sebagian) cendekiawan kebumian Indonesia ini menemukan jawabannya dalam peristiwa Tsunami Selat Sunda 22 Desember 2018. Tsunami nan sunyi, bagi sebagian kita, karena datang tanpa didului gempa bumi dan tanpa peringatan apapun. Bahkan di jam-jam pertama pasca serbuannya ke kedua belah pesisir Selat Sunda, yakni pesisir Banten dan Lampung, eksistensinya masih diragukan. Ada yang mengiranya hanya sekedar gelombang tinggi sebagaimana telah dinyatakan dalam prakiraan cuaca.
Gambar 1. Panorama letusan Gunung Anak Krakatau pasca peristiwa gugur gunung 22 Desember 2018 TU lalu. Kepulan asap merupakan kolom letusan dari erupsi tipe Surtseyan, mengingat lubang letusan kini berada di bawah paras laut. Di sisi kanan nampak pulau Rakata dengan jejak tsunami Selat Sunda di pantainya. Analisis memperlihatkan jejak tersebut ditinggalkan oleh tsunami setinggi 55 meter. Sumber: Anonim, 2018 dengan teks ditambahkan Sudibyo, 2018.
Hingga empat hari kemudian, jumlah korban tewas akibat bencana ini mencapai tak kurang dari 430 orang. Inilah tsunami ketiga yang menghantam Indonesia dalam tahun 2018 TU, setelah peristiwa Tsunami Lombok dan Tsunami Palu. Tsunami Lombok dipicu Gempa Lombok 5 Agustus 2018 (magitudo 7,0). Tsunaminya kecil, hanya setinggi 20 centimeter saja seperti terekam di stasiun pasangsurut Lembar yang dioperasikan BIG (Badan Informasi Geospasial). Sehingga tidak ada korban jiwa yang jatuh dari tsunami. Sebaliknya tsunami Palu diproduksi Gempa Donggala-Palu 2018 (magnitudo 7,5) tergolong cukup besar dan merusak. Tinggi maksimumnya 12 meter. Hempasannya di pesisir kota Palu merenggut nyawa tak kurang dari 1.500 orang. Secara akumulatif, jumlah korban jiwa yang jatuh akibat peristiwa tsunami di Indonesia sepanjang 2018 TU mendekati 2.000 orang.
Banyak pertanyaan mengemuka dari bencana Tsunami Selat Sunda 22 Desember 2018, yang untuk selanjutnya kita sebut saja tsunami Selat Sunda. Apa penyebabnya? Mengapa berlangsung sunyi (tanpa didului gempa tektonik)? Mengapa tak terdeteksi? Dan apa yang sebaiknya dilakukan guna mengantisipasi bencana sejenis di masa depan?
Gambar 2. Marigram (rekaman dinamika paras air laut) di stasiun pasang surut Ciwandan / Banten pada 22 Desember 2018. Nampak jelas perbedaan pola pasang surut laut biasa dan pola tsunami. Tsunami terekam datang pada pukul 21:33 WIB setinggi 35 centimeter. Sumber: BIG, 2018 dengan teks ditambahkan Sudibyo, 2018.
Gugur Gunung
Tsunami Selat Sunda berhubungan erat dengan peristiwa gugur Gunung Anak Krakatau. Yakni rapun atau pecahnya gunung berapi laut itu menjadi dua bagian, mungkin oleh letusannya atau mungkin oleh bobotnya sendiri. Salah satu bagian lantas bergerak menurun sebagai longsoran raksasa / gigantis, karena melibatkan volume material longsor yang sangat besar. Gugur gunung dikenal juga sebagai keruntuhan lereng (flank collapse), karena pada galibnya salah satu lereng gunung berapi runtuh membuat gunung terbuka ke satu sisi. Ciri khas yang ditinggalkannya adalah adanya kawah atau kaldera tapalkuda dari puncak hingga ke lereng / kaki gunung.
Gugur gunung berapi adalah peristiwa yang jamak ditemui dalam sejarah geologi tanah Indonesia. Geolog legendaris van Bemmelen dalam opus magnum-nya The Geology of Indonesia memaparkan gugur gunung berapi di Indonesia jamak dijumpai sebagai konsekuensi tumbuh kembangnya sang gunung di atas batuan dasar sedimen laut relatif lunak. Seiring tumbuh kembangnya, pada satu masa bobot gunung berapi itu telah demikian besar hingga tak sanggup lagi ditahan oleh batuan dasarnya. Akibatnya gunung pun mulai gugur, atau malah terperosok seluruhnya. Jajaran gunung-gemunung di Jawa bagian tengah seperti Gunung Merapi, Gunung Merbabu, Gunung Telomoyo hingga Gunung Ungaran adalah contoh yang pernah mengalami gugur gunung.
Meski demikian pada skala waktu umat manusia, peristiwa gugur gunung berapi tergolong jarang terjadi. Indonesia terakhir kali menyaksikannya pada tahun 1772 TU silam, manakala Gunung Papandayan di Garut (Jawa Barat) meletus dan menjebol lereng sisi timur lautnya dalam erupsi mendatar (lateral). Sebanyak 40 desa terkubur dan tak kurang dari 5.000 nyawa melayang. Gugur gunung bisa terjadi akibat letusan gunung berapi, misalnya yang sangat populer pada Letusan St. Helena 1980 di Gunung St. Helena, negara bagian Washington (Amerika Serikat). Juga bisa timbul tanpa letusan signifikan, misalnya dalam kejadian Gunung Bandai 1888 (Jepang).
Gambar 3. Gugur gunung berapi yang disertai letusan besar di Gunung St. Helena, Washington (Amerika Serikat) pada 18 Mei 1980 TU. Awalnya salah satu lereng gunung mendadak gugur lalu mengalir deras ke arah kakinya dalam volume gigantis. Pada saat bersamaan magma segar mulai menyembur sebagai letusan. Sumber: USGS, 1980.
Gugur Gunung Anak Krakatau terjadi pada Sabtu 22 Desember 2018 TU pukul 21:02 WIB. Saat itu lereng barat gunung mendadak patah, merosot lalu meluncur deras ke laut. Mengacu batasan dari Gianchetti dkk (2012), volume tubuh gunung yang gugur diperkirakan tak lebih dari 280 juta meter3. Dan berdasar analisis citra satelit radar Sentinel-1 dalam beberapa jam pasca kejadian, saya memperkirakan (secara sangat kasar) bahwa volumenya di sekitar 100 juta meter3. Analisis citra satelit sejenis yang dikerjakan BPPT memperlihatkan bidang tanah dengan panjang 1.800 meter dan lebar 357 meter (seluas 64 hektar) telah menghilang dari sisi barat Gunung Anak Krakatau. Jika perhitungan kasar saya benar, maka inilah kejadian tanah longsor terbesar di Indonesia dalam kurun 14 tahun terakhir terhitung sejak peristiwa Longsor Bawakareng 26 Maret 2004 (volume longsoran 232 juta meter3) di dalam kaldera purba Gunung Bawakareng (Sulawesi Selatan).
Gambar 4. Wajah Gunung Anak Krakatau dalam periode seminggu antara tanggal 19 hingga 25 Desember 2018 TU dalam citra radar satelit Sentinel-1. Nampak jelas perubahan dramatisnya pasca terjadinya peristiwa gugur gunung yang menerbitkan tsunami Selat Sunda. Sumber: Sudibyo, 2018.
Material longsoran gigantis Gunung Anak Krakatau yang mengalir deras menghasilkan getaran seismik khas. Seismometer-seismometer BMKG (Badan Meteorologi Klimatologi dan Geofisika) merekamnya sebagai gempa bermagnitudo lokal (ML) 3,4 yang memiliki frekuensi sangat rendah (yakni antara 0,01 hingga 0,1 Hertz). Demikian halnya jaringan seismometer GFZ (Geo Forschungs Zentrum), lembaga geofisika Jerman, yang merekamnya sebagai gempa bermagnitudo 5,1. Dapat diperkirakan, material longsoran gigantis ini mengalir dalam kecepatan tinggi, mungkin hingga 100 km/jam. Sehingga terinjeksikan ke dalam laut dalam tempo singkat. Inilah yang menerbitkan tsunami.
Gunung Anak Krakatau lahir melalui letusan terus-menerus sejak 27 Desember 1927 TU. Awalnya sebagai letusan bawah air laut dan hanya nampak di paras laut sebagai semburan menyerupai air mancur. Mulai 20 Januari 1929 TU terlihatlah tumpukan materi kehitaman di samping tiang asap putih yang telah eksis berminggu-minggu sebelumnya. Inilah momen kelahiran Gunung Anak Krakatau. Bayi gunung berapi ini tumbuh cepat di tahun-tahun berikutnya dengan pertambahan ketinggian rata-rata 4 meter/tahun dan kecepatan pertumbuhan rata-rata 52,51 juta m3/tahun per tahun. Dengan demikian diperkirakan pada 2018 TU volume tubuh gunung telah mencapai 7,8 km3.
Gunung berapi ini tumbuh menumpang di atas tebing sisi timur laut kaldera produk Letusan Krakatau 1883 nan dahsyat. Kaldera tersebut berdiameter 6 km dengan lantai sedalam 240 meter dari paras laut. Dinding kaldera cukup terjal, membuat kaki Gunung Anak Krakatau yang menjulur ke sini memiliki kemiringan hingga 28º. Selama pertumbuhannya Gunung Anak Krakatau nyaris tak pernah mengirim materi letusannya ke lantai kaldera. Ia cenderung tumbuh berkembang ke arah timur laut. Seiring tubuhnya kian membesar dari tahun ke tahun, praktis gunung berapi ini menumpang di atas lereng terjal, membuatnya kian beresiko mengalami gugur gunung.
Gambar 5. Sketsa situasi kompleks kepulauan Krakatau antara sebelum dan sesudah 1929 TU. Nampak kedudukan Gunung Anak Krakatau adalah menumpang di atas tebing kaldera Krakatau 1883 sisi timur laut. sehingga sedari awal kelahirannya, gunung berapi ini sudah tidak stabil. Sumber : Sutawidaja, 2006 dengan sketsa dari Self & Rampino (1981) serta Francis (1985).
Riset Gianchetti dkk (2012) memperlihatkan potensi gugur Gunung Anak Krakatau sebesar 280 juta m3 (0,28 km3) atau setara 3,5 % volume tubuh gunung. Itu mencakup seluruh bagian tubuh gunung yang terbentuk pasca tahun 1960 TU dan menumpang di atas bagian tubuh gunung yang lebih tua. Bidang kontak antara kedua bagian itu membentuk sudut 8,2º terhadap bidang datar. Aktivitas Gunung Anak Krakatau sebelum Juni 2018 TU cenderung melontarkan materinya ke arah timur atau timur laut. Namun sejak mulai beraktivitas kembali pada Juni 2018 TU, Gunung Anak Krakatau bertingkah sedikit berbeda. Erupsinya masih bertipe Strombolian, yang mirip pancuran air mancur berapi dan dikenal bersifat membangun. Akan tetapi kali ini Gunung Anak Krakatau melelerkan lavanya ke arah selatan dan barat daya. Tempat yang selama ini tak pernah disentuhnya. Hingga menjelang gugur gunung terjadi, telah berlangsung 400 kali erupsi Strombolian. Citra satelit pun memperlihatkan munculnya daratan baru signifikan di kaki selatan gunung. Penambahan massa baru di sisi selatan inilah yang mungkin meningkatkan ketidakstabilan tubuh gunung sehingga peristiwa gugur gunung pun terjadi.
Tsunami Injeksi
Saat gugur Gunung Anak Krakatau terjadi, tsunami pun terbit. Tsunami adalah gelombang transversal yang memiliki panjang gelombang jauh lebih besar ketimbang kedalaman perairan yang dilintasinya. Kedalaman rata–rata Selat Sunda hanyalah 40 meter sedangkan panjang gelombang Tsunami Selat Sunda sekitar 10.000 meter. Dengan panjang gelombang demikian besar membuat tsunami selalu mengaduk–aduk perairan yang dilintasinya hingga ke dasar. Berbeda dengan gelombang laut biasa yang hanya mengusik paras laut. Dikombinasikan sifat penguatan / amplifikasi menjelang tiba di garis pantai, inilah yang membuat tsunami memiliki daya rusak jauh lebih besar ketimbang gelombang biasa. Pada dasarnya setiap meter persegi air tsunami yang menghantam pantai kekuatannya setara tubrukan truk tronton yang ngebut.
Gambar 6. Potensi gugur Gunung Anak Krakatau terkait kedudukannya terhadap kaldera Krakatau 1883. Kiri : penampang mendatar kaldera 1883 dan tubuh Gunung Anak Krakatau dalam lintasan A-B. Kanan : peta batimetri dan topografi Kepulauan Krakatau dengan lintasan A-B. Sumber: Gianchetti dkk, 2012.
Tsunami secara umum disebabkan oleh dua hal. Pertama, pergerakan besar di dasar laut. Pergerakan semacam ini umumnya berasal dari gempa tektonik dengan patahan sumber sepanjang minimal 100 km yang berlokasi di bawah laut. Sehingga menyebabkan naik atau turunnya dasar laut tepat diatasnya, bergantung pada jenis patahan sumber gempanya. Ini adalah penyebab lebih dari 90 % kejadian tsunami di Indonesia sepanjang sejarah. Sementara kurang dari 10 % sisanya disebabkan oleh faktor kedua, yakni injeksi massa yang massif (dalam jumlah besar) pada tempo singkat ke perairan. Massa itu bisa berupa material longsoran (baik longsoran bawah laut maupun permukaan laut), material awan panas produk letusan gunung berapi, material tebing es raksasa yang rontok, material tebing terjal yang rontok hingga asteroid / komet besar yang jatuh menumbuk. Maka tsunami bisa saja terjadi meski tidak didahului gempa tektonik, seperti yang kita saksikan pada tsunami Selat Sunda.
Begitu material longsoran gigantis Gunung Anak Krakatau meluncur ke barat dan tercebur ke dalam lantai kaldera, olakan sangat besar dari air laut pun tercipta. Dalam beberapa detik, gelora setinggi hingga sekitar 55 meter terbentuk dan mulai menjalar. Sebagai gelombang Huygens, kecepatan tsunami Selat Sunda berbanding lurus dengan kedalaman perairan tempat pembentukannya. Sehingga hanya secepat sekitar 100 km/jam dan tidak secepat kelajuan jelajah pesawat jet komersial (700 km/jam) sebagaimana tsunami Aceh 2004.
Periode tsunami Selat Sunda juga relatif pendek yakni hanya 5 menit. Setara dengan tsunami Palu. Ini merupakan salah satu ciri khas tsunami produk injeksi massa massif ke perairan. Ciri khas lainnya, tinggi tsunami kian besar seiring kian dekat ke sumbernya. Maka pada pulau-pulau kecil yang memagari Gunung Anak Krakatau, tinggi tsunaminya mencapai 50 meter atau lebih. Namun begitu menjalar jauh mencapai pesisir Selat Sunda, tingginya meluruh dramatis hingga tinggal berkisar 1 s/d 3 meter. Kombinasi antara batimetri Selat Sunda, eksistensi pulau-pulau kecil dan arah gerak longsoran gigantisnya membuat tsunami tiba di pesisir Banten hanya dalam 30 menit. Sebaliknya tsunami baru mencapai pesisir Bandar Lampung di ujung Teluk Lampung hampir sejam kemudian. Simulasi Gianchetti dkk (2012) yang ditunjang simulasi CEDIM berbasis rekaman marigram stasiun-stasiun pasangsurut di sekujur pesisir Selat Sunda menegaskan hal itu.
Dengan demikian pesisir Banten memiliki selang waktu setengah jam sejak gugur gunung terjadi hingga tsunami menerjang. Sementara bagi pesisir Lampung selang waktunya antara setengah hingga satu jam. Selang waktu yang sesungguhnya menyediakan kesempatan cukup lama bagi penduduk pesisir untuk mengevakuasi diri. Sangat bertolak-belakang dengan tsunami Palu, dimana tsunami menerjang dalam tempo cukup singkat dan membuat penduduk Palu tak sempat bereaksi. Sayangnya dalam kejadian tsunami Selat Sunda, tak ada peringatan dini dari sistem InaTEWS. Membuat korban jiwa menjadi tak terelakkan.
Gambar 7. Perbandingan waktu tempuh tsunami (time travel) dalam satuan menit antara hasil pemodelan Gianchetti dkk di tahun 2012 TU dengan kejadian tsunami Selat Sunda 2018 yang dipublikasikan CEDIM. Nampak bahwa keduanya memiliki kemiripan cukup besar, mengindikasikan bahwa gugur Gunung Anak Krakatau memang penyebab Tsunami Selat Sunda 2018. Sumber: Gianchetti dkk, 2012 & CEDIM, 2018.
Sistem InaTEWS (Indonesia Tsunami Early Warning System) dibangun untuk memberikan peringatan dini tsunami di Indonesia dari sumber apapun, termasuk kejadian longsoran. Sistem ini mendapatkan masukan dari jaringan seismometer dan akselerometer yang ditanam di segenap penjuru Indonesia untuk mengendus peristiwa gempa tektonik dan resikonya. Juga mendapat masukan dari pelampung tsunami (tsunami buoy) untuk mengendus tsunami kala masih menjalar di laut lepas. Sehingga InaTEWS bisa mengeluarkan amaran untuk pesisir-pesisir yang berpotensi terdampak berdasarkan pada pemodelan dengan masukan radas-radas (instrumen-instrumen) tadi. Dan akhirnya konfirmasi benar tidaknya telah terjadi tsunami diperoleh dari marigram stasiun-stasiun pasangsurut yang ditanam di sejumlah titik pesisir termasuk di seluruh pelabuhan.
Sistem InaTEWS berada di bawah payung BMKG, sementara pelampung-pelampung tsunami dikelola BPPT (Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi) dan stasiun-stasiun pasangsurut oleh BIG. Sistem yang dirancang GFZ ini akan terpicu otomatis saat terjadi gempa tektonik dengan sumber di dasar laut dan bermagnitudo minimal 6,5. Problem tersulit adalah bilamana sumber tsunami tidak berasal dari gempa, yang membuat jaringan seismometer tak bisa digunakan. Sistem harus mengandalkan kinerja pelampung-pelampung tsunami, sementara segenap radas itu kini sudah tak berfungsi lagi. Terutama karena sudah hilang dicuri. Sebaliknya jika mengandalkan stasiun-stasiun pasangsurut maka esensi peringatan dini sudah hilang. Karena saat tsunami terbaca oleh stasiun-stasiun pasang surut, artinya tsunami sudah tiba di garis pantai. Tak ada lagi artinya peringatan dini jika tsunami sudah tiba di garis pantai.
Inilah yang membuat tsunami Selat Sunda tak terdeteksi dalam sistem InaTEWS sehingga peringatan dini tsunami pun tak bisa dikeluarkan. Gunung Anak Krakatau memang dimonitor PVMBG (Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi) secara menerus sebagaimana halnya gunung-gemunung berapi aktif lainnya di Indonesia. Pemantauan umumnya berada pada tiga aspek : seismik, kimia gunung berapi dan deformasi (kembang kempis tubuh gunung). Dan tak satupun dari ketiga aspek tersebut yang bisa mendeteksi kejadian gugur gunung.
Maka begitu gugur Gunung Anak Krakatau terjadi, tak satupun yang menyadari. Terlebih Gunung Anak Krakatau berada di tengah laut sejarak 40 km dari pos PGA Pasauran dan gugur gunung berlangsung di gelapnya malam. Manakala tsunami Selat Sunda sudah terbit dan menjalar pun, tidak ada yang tahu bahwa petaka akan terjadi sebentar lagi. Karena pelampung tsunami di kawasan Selat Sunda telah hilang sejak 2007 TU silam dan tak kunjung mendapat pengganti. Konfirmasi terjadinya tsunami justru baru diketahui pasca kejadian, setelah stasiun-stasiun pasangsurut di sekujur pesisir Selat Sunda dengan jelas menunjukkan pola tsunami pada marigram-marigramnya.
Pelajaran
Jadi, bagaimana Indonesia belajar dari tsunami Selat Sunda?
Gambar 8. Bagaimana teknik interferometri radar diterapkan untuk memantau dinamika lereng bukit/gunung dengan menggunakan radas InSAR darat. Penyigian interferometri pada salah satu lereng menunjukkan adanya potensi longsor dan terbukti sesuai dengan kejadian sesungguhnya. Gugur gunung berapi pada dasarnya adalah peristiwa longsor. Sumber: Dongeng Geologi, 2018.
Mayoritas (95 % atau lebih) peristiwa tsunami di Indonesia yang tercatat sepanjang sejarah disebabkan gempa tektonik. Terdapat sejumlah kejadian tsunami yang disebabkan longsoran besar di dasar laut, namun longsoran itu sendiri tetap dipicu gempa tektonik. Misalnya tsunami Flores 1992 (dipicu gempa bermagnitudo 7,8), tsunami Banyuwangi 1994 (dipicu gempa bermagnitudo 7,7), tsunami Pangandaran 2006 (dipicu gempa bermagnitudo 7,7), tsunami Mentawai 2010 (dipicu gempa bermagnitudo 7,8) dan tsunami Palu 2018 (dipicu gempa bermagnitudo 7,5). Sementara sisanya (yakni 5 % atau kurang) merupakan tsunami yang bersumber dari letusan gunung berapi, yakni akibat injeksi awan panas nan massif ke dalam laut. Dan sangat jarang tsunami bersumber dari longsoran gigantis dipicu faktor non-gempa.
Gugur gunung berapi pada dasarnya adalah peristiwa gerakan tanah. Sehingga memiliki tanda-tanda awal khas, dimulai dari munculnya retakan-retakan lantas mulai beringsutnya massa tanah secara perlahan-lahan sebelum akhirnya longsor terjadi. Tanda-tanda awal ini bisa dideteksi. Secara umum pada lokasi yang memiliki potensi gerakan tanah biasa digunakan radas ekstensometer. Untuk potensi gugur gunung berapi, deteksi tanda awal mungkin bisa memanfaatkan radas-radas GPS yang ditanam di lereng yang berpotensi. Atau menggunakan teknik interferometri, baik yang berbasis satelit maupun darat. Teknologi interferometri berbasis darat telah umum digunakan dalam dunia pertambangan untuk memeriksa stabilitas lereng.
Gambar 9. Usulan skema penerapan teknik interferometri berbasis radas InSAR darat. Tiga radas ditempatkan di pulau Sertung, Panjang dan Rakata yang semuanya diarahkan ke Gunung Anak Krakatau. Sehingga bagaimana pergerakan lereng-lerengnya dapat dimonitor. Sumber: Dongeng Geologi, 2018.
Pemantauan jadi penting artinya mengingat Gunung Anak Krakatau masih berpotensi mengalami gugur gunung kembali. Belum seluruh potensi maksimum volume gugur gunungnya terlepaskan. Di sisi lain, aktivitas Gunung Anak Krakatau meningkat pesat pasca gugur gunung. Karena saluran magmanya kini relatif terbuka yang ditunjang dengan lubang letusan tepat di bawah paras air laut. Sehingga kini magma keluar relatif lebih leluasa dan langsung dihantarkan ke laut sebagai erupsi tipe Surtseyan. Apabila terjadi letusan yang lebih besar, awan panasnya pun akan langsung dimuntahkan ke laut. Injeksi massa nan massif pun bisa terulang, menjadikan peluang terulangnya kembali tsunami Selat Sunda masih terbuka.
Referensi :
Gianchetti dkk. 2012. Tsunami Hazard Related to a Flank Collapse of Anak Krakatau Volcano, Sunda Strait, Indonesia. Geological Society, London, Special Publications 2012, v.361, p 79-90.
Sutawidjaja. 2006. Pertumbuhan Gunung Api Anak Krakatau Setelah Letusan Katastrofis 1883. Jurnal Geologi Indonesia, Vol. 1 No. 3 September 2006: 143-153
Rovicky Dwi Putrohari. 2018. komunikasi personal.
Widjo Kongko. 2012. komunikasi personal
Ekliptika 