Letusan Besar Gunung Sinabung 19 Februari 2018

Letusan Gunung Sinabung adalah rutinitas yang telah dijalani Indonesia dalam lima tahun terakhir, tepatnya semenjak 2013 TU (Tarikh Umum). Ini adalah bagian dari episode Letusan Sinabung 2013. Itu adalah letusan magmatis berkepanjangan yang masih terus berlangsung hingga kini. Letusan-letusan itu umumnya berskala kecil, diawali dengan magma segar menumpuk di puncak. Kubah lava pun terbentuk dan kian lama menggemuk. Kubah lava akhirnya longsor menjadi awan panas guguran yang meluncur ke lereng sektor tertentu. Demikian hal ini berlangsung berulang-ulang dan dalam salah satu letusannya sempat merenggut korban.

Gambar 1. Saat-saat rempah letusan dalam kolom letusan besar Sinabung membumbung tinggi mendaki ke langit. Nampak jelas adanya awan Wilson, produk kondensasi uap air di udara akibat penurunan tekanan setempat seiring melintasnya kolom letusan. Diabadikan dari lokasi SPBU Jalan Jamin Ginting kota Kabanjahe, 14 kilometer dari Gunung Sinabung. Sumber: Anonim, 2018 dalam Sutopo Purwo Nugroho, 2018.

Namun tidak demikian pada kejadian Senin pagi 19 Februari 2018 TU. Sinabung lagi-lagi meletus, akan tetapi kali ini bukan letusan biasa. Pada pukul 08:53 WIB Sinabung mendadak meraung. Dari puncaknya rempah letusan nan pekat tersembur hebat pada tekanan cukup tinggi, menghasilkan pemandangan mirip kepalan tangan raksasa yang membumbung tinggi seakan hendak meninju langit. Bersamanya terdengar pula suara gemuruh berkepanjangan yang menakutkan. Panorama menggidikkan ini mengandung hampir semua ciri khas yang hanya terjadi dalam letusan-letusan besar.

Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG) mencatat Gunung Sinabung saat itu menyemburkan kolom letusannya hingga setinggi 5.000 meter di atas puncak, atau hingga 7.500 meter dpl (dari paras air laut rata-rata). Ketinggian tersebut adalah sebelum kolom letusan mulai terpecah dan tersebar mengikuti arah angin. Dalam letusan-letusan sebelumnya, Gunung Sinabung tak pernah disertai suara gemuruh.

Gambar 2. Salah satu potret ikonis dalam peristiwa letusan besar Sinabung 19 Februari 2018. Gunung Sinabung di latar belakang sedang mementaskan drama babak utama dengan mulai runtuhnya kolom letusan ke lereng hingga menjadi awan panas letusan. Di latar depan nampak kepanikan siswa-siswi sebuah sekolah dasar di kaki gunung, di luar zona merah. Sumber: Anonim, 2018 dalam Sutopo Purwo Nugroho, 2018.

Fenomena lain yang juga tak pernah terjadi sebelumnya adalah terbentuknya awan panas letusan (APL). Saat sebagian kolom letusan mulai berjatuhan kembali ke paras Bumi seiring gravitasi, mereka menuruni lereng Gunung Sinabung sektor selatan dan timur sebagai awan panas letusan. Ke arah selatan-tenggara, awan panas letusan ini meluncur hingga sejauh 4.900 meter dalam arah mendatar dari puncak. Sementara ke arah ke arah timur-tenggara, awan panas letusan menyambar hingga sejauh 3.500 meter dari puncak, juga dalam arah mendatar.

Selain awan panas, hujan debu vulkanik pekat dan pasir mengguyur kawasan kaki Gunung Sinabung, menyelimuti sedikitnya tujuh desa di Kabupaten Karo. Selama hampir 2 jam pasca letusan, guyuran debu vulkanik menyebabkan jarak pandang di desa-desa tersebut hanya sebatas 5 hingga 7 meter saja. Suasana pun berubah gulita layaknya malam. Luncuran awan panas dalam skala yang belum pernah terjadi sebelumnya dan hujan debu yang membuat gelap gulita sontak mengagetkan penduduk di sekitar kaki Gunung Sinabung khususnya yang berdekatan dengan zona merah. Kepanikan besar yang belum pernah dialami sebelumnya pun sempat terjadi. Untungnya tak ada korban yang berjatuhan, baik korban luka-luka apalagi korban jiwa.

Sementara itu sisa kolom letusan yang ringan seperti debu vulkanik terus membumbung dan kemudian menyebar ke arah baratlaut-utara dibawah pengarih hembusan angin regional. Debu vulkanik menyebar hingga ke wilayah propinsi Aceh, situasi yang juga belum pernah terjadi sebelumnya. Melimpahnya jumlah debu vulkanik di udara memaksa dibatasinya lalu lintas penerbangan yang lewat di ruang udara sekitar Gunung Sinabung. Sektor barat laut dan sektor utara dari Gunung Sinabung sempat dinyatakan terlarang untuk dilintasi pesawat terbang dalam beberapa jam. Untungnya lalu lintas pesawat terbang di kedua sektor tersebut relatif lengang, tak sepadat sektor timur. Sehingga letusan Sinabung itu tak berdampak pada penutupan bandara Kuala Namu di dekat Medan.

Gambar 3. Zona larangan lalu lintas penerbangan seiring letusan besar Sinabung 19 Februari 2018 seperti dikeluarkan oleh VAAC Darwin. Warna hitam berlaku mulai pukul 16 WIB, warna hijau mulai pukul 22:00 WIB, warna jingga mulai hari berikutnya pukul 04:00 WIB dan warna merah juga mulai hari berikutnya pukul 10:00 WIB. nampak lalu lintas penerbangan di sekitar Gunung Sinabung berdasarkan data FlightRadar24. Sumber: FlightRadar24.com, 2018.

Berubah Sifat?

Tak ada keraguan, hari itu Gunung Sinabung meletus besar. Peristiwa ini didahului rentetan gempa vulkanik sejak 2 hari sebelumnya. PVMBG mencatat jumlah gempa vulkanik Sinabung pada 17 Februari 2018 TU mencapai 17 kejadian, yang terdiri atas gempa vulkanik dalam dan dangkal. Sehari berikutnya jumlah gempa vulkaniknya meroket menjadi 49 kejadian hanya untuk gempa vulkanik dalam saja. Dan pada 19 Februari 2018 TU antara pukul 00:00 hingga 06:00 WIB saja terekam adanya 30 kejadian gempa vulkanik dalam.

Gambar 4. Gunung Sinabung dan lingkungan sekitarnya sehari pasca letusan besar, berdasarkan citra satelit penginderaan jauh Planet Dove milik PlanetLab. Nampak luasnya sebaran debu vulkanik letusan besar ini serta daerah yang terlanda awan panas. Sumber: PlanetLab, 2018.

Sebagai pembanding, sepanjang bulan Desember 2017 TU lalu PVMBG mencatat setiap harinya Gunung Sinabung mengalami gempa vulkanik sebanyak rata-rata 15 kejadian (gempa vulkanik dalam dan dangkal). Maka selama tiga hari berturut-turut menjelang letusan besarnya, gempa vulkanik Sinabung cukup intensif melampaui angka rata-ratanya. Gempa vulkanik selalu berhubungan dengan gerak fluida (magma segar dan gas vulkanik) dari perutbumi menuju kawah atau lubang letusan sebuah gunung berapi.

Intensifnya gempa vulkanik Sinabung selama tiga hari berturut-turut itu mencerminkan tingginya kuantitas fluida yang merangsek ke atas. Semua itu menyebabkan tekanan di dasar kubah lava terbaru Sinabung sangat kuat. Hingga mampu membobol dan menghancurkan kubah lava sekaligus membentuk lubang letusan yang cukup besar di puncak. Pengamatan langsung PVMBG terhadap bentuk puncak Sinabung menegaskan hal tersebut.

Gambar 5. Perubahan panorama puncak Gunung Sinabung akibat letusan besar 19 Februari 2018 TU, diabadikan PVMBG dari lokasi yang sama. Sebelum letusan besar, puncak Sinabung dihiasi kubah lava yang mengandung 1,6 juta meter³ lava segar. Pasca letusan besar, segenap kubah lava tersebut lenyap, digantikan oleh lubang letusan yang cukup besar yang masih berasap. Sumber: PVMBG, 2018.

Letusan besar Sinabung itu demikian bertenaga. Sehingga desing suara infrasonik yang diproduksinya menjalar demikian jauh sampai bisa terdeteksi dari tepian Laut Merah, yang berjarak 6.100 kilometer dari Gunung Sinabung. Tepatnya di Djibouti, pada stasiun infrasonik IS-19 yang menjadi bagian dari jejaring CTBTO (Comprehensive nuclear Test Ban Treaty Organization), lembaga pengawas penegakan larangan ujicoba nuklir global dalam segala matra yang berada di bawah payung Perserikatan Bangsa-Bangsa.

Meski dirancang untuk mengendus gelombang infrasonik produk ledakan nuklir, namun stasiun yang sama juga bisa mendeteksi gelombang sejenis dari sumber lain, baik alamiah maupun buatan. Selain Djibouti, letusan besar Sinabung juga terdeteksi oleh stasiun infrasonik IS-52 di pulau Diego Garcia (Inggris) yang terletak di tengah-tengah Samudera Indonesia. Dan terdeteksi juga oleh stasiun infrasonik IS-6 di pulau Cocos (Australia), yang berjarak 1.600 kilometer dari Gunung Sinabung. Hasil deteksi ini memperlihatkan seperti apa besarnya letusan Sinabung.

Gambar 6. Bagaimana desing infrasonik letusan besar Sinabung 19 Februari 2018 terekam oleh tiga stasiun infrasonik CTBTO, masing-masing di pulau Cocos, pulau Diego Garcia dan yang terjauh di Djibouti. Di bawah nampak infrasonogram dari stasiun pulau Cocos. Dipublikasikan oleh CTBTO Preparatory Commission. Sumber: CTBTO, 2018.

Selain lewat gelombang infrasonik, kedahsyatan letusan besar Sinabung juga tercermin lewat sejumlah liputan satelit. Baik yang memang bertugas di kawasan Asia timur dan tenggara maupun yang kebetulan lewat. Misalnya satelit Himawari-8, satelit cuaca milik Jepang yang menetap pada orbit geostasioner di atas garis bujur 140,7º BT. Citra-citra dari satelit ini, yang diambil setiap 15 menit, memperlihatkan bagaimana debu vulkanik dalam letusan besar Sinabung itu berkembang dan meluas ke arah barat laut dan utara. Hingga menjangkau wilayah propinsi Aceh, hal yang belum pernah terjadi sebelumnya.

Gambar 7. Letusan besar Sinabung seperti diabadikan pada rangkaian citra satelit Himawari-8 dalam warna nyata (true) sejak pukul 09:00 WIB hingga 12:00 WIB. Nampak debu vulkanik dengan warna kecoklatannya cukup kontras dibandingkan tebaran awan disekitarnya yang putih. Nampak pula bagaimana bentuk dan ukuran debu vulkanik Sinabung yang meluas dari waktu ke waktu. Dipublikasikan oleh Japan Meteorology Agency. Sumber: JMA, 2018.

Analisis Volcanic Ash Advisory Centre (VAAC) Darwin, tim pakar yang bekerja di bawah badan penerbangan sipil internasional dari Perserikatan bangsa Bangsa, menyimpulkan debu vulkanik produk letusan besar ini membumbung hingga ketinggian 16.500 meter dpl. Kesimpulan yang sedikit berbeda dikemukakan tim evaluasi pasca letusan yang berbasis satelit CALIPSO (Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation). Satelit dikelola bersama oleh NASA (Amerika Serikat) dan CNES (Perancis) menunjukkan lima jam pasca letusan besar, puncak debu vulkaniknya bahkan sempat menjangkau ketinggian 18.000 meter dpl. Ketinggian sebesar ini belum pernah terjadi dalam letusan-letusan Sinabung sebelumnya.

Gambar 8. Atas = lintasan satelit Aqua di atas kawasan Gunung Sinabung dalam 5 jam pascaletusan, menyajikan citra dalam warna nyata dari radas MODIS dan hasil pengukuran kadar gas Belerang (SO₂). Bawah = Bagaimana debu vulkanik dalam letusan besar Sinabung membumbung tinggi hingga 18.000 meter dpl diungkap lewat penyelidikan satelit CALIPSO yang lewat di atas Sinabung beberapa saat setelah satelit Aqua. Garis hitam menunjukkan tropopause (batas antara lapisan troposfer dan stratosfer). Sumber: Andrew Prata, 2018.

Sebelum letusan besar terjadi, kubah lava yang menduduki ujung lubang letusan Sinabung memiliki volume sedikitnya 1,6 juta meter³. Letusan besar Sinabung menghilangkan seluruhnya. Seperti terlihat pada Letusan Kelud 2014, volume letusan merupakan kombinasi dari volume kubah lava yang nampak di permukaan dengan volume magma segar yang merangsek deras dari perutbumi. Sehingga cukup beralasan untuk mengatakan letusan besar Sinabung menghamburkan setidaknya 2 juta meter³ magma segar. Penyelidikan lebih lanjut akan lebih memastikannya.

Letusan besar Sinabung mengindikasikan ada yang berubah dari gunung berapi yang tak pernah meletus lagi dalam 1.200 tahun terakhir itu. Awalnya erupsi magmatis Sinabung bersifat efusif. Ia ditandai pembentukan kubah lava yang berlanjut ke guguran lava pijar di lereng sekaligus terbentuknya awan panas guguran. Letusan semacam ini dikenal sebagai letusan tipe Merapi. Namun dalam setahun terakhir, Gunung Sinabung mulai memperlihatkan tanda-tanda erupsi eksplosif. Kolom letusan kerap terbentuk dan menyembur hingga ketinggian tertentu, yang dikenal sebagai letusan tipe vulkanian. Letusan besar Sinabung kemarin adalah pemuncak dari erupsi eksplosif tersebut, hingga saat ini. Letusan besar itu memiliki tipe plinian (subplinian).

Apakah Gunung Sinabung sedang berubah?

Referensi

PVMBG. 2018. erupsi Gunung Sinabung tanggal 19 Februari 2018 pukul 08:53 WIB. Pusat Vulkanologi da Mitigasi Bencana Geologi, Badan Geologi, Kementerian Energi dan Sumberdaya Mineral RI. Diakses 21 Februari 2018 TU.

Devy Kamil Syahbana. 2018. komunikasi pribadi.

Andrew Prata. 2018. komunikasi pribadi.

Sutopo Purwo Nugroho. 2018. komunikasi pribadi.

Sinabung dan Gunung Berapi yang Tumbuh di Tata Surya Kita

Gunung Sinabung kian menjadi-jadi saja. Selama 66 jam berturut-turut semenjak Selasa 23 Juni 2015 Tarikh Umum (TU) pukul 00:00 WIB tak kurang 22 awan panas dikibarkannya secara beruntun. Seluruhnya meluncur ke arah kaki sektor timur-tenggara vulkan yang lasak ini. Bersamanya dihembuskan pula debu vulkanik pekat ke udara, ciri khas letusan eksplosif semi vulkanian. Semua hempasan awan panas ini tak menelan korban, seiring telah dievakuasinya penduduk yang tinggal di desa-desa di kaki gunung sektor selatan dan tenggara pasca penetapan status Awas (Level IV) beberapa waktu lalu. Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG) Badan Geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral RI telah menetapkan kawasan terlarang bagi aktivitas manusia. Meliputi sektor selatan hingga radius mendatar 7 kilometer dari puncak, sektor tenggara (radius mendatar 5 kilometer dari puncak) dan sektor lain yang tersisa (hingga radius mendatar 3 kilometer dari puncak). Radius kawasan terlarang memang lebih besar ke sektor selatan dan tenggara, mengingat kesinilah selama ini hempasan awan panas dan lava pijar Gunung Sinabung melanda. Hal itu akibat titik tumbuhnya kubah lava berada di bukaan kawah yang mengarah ke selatan-tenggara.

Gambar 1. Pemandangan menakjubkan, sekaligus mengerikan, saat Gunung Sinabung meluncurkan salah satu awan panas gugurannya ke arah lereng sektor tenggara dalam salah satu letusannya. Nampak jelas material awan panas yang berat dan bersuhu tinggi bergumpal-gumpal menuruni lereng. Tepat diatasnya debu vulkanik pekat mengepul ke atas membentuk awan debu vulkanik hingga ketinggian tertentu. Diabadikan oleh fotografer Hendi Syarifuddin pada 9 Februari 2015 TU dari arah kaki Sinabung sektor timur laut. Sumber: Syarifuddin, 2015 dalam Geomagz, Maret 2015.

Sampai saat ini jangkauan maksimum hempasan awan panas Sinabung sudah mencapai radius mendatar 4,5 kilometer dari puncak, yang terjadi pada Senin (22 Juni 2015 TU) dan Kamis (25 Juni 2015 TU) kemarin. Dengan tingkat ekstrusi magma yang tetap tinggi sementara endapan awan panas telah ‘melicinkan’ lereng gunung sektor selatan dan tenggara, maka ke depan muncul potensi kian jauhnya jangkauan hempasan awan panas Sinabung. Harus digarisbawahi bahwa volume kubah lava Sinabung hingga saat relatif tak menyusut, masih tetap bertahan di sekitar 3 juta meter kubik lava. Sebab besarnya jumlah magma yang diekstrusikan ke puncak Sinabung, yang mencapai sekitar 100.000 meter kubik per hari, diimbangi oleh gugurnya bagian-bagian kubah lava tersebut. Tiap guguran itulah yang menerbitkan awan panas.

Gambar 2. Estimasi kawasan terlarang Gunung Sinabung semenjak dinyatakan berstatus Awas (Level IV) per 2 Juni 2015 TU. Nampak sektor selatan dan sektor tenggara lebih jauh ketimbang sektor-sektor lainnya. Angka-angka 3, 5 dan 7 masing-masing menunjukkan jarak mendatar sebesar 3, 5 dan 7 kilometer dari puncak. Sumber: Sudibyo, 2015 dengan basis Google Maps dan data PVMBG.

Bahang

Hingga saat ini aktivitas Gunung Sinabung masih sangat tinggi. Ia masih akan terus membuat sebagian Indonesia berdebar karenanya. Bagi sejumlah orang, letusan Sinabung kali ini tergolong berdurasi lama karena nyaris tanpa henti semenjak 15 September 2013 TU. Meski jika menganalisis dinamika gunung-gemunung berapi Indonesia, sejatinya Gunung Sinabung bukanlah satu-satunya vulkan dengan letusan terpanjang. Masih ada Gunung Semeru (propinsi Jawa Timur), yang telah meletus tanpa henti semenjak 1967 TU dan sejak itu berstatus Waspada (Level II). Hanya saja letusan Semeru tergolong letusan bertipe strombolian yang terjadi setiap beberapa belas menit sekali. Letusan strombolian di Gunung Semeru selalu merupakan letusan kecil, menyemburkan sedikit material vulkanik dan terjadi karena saluran magmanya yang sudah terbuka tanpa penghalang berarti. Letusan yang kecil membuat Gunung Semeru tak berkesempatan untuk meluncurkan awan panasnya. Ini bertolak-belakang dengan Gunung Sinabung, dengan tipe letusan semi vulkanian-nya, sehingga kerap eksplosif sebagai imbas dari saluran magmanya yang (diduga) belum sepenuhnya terbuka.

Gambar 3. Tiga lokasi sumber gempa akbar di pulau Sumatra sepanjang kurun 2005-2007 TU yang diduga berhubungan dengan aktifnya kembali Gunung Sinabung. Garis titik-titik di dalam sumber gempa menunjukkan besarnya pergeseran (slip) setempat. Misalnya “10” menunjukkan pergeseran sebesar 10 meter. Sumber: Lupi & Miller, 2014.

Sebuah studi terkini (Lupi & Miller, 2014) memperlihatkan kemungkinan adanya hubungan antara aktifnya kembali Gunung Sinabung, setelah sekitar 1.200 tahun terlelap, dengan dekade teror gempa Sumatra. Lebih jelasnya, Gunung Sinabung mungkin aktif kembali sebagai imbas dari gempa akbar Simeulue-Nias 28 Maret 2005 (Mw 8,7) yang disusul gempa akbar berganda Mentawai-Enggano 12 September 2007 (Mw 7,9 dan Mw 8,4). Rentetan gempa akbar tersebut yang disusul dengan sejumlah gempa darat di berbagai titik dalam sistem patahan besar Sumatra menyebabkan tegasan (stress) yang selama ini menekan dan menyungkup dapur dapur magma Sinabung menjadi melemah. Pelemahan tersebut memungkinkan magma bermigrasi ke atas melewati retakan-retakan baru yang terbentuk hingga akhirnya meluap dari puncak. Inilah yang menghasilkan Letusan Sinabung 2013 semenjak hampir dua tahun silam hingga kini.

Gunung Sinabung hanyalah salah satu dari sekian banyak gunung berapi aktif di Bumi yang sedang memuntahkan magmanya saat ini. Di tata surya kita, vulkanisme tidaklah eksklusif di Bumi saja. Letusan gunung berapi yang memuntahkan berbelas kilometer kubik lava dan hampir sedahsyat Letusan Krakatau 1883 juga biasa dijumpai di Io, salah satu satelit Jupiter. Bahkan belakangan jejak letusan gunung berapi yang memuntahkan magma panas juga terdeteksi pada salah satu lembah retakan besar di Venus, benda langit tetangga terdekat dengan Bumi kita. Mengapa gunung-gemunung berapi dapat bertumbuh pada berbagai benda langit dalam tata surya kita?

Gambar 4. Lembah retakan Ganiki Chasma dengan empat titik (Obyek A hingga Obyek D) yang diduga merupakan gunung-gemunung berapi aktif di Venus. Sumber: Shaligyn dkk, 2015.

Tuangkan air panas ke dalam gelas di meja. Seduhlah minuman kesukaan, baik kopi ataupun teh. Lalu tempelkan tangan anda ke gelas tersebut. Panas? Sudah pasti. Telapak tangan bahkan mungkin terasa seperti terbakar. Namun tunggulah barang 15 atau 20 menit kemudian, lalu tempelkan lagi tangan anda. Panas? Mungkin belum bisa disebut dingin, namun yang jelas tingkat kepanasannya sudah jauh berkurang. Kemana panasnya menghilang? Ilmu pengetahuan memiliki jawaban sederhananya. Bahang (kalor) dari air dalam gelas dipindahkan ke lingkungannya, baik ke meja maupun ke udara sekitar. Bahang dipindahkan baik lewat proses konduksi (antara gelas dan meja) atau konveksi (antara gelas dan udara sekitar). Saat keseimbangan telah tercapai, air dalam gelas pun mendingin.

Vulkanisme dalam tata surya pun mengikuti langkah serupa transfer bahang dari air dalam gelas. Ya, vulkanisme sejatinya hanyalah salah satu bentuk pelepasan bahang dari sebuah benda langit dalam upayanya untuk mendingin. Sumber bahang bisa berasal dari internal (inti dan/atau selubung) maupun eksternal. Bahang disalurkan ke permukaan (kerak) lewat proses konduksi dan/atau konveksi. Dari kerak, bahang selanjutnya diemisikan ke angkasa lewat proses radiasi sebagai gelombang elektromagnetik dengan rentangan spektrum tertentu.

Panas dan Dingin

Gambar 6. Video detik-detik letusan Gunung Tvashtar Patera seperti diabadikan wahana New Horizon (2007) saat melintas-dekat Jupiter dalam perjalanan menuju planet-kerdil Pluto. Material vulkanik terlihat disemburkan setinggi 330 km dan membentuk busur setengah bola mirip payung raksasa, ciri khas letusan besar. Sumber: NASA, 2007.

Vulkanisme memproduksi magma, sebagai material yang suhunya jauh lebih tinggi dibanding suhu lingkungan di permukaan/kerak. Pergerakan magma dari lapisan yang lebih dalam hingga dimuntahkan ke paras sebuah benda langit merupakan salah satu penyaluran bahang. Berdasarkan suhu magmanya maka secara umum terdapat pada saat ini tata surya kita mengenal dua jenis vulkanisme. Yakni vulkanisme panas (hot volcanism) dan vulkanisme dingin (cryovolcanism). Vulkanisme panas menghasilkan magma bersuhu antara 800 hingga 1.200° Celcius alias sepanas batu cair. Sifat magmanya cair/encer hingga kental. Magmanya didominasi senyawa silikat dan logam alkali/alkali tanah. Ia juga disertai dengan gas-gas vulkanik seperti sulfurdioksida (gas belerang), karbondioksida dan uap air. Vulkanisme panas yang aktif pada saat ini bisa dijumpai di Bumi, Io dan Venus.

Sebaliknya vulkanisme dingin menghasilkan magma bersuhu rendah, yakni di sekitar titik beku air di Bumi (0° Celcius) atau lebih besar lagi. Sifat magmanya sangat cair dan didominasi uap air atau gas nitrogen bercampur dengan senyawa-senyawa sederhana seperti metana dan amonia. Bagi kita, sifat ini mungkin terasa aneh, karena uap air dapat dijumpai dimana-mana di Bumi kita. Namun jangan salah, vulkanisme dingin terjadi di benda langit yang suhu rata-rata parasnya demikian dingin membekukan, jauh di bawah titik beku air. Sehingga eksistensi uap air di sana sudah tergolong ‘sangat panas’ untuk ukuran setempat.

Vulkanisme dingin yang aktif saat ini dapat dijumpai di Triton (salah satu satelit alami Neptunus) dan Enceladus (salah satu satelit alami Saturnus). Vulkanisme dingin di Triton teramati (untuk pertama dan juga terakhir kalinya hingga saat ini) pada 1989 TU silam saat wahana penjelajah takberawak Voyager 2 melintas di dekat planet Neptunus. Voyager 2 mendeteksi sejumlah titik semburan mirip geyser yang memuntahkan material didominasi gas nitrogen dengan volume setara produk Letusan Kelud 2014. Sementara vulkanisme dingin Enceladus terdeteksi oleh wahana Cassini (mengorbit Saturnus sejak 2004 TU hingga kini) pada 2005 TU. Seperti halnya Voyager 2, Cassini pun mendeteksi semburan mirip geyser. Dia menyeruak dari jajaran lembah retakan di dekat kutub selatan Enceladus.

Gambar 6. Enceladus dalam fase sabit dan semburan material vulkanisme dingin produk letusan gunung berapi aktif di dekat kutub selatannya, seperti diabadikan wahana Cassini pada 2005. Sumber: NASA. 2005.

Sumber bahang bagi benda-benda langit yang menjadi arena bagi vulkanisme aktif masa kini di tata surya berbeda-beda. Bagi Bumi, Io, Venus dan Enceladus, sumbernya bersifat internal. Bahang di inti dan selubung Bumi merupakan berasal dari sisa pembentukan Bumi 4,5 milyar tahun silam (10 %) dan peluruhan radioaktif radioisotop berumur sangat panjang seperti Uranium-238, Thorium-232 dan Kalium-40 (90 %). Dua sumber itu menghasilkan daya tak kurang dari 47.000 Gigawatt. Hampir seluruhnya mewujud sebagai aliran panas permukaan (heatflow) dan hanya kurang dari 1 % yang berkontribusi dalam seluruh aktivitas tektonik dan vulkanik di Bumi. Venus pun mungkin memiliki sumber bahang yang mirip, mengingat dimensi planet tersebut hampir sama dengan Bumi kita. Hanya saja seberapa besar energi yang dihasilkan dan bagaimana proporsi antara bahang primordial sisa pembentukan Venus dengan peluruhan radioaktif masih belum diketahui.

Sebaliknya sumber bahang di Io sangat berbeda. Meski tetap bersifat internal, namun bahang di Io dibangkitkan oleh gaya tidal (gaya pasang surut gravitasi) seiring interaksinya dengan planet Jupiter dan dua satelit alamiah lainnya yakni Europa dan Ganymede. Ketiga satelit alamiah tersebut mengorbit Jupiter demikian rupa (Io pada orbit terdalam dan Ganymede di orbit terluar) sehingga terjadi resonansi orbital. Sebagai satelit alamiah yang paling dekat ke Jupiter, Io menderita efek terkuat resonansi sehingga mengalami gaya tidal paling kuat. Friksi di dalam struktur Io pun terjadi secara berkelanjutan dan memproduksi bahang cukup besar untuk menggerakkan aktivitas vulkanismenya. Pemanasan tidal di Io menghasilkan daya antara 60 hingga 160 Gigawatt. Beda lagi dengan Enceladus. Pengukuran Cassini memperlihatkan Enceladus melepaskan bahang berdaya 4,7 Gigawatt. Seperti halnya Io, Enceladus pun diyakini menderita gaya tidal oleh interaksinya dengan planet Saturnus. Namun gaya tidal tersebut diperhitungkan hanya menghasilkan seperlima dari total daya yang dilepaskan Enceladus. Sehingga terdapat sumber bahang lain yang hingga kini masih belum diketahui apa bentuknya.

Gambar 7. Panorama kawasan di dekat kutub selatan Triton, diabadikan oleh wahana Voyager pada 1989 TU. Nampak goresan-goresan kehitaman dengan ketebalan beragam, menunjukkan jejak-jejak letusan gunung berapi di Triton sebagai ekspresi dari vulkanisme dinginnya yang unik. Sumber: NASA, 1989.

Situasi yang sangat berbeda dijumpai di Triton. Sumber bahangnya bersifat eksternal, yakni dari pemanasan Matahari. Triton memang berlokasi demikian jauh dari Matahari kita, yakni sejarak 4,5 milyar kilometer, sehingga lingkungannya demikian dingin membekukan. Suhu rata-rata di parasnya hanyalah minus 236° Celcius, membuat senyawa seperti karbondioksida, metana, karbonmonoksida dan nitrogen membeku sepenuhnya. Namun kombinasi antara penyinaran Matahari dengan komposisi paras Triton memungkinkan terbentuknya vulkanisme dingin. Saat Matahari menyinari paras Triton khususnya pada deposit bekuan nitrogen yang bersifat transparan, panas Matahari terjebak dalam bekuan tersebut. Sehingga lama-kelamaan membuatnya memanas. Ini mirip dengan efek rumah kaca di Bumi kita (dan juga Venus), namun terjadi pada medium padat. Sehingga disebut sebagai ‘efek rumah kaca padat.’ Bila suhunya telah minimum 4° Celcius lebih tinggi dibanding lingkungan sekitar, gas nitrogen yang terbentuk telah bertekanan cukup besar untuk membuat retakan yang menjebol permukaan dan selanjutnya menyembur hingga setinggi 8 kilometer mirip air mancur yang bertahan hingga setahun kemudian. Dengan sumber bahang dari pemanasan Matahari, maka segenap vulkan di Triton terkonsentrasi di hemisfer selatan. Tepatnya di antara garis lintang 50° hingga 57°.

Referensi :

Lupi & Miller. 2014. Short-lived Tectonic Switch Mechanism for Long-term Pulses of Volcanic Activity after Mega-thrust Earthquakes. Solid Earth, 5 (2014), pp. 13-24.

Soderblom dkk. 1990. Triton’s Geyser-like Plumes, Discovery and Basic Characterization. Science, vol 250 (13 October 1990), pp. 410-415.

Wittiri. 2015. Asap Sinabung Terus Membumbung. Majalah Geomagz, vol. 5 no. 1 Maret 2015, hal 8-9.

Debu Vulkanik Berhembus di Venus

Gunung Sinabung terus meraung. Memasuki separuh pertama tahun 2015 Tarikh Umum (TU) solah tingkah gunung berapi aktif yang berdiri di atas dataran Karo, propinsi Sumatra Utara, itu kian menjadi-jadi saja. Meski telah meletus hampir dua tahun lamanya, terhitung sejak Sinabung menyemburkan debu vulkanik pekatnya ke kegelapan udara Minggu dinihari 15 September 2013 TU, namun tak ada tanda-tanda Sinabung hendak beristirahat kembali. Sebaliknya letusan demi letusan yang mewujud dalam bentuk tumbuh dan gugurnya kubah lava terus terjadi secara berulang-ulang. Setiap guguran kubah lavanya memproduksi hempasan awan panas yang berkibar ke arah selatan dan tenggara. Dengan aktivitas yang tetap tinggi dan bahkan cenderung meningkat akhir-akhir ini, maka setelah lebih dari setahun berstatus Siaga (Level III) terhitung sejak 8 April 2014 TU, Pusat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana Geologi (PVMBG) yang berkedudukan di bawah Badan Geologi Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral RI memutuskan untuk menaikkan kembali status Gunung Sinabung ke level tertinggi. Yakni Awas (Level IV), semenjak 2 Juni 2015 TU. Peningkatan ini menjadikan Gunung Sinabung sebagai satu-satunya gunung berapi berstatus Awas (Level IV) di seantero Indonesia pada saat ini (hingga Juni 2015 TU).

Gambar 1.
Puncak Gunung Sinabung dengan dinamika kubah lavanya dalam selang waktu seminggu, diabadikan dari lokasi yang berbeda di kaki selatan. Pada 3 Juni 2015 TU, kubah lava Sinabung masih cukup buncit (kiri), namun pada 10 Juni 2015 TU sebagian diantaranya telah gugur (kanan). Sumber: Beidar Sinabung, 2015; Sadrach Peranginangin, 2015.

Seakan hendak menyambut peningkatan statusnya, Gunung Sinabung terus membengkakkan volume kubah lavanya dengan penambahan rata-rata 100.000 meter kubik lava segar setiap harinya. Pada akhirnya kubah lava yang telah demikian membuncit pun mulai kehilangan stabilitasnya. Pada 13 Juni 2015 TU, sebagian mulai gugur dan memproduksi 10 kejadian awan panas relatif besar yang menghempas ke selatan dan tenggara hingga sejauh maksimum 3 kilometer. Bersamanya membumbung pula debu vulkanik setinggi 2 kilometer ke udara. Hujan debu sempat mengguyur hingga sejauh kota Medan. Letusan ini memaksa sekitar 200 jiwa warga Desa Sukanalu mengungsi. Secara keseluruhan Gunung Sinabung telah ‘memaksa’ 2.785 orang mengungsi. Masing-masing adalah penduduk Desa Guru Kinayan, Tiga Pancur, Pintu Besi, Berastepu dan Sukanalu. Disamping itu juga masih ada 6.179 orang yang tinggal di hunian sementara (huntara) semenjak Juni 2014 TU. Mereka adalah penduduk Desa Sukameriah, Bekerah, Simacem, Kuta Tunggal, Berastepu dan Gamber.

Gambar 2.
Salah satu dari 10 awan panas yang diluncurkan Gunung Sinabung pada 13 Juni 2015 TU. Ia berkibar ke arah selatan-tenggara hingga sejauh 3 kilometer dan membumbungkan debu vulkanik hingga setinggi 2 kilometer. Sumber: Sadrach Peranginangin, 2015.

Selain membuat secara keseluruhan 8.964 orang tergusur dari tanah tumpah darahnya masing-masing yang terletak kaki selatan dan tenggara gunung, hingga akhir 2014 TU letusan Sinabung juga telah menyebabkan kerugian sangat besar. Yakni sekitar Rp 1.490 milyar. Harus dicatat bahwa angka kerugian ini belum termasuk potensi kerugian yang masih membayang seiring eksistensi sekitar 3 juta meter kubik material vulkanik lepas di sekujur tubuh Gunung Sinabung. Hujan deras mampu mengubah material vulkanik yang terakumulasi di sejumlah bagian lereng itu menjadi banjir lahar hujan. Seperti diketahui, lahar hujan memiliki daya rusak yang tak kalah ganas dibanding awan panas.

Venus

Selagi Indonesia terus diharu-birukan Gunung Sinabung dengan letusannya yang tak kunjung usai, gunung berapi aktif lainnya juga sedang mengguncang jagat astronomi saat ini. Gunung berapi aktif yang meletus itu berlokasi di dunia lain, di bagian lain tata surya kita. Yakni di Venus, planet tetangga terdekat ke Bumi. Gunung berapi Venus tersebut diduga meletus pada Juni 2008 TU atau tujuh tahun silam. Namun fakta terkait letusannya baru terkuak saat ini. Sekaligus membuktikan bahwa planet tetangga yang terlihat cantik namun sesungguhnya panas membara itu pun aktif secara geologis, layaknya Bumi.

Bagi umat manusia, Venus adalah bintang kejora. Ia kerap terlihat berbinar sangat terang di atas kaki langit barat kala senja selepas Matahari terbenam. Kerap juga ia terlihat di kala fajar di atas kaki langit timur sebelum Matahari terbit. Venus mendapatkan namanya yang megah mengingat ia adalah benda langit terterang ketiga setelah Matahari dan Bulan purnama. Bercahaya sangat terang dengan warna putih layaknya salju nan sejuk, Venus terlihat cantik dan indah dipandang. Sehingga aura feminin pun dilekatkan umat manusia padanya semenjak awal peradaban. Persepsi yang bertahan sangat lama ini sejatinya sangat bertolak belakang dengan realitas. Ya, Venus menjadi salah satu obyek yang mengesahkan adagium don’t judge a book by it cover (jangan menilai sebuah buku hanya berdasarkan sampulnya).

Gambar 3.
Permukaan Venus, diproyeksikan dalam globe, berdasarkan citra radar wahana antariksa takberawak Magellan. Tanda panah menunjukkan kawasan Alta Regio. Sumber: NASA, 1994.

Penjelajahan antariksa ke Venus semenjak paruh kedua abad ke-20 TU membuktikan bahwa warna putih nan sejuk Venus hanyalah selimut bagi suasana menggidikkan yang terselubunginya. Ya, Venus ternyata adalah salah satu tempat terhoror dalam tata surya kita. Planet yang diameternya hanya 650 kilometer lebih kecil ketimbang Bumi ternyata adalah planet terpanas dalam tata surya, dengen temperatur permukaan rata-rata 462° Celcius. Atmosfernya pun demikian berat, dengan tekanan udara di permukaannya 92 kali lipat tekanan atmosfer Bumi kita. Udara yang berat itu hampir sepenuhnya berisikan gas karbondioksida, dengan komposisi hingga 96,5 %. Sisanya adalah campuran gas-gas nitrogen, sulfurdioksida, argon, uap air, karbon monoksida, helium dan neon. Hampir 80 % permukaan planet nan ganas ini merupakan bentanglahan yang dibentuk oleh bekuan lava Venus. Namun yang mengejutkan, tak satupun aliran lava Venus terkini yang pernah dijumpai wahana-wahana antariksa takberawak yang pernah dikirim ke sana. Hingga Juni 2015 TU ini.

Ganiki Chasma

Eugene Shalygin sedang mengompilasi citra-citra kanal inframerah yang diproduksi radas kamera VMC (Venus Monitoring Camera) dari wahana antariksa takberawak Venus Express saat matanya bersirobok hal tak biasa. Rutinitas yang dikerjakan astronom Jerman dan timnya itu merupakan bagian dari kolaborasi internasional untuk menciptakan peta emisi termal permukaan Venus. Agar bisa menembusi atmosfer Venus nan tebal itu, mereka harus memanfaatkan radas kamera yang bekerja pada sepktrum sinar inframerah. Dan Venus Express memang mengangkut kamera semacam itu. Diorbitkan badan antariksa gabungan negara-negara Eropa (ESA) ke Venus pada 9 November 2005 TU silam dari kosmodrom Baikonur, semula Venus Express hanya dirancang untuk bekerja selama 2 tahun saja. Faktanya, ia sanggup bertugas hingga lebih dari 9 tahun kemudian, hingga sinyal terakhir darinya diterima stasiun bumi ESA per 18 Januari 2015 TU sebelum Venus Express menjatuhkan diri ke permukaan Venus seiring habisnya bahan bakarnya.

Gambar 4.
Lembah retakan besar Ganiki Chasma di kawasan Alta Regio, Venus. Diabadikan dengan citra radar Magellan. Sumber: NASA, 1994.

Hal takbiasa yang dijumpai Shalygin berada di kawasan Alta Regio, tepatnya di Ganiki Chasma. Citra radar wahana takberawak Magellan milik NASA (Amerika Serikat), yang mengorbit Venus antara 1989 hingga 1994 TU, memperlihatkan Ganiki Chasma adalah lembah retakan besar mirip Laut Merah di Bumi. Di Bumi kita, lembah retakan besar merupakan produk peregangan kerak bumi setempat seiring membumbungnya magma dari lapisan selubung mengikuti arus konveksi. Bumbungan magma nantinya akan mendorong kerak bumi sebelah menyebelah jalur yang meregang tersebut ke arah saling berlawanan sebagai dua lempeng tektonik terpisah. Proses ini akan memperlebar dimensi lembah retakan secara perlahan-lahan hingga kelak akan cukup luas dan dibanjiri air laut sebagai samudera baru. Inilah yang sedang terjadi di Laut Merah semenjak 30 juta tahun terakhir. Membumbungnya magma juga bisa meluapkannya ke sejumlah titik di dalam regangan, hingga membentuk gunung-gemunung berapi unik yang mirip tameng sebagai produk pendinginan lava sangat encer/cair. Gunung Erta Ale (Ethiopia) dengan danau lavanya adalah salah satu dari gunung unik yang sejalur dengan lembah retakan Laut Merah.

Gambar 5.
Dinamika pancaran panas di Obyek A dalam pantauan kamera VMC Venus Express antara Juni hingga Oktober 2008 TU. Obyek A adalah salah titik yang diduga merupakan gunung berapi di dalam lembah retakan Ganiki Chasma. Sumber: Shalygin dkk, 2015.

Pada peta emisi termal permukaan Venus yang sedang dikerjakannya, Shalygin mendapati sejumlah titik dalam Ganiki Chasma nampak lebih panas. Namun hanya dalam beberapa hari kemudian temperaturnya telah mendingin kembali. Naik turunnya temperatur tersebut nampak jelas misalnya dalam citra 22 Juni dan 24 Juni 2008 TU bagi titik yang disebut Shalygin sebagai Obyek A. Tutupan awan di atas Ganiki Chasma saat Venus Express mencitra kawasan ini membuat Obyek A terlihat cukup lebar, dengan diameter sekitar 100 kilometer. Namun Shalygin dan timnya percaya ukuran Obyek A sejatinya cukup kecil, berkisar 1 kilometer persegi. Pada puncaknya, Obyek A melepaskan material bersuhu hingga 830° Celcius. Suhu setinggi ini mirip dengan suhu lava segar yang baru saja dimuntahkan gunung berapi daratan (andesitik) di Bumi. Obyek A hanyalah salah satu titik saja di antara empat titik yang dideteksi Shalygin dan timnya. Tiga lainnya masing-masing adalah Obyek B, Obyek C dan Obyek D.

Gambar 6.
Keempat titik yang diduga gunung berapi aktif dalam lembah retakan Ganiki Chasma. Masing-masing Obyek A, Obyek B, Obyek C dan Obyek D. Sumber: Shalygin dkk, 2015.

Selain deteksi titik-titik bersuhu tinggi yang mungkin merupakan ekspresi luapan lava Venus, Shalygin dan timnya juga mendapati perubahan signifikan dalam atmosfer Venus. Sepanjang 1985 hingga 1995 TU konsentrasi gas sulfurdioksida di atmosfer Venus bervariasi di antara 50 hingga 100 bpm (bagian per milyar) volume, berdasarkan pengukuran dengan Pioneer Venus dan wahana antariksa takberawak generasi berikutnya. Namun pengukuran sejenis oleh Venus Express menunjukkan lonjakan kadar sulfurdioksida yang cukup signifikan pada 2007-2008 TU hingga hampir 400 bpm. Membutuhkan waktu antara 3 hingga 4 tahun kemudian agar kadar sulfurdioksida di atmosfer Venus meluruh hingga menyentuh kembali angka 50 bpm. Di Bumi, lonjakan kadar gas sejenis di atmosfer selalu berhubungan dengan aktivitas vulkanisme dalam rupa letusan gunung berapi.

Jadi, apakah ada gunung berapi aktif di Venus? Apakah gunung berapi tersebut pernah/sedang meletus? Jawabannya masih mungkin. Kemungkinan eksistensi gunung berapi aktif di venus akan mendatangkan banyak pertanyaan lebih lanjut. Misalnya, bagaimana gunung berapi itu mendapatkan pasokan magmanya? Bagaimana kadar keenceran lava segar yang dimuntahkannya? Dan apakah gunung api aktif di Venus merupakan produk vulkanisme yang berkaitan dengan sistem lempeng tektonik layaknya di Bumi?

Gambar 7.
Gunung berapi Erta Ale (Ethiopia). Puncaknya berelevasi 613 meter dpl dan berbentuk rupa kaldera lonjong berukuran 700 x 1.600 meter yang terdiri dari dua kawah dan masing-masing memiliki danau lava. Danau lava selatan (kanan) masih terus aktif hingga kini. Gunung Erta Ale adalah gunung berapi yang berdiri di atas lembah retakan besar terusan Laut Merah. Ada kemungkinan gunung-gunung berapi di Ganiki Chasma di Venus bersifat seperti Gunung Erta Ale. Sumber: Global Volcanism Program, 2015.

Yang jelas, jika keempat titik di dalam Ganiki Chasma benar-benar merupakan gunung berapi aktif, Venus akan berdiri bersama Bumi dan Io dalam jajaran benda langit anggota tata surya kita yang mengalami peristiwa vulkanisme panas. Yakni jenis vulkanisme yang menyemburkan material vulkanik bersuhu sangat tinggi hingga mampu melelehkan batu.

Referensi :

Shalygin dkk. 2015. Active volcanism on Venus in the Ganiki Chasma rift zone. Geophysical Research Letter, June 17th 2015.

Global Volcanism Program. 2015. Erta Ale. Smithsonian Institution.