TAMBORA

Pada suatu waktu di bulan Juni 1816 yang gelap dan mendung, Lord Byron, Percy Bysshe Shelley dan wanita yang nantinya jadi istrinya, Mary Wollstonecraft berlibur di Danau Jenewa. Mereka bersama beberapa teman mulai membaca cerita-cerita hantu dari Jerman. Suasana sekitar terekam dalam tulisan ciptaan Byron “Darkness”, sebuah puisi naratif dengan setting “sinar matahari  mulai padam” dan “pagi datang dan pergi, datang lagi, dan kemudian menjadi gelap” (“bright sun was extinguish’d” and “Morn came and went—and came, and brought no day.”) Byron kemudian menantang yang lain untuk membuat cerita mereka sendiri. John Polidori menulis The Vampire, dan Mary Wollstonecraft yang nantinya menjadi Mary Shelley mulai menulis “Frankenstein”

Pendahuluan

Letusan terbesar di bumi yang terekam dalam sejarah manusia terjadi sekitar 200 tahun yang lalu di Sumbawa, sebuah kepulauan di Indonesia. Gunung api ini bernama Gunung Tambora dan oleh seorang ahli gunung api dari Universitas Rhode Island, Haraldur Sigurdsson inilah erupsi yang paling banyak diteliti dalam sejarah.

Letusan Tambora sepuluh kali  lebih besar dari Letusan Krakatau dan seratus kali lebih besar dari letusan Gunung Vesuvius dan St Helens. Sekitar 100.000 orang menjadi korban akibat letusan ini.

Sigurdsson  mengatakan bahwa material erupsi naik hingga 43 km ke atmosfir. Bayangkan, ketinggian ini sekitar 10 kali lebih tinggi dari ketinggian pesawat terbang komersial- mengeluarkan batuan panas cair dalam bentuk abu dan batu apung dengan volume 100 km3.  Jumlah volume tersebut sangat jauh lebih besar dibanding volume erupsi vulkanik lainnya yang direkam dalam sejarah manusia.

Setting Tektonik dan Geologi Umumnya

Gunung api Tambora terletak di Kepulauan Sumbawa, di bagian timur dari busur Sunda, yang memanjang hingga 4500 km. Jarak dari busur Sunda ke Tambora sekitar 300 km. Lebih dari 100 gunung api quarternary telah terbentuk  di sepanjang busur Sunda ini. Ini  terjadi akibat lempeng Australia mengalami subduksi ke arah utara di bawah lempeng Eurasia. Semakin ke timur, proses subduksi lebih kompleks disebabkan perubahan  sifat subduksi lempeng dari oceanic/lautan ke continental/benua. Kedalaman subduksi di daerah Tambora berada termasuk dangkal yakni sekitar 200 km.

Keberadaan penujaman belakang busur  dari Bali ke Flores, termasuk kepulauan Sumbawa telah dilaporkan oleh Hamilton (1979). Ketebalan kulit bumi  dari Jawa ke Bali diperkirakan sekitar 20 km. Kepulauan Sumbawa dibentuk oleh material vulkanik masa awal Miocene (sekitar 5-3 juta tahun yang lalu), material vulkanik masa Pliocene ( 1.7-1 juta tahun lalu) dan batu gamping terumbu karang, serta material vulkanik masa pertengahan Pleistocene ke Holocene.

Gunung api Tambora, umurnya kurang dari 200 ribu tahun, pada sisi kaki gunung arah barat  berada di atas terumbu karang, dan menyelimuti gunung api yang lebih tua, yang dinamai gunung api Kawinda Toi (410 ribu tahun yang lalu) pada sisi utara.  Sebelum letusan tahun 1815, tinggi gunung diperkirakan para ahli sekitar 4000 m- 4300 m. Menurut beberapa ahli, ketinggian Tambora bisa saja lebih tinggi dari yang diperkirakan karena menurut cerita gunung ini bisa dilihat dari Pulau Bali.

Menurut masyarakat Sanggar, sebelum tahun 1815 sudah ada  3 kerajaan mengelilingi Tambora: Kerajaan Sanggar di kaki gunung sebelah utara, Kerajaan Tambora di kaki gunung sebelah barat, dan Kerajaan Pekat di kaki gunung sebelah selatan.

Secara morfologis, tambora berbentuk perisai dengan puncaknya ditempati oleh kaldera besar  yang terbentuk pada letusan tahun 1815. Diameter kaldera sekitar 7 km dengan kedalaman 1100 m. Sebuah danau kecil musiman terdapat di lantai kaldera dan lusinan aktivitas fumarol terbentuk di dinding bawah kaldera. Di lantai kaldera ada juga kubah kerucut kecil dengan nama Doro Api  yang terbentuk pasca terbentuknya kaldera dengan tinggi 100 m.

Sejarah Letusan/Erupsi

Dengan memanfaatkan teknologi radio karbon, diketahui bahwa gunung Tambora telah meletus tiga kali sebelum tahun 1815, walau besar letusan tersebut tidak diketahui. Para ahli memperkirakan letusan tersebut terjadi sekitar tahun 3910 SM +/- 200 tahun dan tahun 3050 SM serta 740 SM +/- 150 tahun.  Karakteristik letusan tersebut hampir sama, terdapat pusat lubang letusan, kecuali pada letusan paling akhir tidak terdapat aliran piroklastik.

Pada tahun 1812, gunung Tambora menjadi sangat aktif, dan mencapai puncak letusan pada April 1815. Letusan ini memiliki magnitude VEI= 7 dengan total  volume semburan tefra sekitar 160 milyard meter kubik. Karakteristik letusan termasuk adanya pusat semburan dengan letusan yang eksplosif, aliran piroklastk,  kehancuran dan jumlah korban yang terjadi, kerusakan tanah dan bangunan, terciptanya tsunami dan tebentuknya kaldera besar. Letusan berhenti pada July 1815. Sekitar tahun 1880, Tambora meletus lagi tetapi hanya berlangsung di kalderanya saja dan menciptakan kubah lava yang dinamai Doro Api Toi di lantai kaldera tersebut.

Kronologi letusan Tahun 1815

Gunung Tambora tidak aktif selama ratusan tahun sebelum 1815. Ini disebabkan terjadinya pendinginan bertahap dari magma cair di ruang magma tertutup. Pada ruang magma di kedalaman 1500-4500 m terjadi eksolusi (material terbagi menjadi komponen pembentuknya) magma tekanan tinggi selama pendinginan dan pengkristalan magma.

Pada tahun 1812, kaldera bergemuruh dan mengeluarkan awan hitam. Pada 5 April 1815, letusan dengan ukuran sedang terjadi, diikuti dengan dengan bunyi letusan menggelegar. Pada pagi hari 6 April 1815 debu vulkanik  jatuh di Jawa Timur dengan diiringi suara samar letusan seperti detonator dan berlangsung hingga tanggal 10 April 1815. Pada tanggal 10 dan 11 April 1815 di Pulau Sumatra (jarak dari Tambora sekitar 2600 km) suara yang terdengar seperti letusan senjata api didengar orang-orang pertama kali.

Pada 10 April 1815 sekitar jam 7 pagi aktifitas letusan semakin meningkat. Tiga kolom semburan api naik dan bersatu. Semua daerah gunung berubah menjadi aliran massa api cair. Sekitar jam 8 pagi, hujan batu apung hingga ukuran 20 cm terjadi, diikuti oleh abu panas sekitar jam 9-10. Aliran piroklastik panas turun dari dari gunung dan mencapai laut pada semua tepi dari tanjung, membumi hanguskan desa-desa Tambora.  Campuran batu apung dan sisa pohon terbawa hingga ke laut dan membentuk ‘rakit’ hingga 5 km dari pulau. Awan gelap terlihat 600 km dari puncak gunung dan berlangsung hingga 2 hari.

Tsunami besar terjadi di pulau-pulau Indonesia.  Tsunami dengan ketinggian 4 m terjadi di Sanggar pada jam 22.00, kemudian menjelang tengah malam tsunami dengan ketinggian 1-2 m terjadi di Besuki, Jawa Timur. Di Maluku terjadi tsunami dengan ketinggian 2 m.

Letusan kuat masih terdengar hingga malam 11 April 1815. Abunya tersebar hingga sejauh Jawa Barat dan Sulawesi. Bau nitrat dan hujan tefra kebiruan yang lebat akhirnya terjadi juga di Jakarta.

Peta yang menggambarkan cakupan wilayah jatuh abu vulkanik letusan Tambora pada tahun 1815. Source: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/6/6e/1815_tambora_explosion.png/800px-1815_tambora_explosion.png

 Api dan gempa-gempa masih berlangsung hingga Augustus 1819, empat tahun setelah letusan. Gunung Tambora masih aktif hingga saat ini. Aliran lava masih terjadi di kalderanya yang kemudian membentuk kubah di lantai kaldera. Letusan Tambora yang terakhir adalah pada tahun 1967, dengan VEI = 0 yang berarti terjadi erupsi tetapi tanpa ada letusan.

 Pendinginan Global

Letusan ini menghasilkan awan gas yang sekitar 400 juta ton diantarnya menjadikan bumi tidak mengalami musim panas dalam tahun itu. Kejadian ini  terkenal disebut dengan  “year without summer.” Ketika gas bereaksi dengan kandungan air di atmosfir, reaksi menghasilkan tetesan kecil asam sulfur yang terjebak di stratosfir, menciptakan kubah yang menyelimuti bumi. Di London, antara 28 Juni dan 2 Juli 1815 dan 3 September dan 7 Oktober 1815, orang-orang melihat sinar matahari berwarna-warni pada saat tenggelam di ufuk. Sinar senja langit muncul oranye atau merah dekat cakrawala langit merah muda dan ungu.

Pada masa itu tak ada yang tahu, bahkan saat ini hanya sedikit orang yang tahu kejadian tersebut. Bahkan para seniman yang berkumpul di tepi Danau Jenewa dalam cerita pembuka di atas tidak menyadari mengapa hari tiba-tiba gelap dan suram.

Barulah pada awal tahun 80 an seorang ahli bernama Sigurdsson mengemukakannya. Pada dekade tersebut para ahli mengambil contoh lapisan es abadi di Greenland dan menemukan hal yang mencengangkan: konsentrasi sulfur yang besar yang teridentifikasi pada lapisan es yang tebentuk tahun 1816. Inilah bukti pertama bahwa Tambora berpengaruh global dan belum dipelajari.

Tahun tanpa musim panas (The Year Without Summer)

Seorang dekan di Tufts University’s Friedman School of Nutrition Science menggambarkan sosio politik setelah perang Napoleon: “ ekonomi terganggu, infrastruktur hancur, pemerintah limbung”. Dan sesuatu yang salah terjadi pada tahun 1816 yaitu tidak ada musim panas pada tahun tersebut. Temperatur jatuh, panen gagal, dan orang-orang kelaparan. Ratusan ribu penduduk meninggal. “Penduduk terpaksa memakan tikus dan memperebutkan akar-akaran” demikian Webb. Kebanyakan orang meninggal karena penyakit epidemik seperti tipus dan penyakit lain yang berhubungan dengan kelaparan. Mereka kekurangan makanan. Kejadian tersaebut merata terjadi di Eropa: di Wales penduduk mengungsi karena kelaparan, di Jerman harga-harga makanan naik yang membuat banyak orang kelaparan dan menyulut demonstrasi di toko-toko makanan, Di Irlandia terjadi kegagalan penen gandum dan tomat. Ini memicu terjadinya kerusuhan dan penjarahan di berbagai  lokasi di Eropa. Terjadi bencana kelaparan terburuk pada abad 19.

Pada bulan July dan Augustus 1816, demikian Webb  menulis, penduduk New England di Amerika melihat salju turun pada saat musim panas dan suhu berada 5-10 derajad di bawah normal

Tahun tersebut juga ditandai dengan hasil panen anggur yang buruk. Alain Vauthier yang memiliki koleksi anggur dari berbagai masa di Bordeaux, Perancis menyatakan bahwa untuk anggur produksi tahun 1816 hanya terdapat beberapa botol dari yang seharusnya tersedia, dan kualitasnya pun berbeda dibanding tahun yang lain.

Pelajaran dari Lapisan-lapisan Tanah

Selama hampir 20 tahun,   Sigurdsson  telah mendapatkan hasil dari penelitian lapisan tanah di  pulau dimana Tambora berada. Setiap lapisan tersebut seperti buku. Lapisan-lapisan tersebut merepresentasikan letusan yang terjadi dan menceritakan sejarah gunung api itu sendiri.

Ketika beliau menggali lapisan, beliau menemukan hal yang lain: terdapat artefak dan tulang-belulang yang terkarbonasi ketika Tambora meletus. Itu berarti ada kehidupan dan kebudayaan yang tertimbun di bawah lapisan-lapisan letusan. Sigurdsson menggambarkan hal tersebut sebagai ” Kerajaan Tambora yang hilang” – dengan mengacu hal yang sama seperti tragedi kota Pompeii yang dihancurkan oleh letusan gunung Vesuvius pada tahun 79 M.  

Kota yang baru ditemukan sekitar lima mil (delapan kilometer) dari pantai. Sigurdsson mengatakan lokasi tersebut berada di pedalaman kemungkinan untuk perlindungan dari bajak laut dari pulau-pulau lainnya. Dengan menggunakan radar penembus tanah, para ilmuwan meneliti fitur di bawah endapan vulkanik 1815.  Petunjuk dari penduduk lokal membawa mereka ke sebuah daerah yang dinamai  Museum Gully karena tembikar dan artefak lainnya ditemukan di sana.

Dalam enam minggu, mereka menggali sisa-sisa rumah, yang telah terkarbonasi dari panas yang ekstrim dari letusan gunung berapi.  Sangat banyak hal  yang mengejutkan Sigurdsson,  terutama adalah sisa dekorasi yang elegan dari Cina atau kemungkinan dari Kamboja atau Vietnam. Hal ini mengisyaratkan bahwa penduduk Tambora adalah pedagang kaya.

“Mereka berkucupan,” katanya. “Kita tahu orang-orang ini adalah pedagang. Mereka terkenal sebagai pedagang kuda.”

Catatan sejarah juga menceritakan bahwa orang-orang Tamboran mempedagangkan madu,kayu Sappan, – yang digunakan untuk membuat pewarna merah, dan cendana yang digunakan untuk dupa dan obat-obatan.

Beliau menggambarkan tipe keganasan kehancuran dan kematian di Tambora sama dengan Vesuvius,  bedanya adalah sisa-sisa tulang manusia di Tambora terkarbonasi menjadi seperti arang. Dengan demikian tingkat letusan dan temperaturnya lebih tinggi dibanding Vesuvius. Panas dari letusan cukup untuk melelehkan gelas/kaca dan terjadi dengan sangat cepat. Penduduk di sekitar tidak punya kesempatan menyelamatkan diri. Hal ini terlihat dari sisa korban perempuan yang ditemukan Sigurdsson.

“Dia berbaring telentang dengan tangan terulur.  Ia sedang memegang parang atau pisau besar di satu tangan. Ada sebuah sarung di bahunya. Sarungnya benar-benar seperti arang, seperti juga tulang-tulangnya,” kata Sigurdsson. “Kepalanya bersandar pada lantai dapur, dimana dia langsung teperangkap ke dalam aliran panas.”

Ilustrasi seniman yang menggambarkan letusan Tambora. Source: http://www.exohuman.com/wordpress/wp-content/uploads/2011/09/tambora_illustration.jpg

Pelajaran dari Tambora.

Letusan-letusan gunung api seperti Tambora, Krakatau, dan Pinatubo menurunkan temperatur bumi. Beberapa ahli berpikir untuk membuat replika efek Tambora untuk mengurangi pemanasan bumi (gobal warming). Akan tetapi ide untuk membuat gunung api buatan untuk memuntahkan sulfur ke lapisan stratosfir bumi untuk mendapatkan efek seperti Tambora dinilai hanya akan membuat masalah baru: melawan polutan dengan polutan lain. Dalam kurun waktu 1000 tahun mendatang, demikian Sigurdsson menduga, akan ada letusan setara dengan Tambora, dan sebaiknya manusia peduli dengan segala konsekuensinya.  Letusan raksasa gunung api, jika terjadi akan mengakibatkan dimuntahkannya gas dalam jumlah besar ke atmosfir yang tentu saja akan mengganggu sarana telekomunikasi dan penerbangan.

Source:

Posted in Erupsi, Erupsi super | Tagged , , , | 2 Comments

Pembentukan Kepulauan Hawaii

Pulau Besar Hawaii saat ini adalah daratan terbesar dari rangkaian Kepulauan Hawai. Delapan pulau utama dari ujung barat daya  ke arah tenggara  secara berurutan adalah Ni’ihau, Kauai`i, O`ahu, Moloka`i, Lana`i, Kaho`olawe, Maui, dan Pulau Besar Hawai`i.

Rangkaian Kepulauan Hawaii. Pulau-pulau warna biru Kepulauan utama Hawaii, sedang Pulau Hawaii adalah pulau paling besar dan paling tenggara dan sering disebut Pulau Besar Hawaii. Source: http://www.hawaii-guide.com/images/body_images/misc-hawaiian_archipelago2.jpg

Pembentukan rangkaian kepulauan yang seolah ‘berbaris lurus’ tersebut ternyata mempunyai sejarah geologis yang sangat menarik.

 TEORI HOTSPOT

Pada tahun 1963, geofisikawan Kanada, J. Tuzo Wilson yang juga menemukan teori patahan transform mengemukakan ide cemerlang yang saat ini disebut sebagai Teori Hot Spot. Wilson mengatakan bahwa pada beberapa tempat di bumi ini terjadi proses vulkanik yang sangat aktif, dan berlangsung sudah sangat lama. Menurut beliau hal ini bisa terjadi jika di bawah sebuah lempeng tektonik ada  sebuah area yang relatif ‘kecil’, sudah eksis dan bertahan lama, dan memiliki panas yang sagat tinggi- yang disebut hotspot. Hot spot ini akan memberikan sumber energi panas lokal yang tinggi untuk mempertahankan proses vulkanik.

Gambar adalah konsepsi artis yang menggambarkan pergerakan Lempeng Pasifik di atas hotspot Hawaii, memperlihatkan pembentukan Bubungan Hawaii-Rangkaian Pegunungan laut Emperor (dimodifikasi dari gambar yang dibuat oleh Maurice Kraft Centre de Volcanologie, Perancis. Gambar bawah adalah diagram asli dari J. Tuzo Wilson (dengan sedikit modifikasi) pada tahun 1963 yang menunjukkan proposal asal-usul Kepulauan Hawaii. (Reproduced with permission of the Canadian Journal of Physics.) Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/hotspots.html

Wilson berhipotesis bahwa bentuk rangkaian kepulauan Hawai yang terletak pada garis lurus adalah sebagai  hasil dari pergerakan lempeng Pasifik di atas dari hotspot yang berada sangat dalam di mantel bumi. Lokasi hotspot ini relatif tetap dan posisi saat ini tepat di bawah Kepulauan besar Hawaii.

Panas dari hot Spot ini memberikan sumber magma terus-menerus yang sebagian meleleh di atas lempeng Pasifik. Magma tersebut, -yang lebih ringan dibanding batuan padat di sekitarnya-, kemudian naik di sepanjang mantel  dan kulit bumi dan kemudian meleleh di dasar lautan dan membentuk gunung aktif bawah laut. Seiring dengan waktu gunung bawah laut itu bertumbuh dan membesar akibat proses erupsi yang terjadi terus-menerus, sehingga pada akhirnya timbul di atas muka laut, dan membentuk kepulauan vulkanik.

Wilson berteori bahwa pergerakan lempeng Pasifik juga akan menggeser pulau vulkanik yang terbentuk dari atas hotspot sehingga menghilangkan sumber sumber magma, sehingga proses vulkanis berakhir. Ketika sebuah pulau vulkanik sudah eksis, pulau yang lain akan tumbuh di atas hotspot, dan siklus tersebut terjadi berulang-ulang. Proses vulkanik tumbuh dan mati ini terjadi sepanjang jutaan tahun  dan meninggalkan jejak panjang pulau-pulau dan gunung-gunung vulkanik di dasar lautan Pasifik.

Menurut teori hotspot Wilson  rangkaian vulkanik Hawai seharusnya menua secara progressif dan menjadi lebih banyak mengalami erosi jika  rangkaian makin jauh bergeser dari hotspot akibat pergerakan lempeng Pasifik. Pulau Kauai, pulau tidak berpenghuni yang berada di arah barat laut sudah berumur 5.5 juta tahun dan sudah sangat banyak mengalami erosi. Sebagai perbandingan, batuan terekspos tertua dari Kepulauan Besar Hawaii – yaitu pulau paling tenggara dari rangkaian dan diasumsikan masih berada di atas hotspot-  diperkirakan baru berumur 700.000 tahun dan batuan vulkanis baru masih terus terbentuk.

PULAU BESAR HAWAII

Hawaii adalah pulau yang paling muda di rangkaian Kepulauan Hawaii. Penciptaannya dimulai sekitar 1 juta tahun yang lalu yang terbentuk dari lima gunung api bawah laut. Ketika gunung api tersebut meletus dari waktu ke waktu, letusannya menciptakan lapisan-lapisan lava yang baru  di atas lapisan sebelumnya, hingga akhirnya lapisan lava termuda terlihat di atas laut. Aliran lava kelima gunung api saling menindih lapisan lava gunung lainnya sehingga puncak aliran-aliran lava tersebut membentuk Pulau Hawaii saat ini (Lihat gambar-1). Pegunungan Kohala adalah pegunungan pertama yang terbentuk saat tepat di atas hotspot. Seiring dengan pergerakan lempeng gunung-gunung api baru terbentuk di atas hotspot seiring berjalannya waktu. Urutan pembentukan secara berurutan adalah: Mauna Kea, Hualalai, Muana Loa dan saat ini Kilauea.

Saat ini, telah terbentuk gunung api bawah laut bernama Lo’ihi yang terbentuk di tenggara pulau besar Hawaii. Diduga, sekitar 50.000 tahun lagi akan ada pulau tambahan di rangkaian kepulauan Hawaii  atau kemungkinanan Lo’ihi akan menjadi puncak keenam di Pulau Besar Hawaii.  Saat ini Kohala, gunung yang paling tua sudah tidak aktif lagi, sedang puncak gunung lainnya masih aktif.

Gambar menunjukkan lima gunung yang membentuk Hawaii. Kohala adalah gunung tertua sedang Kilauea adalah yang termuda. Terlihat bahwa lava dari masing-masing gunung saling menindih dan membentuk pulau besar Hawaii saat ini. Source: http://www.hawaii-guide.com/images/body_images/hawaii-landarea.jpg


 

.jpg”]Walaupun Hawaii adalah hotspot yang paling dikenal, diduga masih banyak  hotspot lainnya di bawah laut atau benua di belahan dunia ini. Lebih dari ratusan hotspot di bawah kerak bumi diketahui aktif dalam masa 10 juta tahun terakhir. Kebanyakan terletak di dalam lempeng (sebagai contoh, Lempeng Afrika), beberapa di perbatasan-perbatasan lempeng divergen. Diketahui ada beberapa di dekat bubungan tengah lautan, seperti di bawah Islandia, Azores, dan kepulauan Galapagos.

LEGENDA YANG SEJALAN DENGAN FAKTA

Kemungkinan Hawaii menjadi lebih muda ke arah tenggara telah direka sejak masa sejarah purba Hawaii, jauh sebelum bukti ilmiah diberikan. Para pelaut Hawaii memperhatikan selama masa mengarungi laut terdapat perbedaan erosi, pembentukan tanah, dan pertumbuhan vegetasi dan diketahui bahwa pulau-pulau di ujung barat daya (Niihau dan Kauai) lebih tua dibanding pulau paling tenggara (Maui dan Hawaii). Ide ini juga tertuang  dalam sebuah legenda Pele yang diturunkan dari generasi ke generasi. Pele, sang dewi vulkanik pada mulanya tinggal di Kauai. Ketika kakak perempuannya, Namakaokahai, dewi laut, menyerang dia, Pele berpindah ke Pulau Oahu. Ketika diserang lagi Pele berpindah ke arah tenggara yaitu, Maui dan akhirnya ke Hawaii, dimana saat ini sang dewi tinggal di crater Halemaumau di puncak gunung api Kilauea. Perjalanan mitos Pele dari Kauai ke Hawaii, yang tersirat dari persaingan pertumbuhan pulau vulkanik (oleh Pele-dewi vulkanik) yang kemudian tererosi oleh gelombang laut (oleh Namakaokahai –dewi laut) konsiten dengan bukti geologis yang didapat ratusan tahun kemudian.

Sumber:

Posted in Erupsi | Tagged , , , | 2 Comments

Letusan Krakatau 27 Augustus 1883

Pendahuluan

Sekitar seratus dua puluh tahun yang lalu, pada tanggal 27 Augustus 1883, kepulauan vulkanik Krakatau, di Indonesia, yang merupakan sebuah kepulauan maya yang aktif secara vulkanik meletus dengan sangat dahsyat dan sangat merusak. Erupsi atau letusan ini merupakan salah satu bencana alam yang sangat dahsyat dalam sejarah bumi. Efeknya berpengaruh dalam skala global. Debu halusnya diterbangkan angin ketinggian hingga mencapai New York. Letusannya terdengar hingga 4800 km. Debu vulkanik naik dan tertiup di lapisan atas atmosfir dan mempengaruhi masuknya radiasi matahari dan cuaca bumi selama beberapa tahun.

Gambar Illustrasi Krakatau pada abad -19. Source: http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/2a/Krakatoa_01.JPG

Gelombang  tsunami terbentuk secara berurutan yang ditimbulkan oleh letusan utama. Ketinggian tsunami bisa mencapai 40 m di atas muka laut, membunuh sekitar 36.000 orang yang tinggal di sepanjang pantai dan desa di sepanjang Selat Sunda di Jawa dan Kepulauan Sumatra. Gelombang tsunami juga dilaporkan di sepanjang Samudera Hindia, Samudera Pasifik, dan Pantai Barat Amerika, Amerika Selatan, dan bahkan mencapai Selat Inggris.

Lokasi dan Setting Geologi dari Krakatau.

Krakatau terletak di Selat Sunda, 40 km dari Pantai Barat Jawa dan berada di Kepulauan Rakata di Indonesia. Koordinat geografis Krakatau adalah 16.7 Lintang S dan 105.4 Bujur T. Krakatau merupakan salah satu dari gunung api di busur vulkanik Sunda. Gunung api ini dibentuk oleh subduksi lempeng India-Australia

Indonesia memiliki 130 gunung api aktif. Jumlah ini lebih banyak dari semua gunung api yang ada di negara lain di bumi. Gunung api ini berada di sepanjang garis sistem busur kepulauan Indonesia, yang diakibatkan oleh subduksi arah timur laut lempeng Hindia-Australia. Kebanyakan gunung api ini berada di sepanjang puncak busur topografi dua kepulauan besar, yakni Sumatra dan Jawa. Dua pulau ini dipisahkan oleh Selat Sunda, yang berlokasi di peralihan pelengkungan garis dari busur kepulauan vulkanik. Gunung api mendekati orientasi timur-barat di Jawa, dan orientasi barat laut-tenggara di Sumatra.

Krakatau adalah salah satu kepulauan vulkanik di Selat Sunda yang berada di atas patahan aktif arah utara-timur laut, yang orientasinya berbeda dengan kecenderungan arah busur kepulauan. Walau kelihatan kecil dibandingkan dengan gunung api terbesar di busur kepulauan, akan tetapi Krakatau dan gunung api yang berkaitan menunjukkan kapasitas untuk membuat ledakan yang sangat eksplosif

Letusan Krakatau Sebelumnya

Puncak Krakatau terletak pada ketinggian 790m dari muka laut. Erupsi pertama diperkirakan pada tahun 416 AD. Letusan gunung api ini menghancurkan gunung api Krakatau dan membentuk kaldera selebar 6.4 km. Kepulauan Verlaten dan Lang adalah sisa-sisa dari pegunungan api yang lebih tua. Selanjutnya, tiga gunung api bersatu untuk membentuk Kepulauan Krakatau.

Letusan moderat Krakatau yang terekam pada masa sejarah adalah letusan yang terjadi antara Mei 1680 dan November 1681.  Letusan ini menghancurkan semua tumbuhan yang ada di pulau dan menghamburkan batu apung dan debu dalam jumlah yang sangat besar ke lautan.

Jadi Krakatau adalah sisa dari pegunungan api tua yang tidak pernah lagi meletus selama 200 tahun. Sebelum  letusan Krakatau tahun 1883, kepulauan Rakata terdiri dari tiga pegunungan  dan tidak kurang dari satu kaldera. Kerucut gunung api sejajar dengan arah Utara-Selatan. Ujung arah utara disebut Poebowetan dan ujung selatan disebut Rakata. Ukuran perkiraan keseluruhan Krakatau adalah 5 km dikali 9 km.

Kronologi Kejadian sebelum Letusan Besar 26 Augustus 1883

Setelah tidak aktif selama hampir 200 tahun, Krakatau aktif lagi sekitar awal 1883. Gempa besar yang terjadi pada daerah sekitar Krakatau menjadi indikasi awal sesuatu telah terjadi di tubuh Krakatau. Aktivitas seismik menjadi lebih kuat pada 21 Mei 1883, ketika gunung api secara tiba-tiba ‘hidup’ lagi. Letusan eksplosif awal terdengar hingga jarak 160 km. Uap dan abu terlihat naik hingga 11 km di atas puncak gunung api. Pada tanggal 12 Augustus 1883 ketiga lubang gunung api secara secara aktif meletus. Sebelas lubang yang lain menghamburkan uap, abu, dan debu dalan jumlah yang lebih kecil.

Ilustrasi letusan awal Krakatau Mei 1883 digambar seorang artis. Source: http://www.geology.sdsu.edu/how_volcanoes_work/Images/Historic/Krak_symmons1888_l.jpg

Sekitar jam 13.00 pada tanggal 27 Augustus 1883, letusan menjadi lebih sering dan terjadi rata-rata setiap 10 menit. Pelaut yang ada di kapal pada jarak 120 km melaporkan awan asap hitam pekat terlihat di atas gunung api. Pada saat itu kawah Krakatau memiliki diameter sekitar 1000 m dengan kedalaman sekitar 50 m. Pusat lubang semburan terhalang oleh sumbatan lava pada dan akibatnya di bawahnya tekanan naik secara cepat.

Erupsi Raksasa

Aktivitas terbaru pada Mei 1883 terkulminasi pada empat letusan maha dahsyat pada tangga 27 dan 28 Augustus 1883. Pada tanggal 27 Augustus  1883 siang sekitar jam 10.07 WIBB, letusan pertama dari empat letusan berbahaya dimulai. Awan abu hitam pekat terlihat pada awalnya. Malam hari pada jam 22.30 dan 23.44  dan di pagi  hari berikutnya, pada tanggal 28 Augustus 1883 pada jam 03.02 WIBB, tiga letusan yang sangat menghancurkan ini terjadi.

Letusan yang terjadi pada jam 03.02 adalah letusan paroksimal, yaitu letusan yang terjadi secara tiba-tiba, yang menghancurkan hampir dua pertiga kepulauan di arah utara. Inilah letusan yang maha dahsyat dan menghancurkan yang pernah terekam di bumi pada masa modern. Letusan ini diikuti oleh runtuhnya ruang vulkanik/magma Krakatau  yang tidak tertopang  yang mengakibatkan timbulnya kaldera bawah laut raksasa.  Letusan inilah dan runtuhan yang diakibatkannya yang memicu terjadinya bencana tsunami dahsyat yang mencapai ketinggian 37 m yang mengakibatkan kerusakan tak terkira di Selat Sunda.

Kejadian Phreatomagnetic.

Letusan paroksimal Krakatau adalah sebuah letusan phreatomagnetik. Air laut masuk ke ruang magma dari gunung api ketika dindingnya mulai runtuh. Panas yang maha tinggi dan uap air panas memicu tekanan yang luar biasa yang pada gilirannya menghasilkan letusan gunung api raksasa. Letusan yang ganas yang menghasilkan gas ini melemparkan abu dengan jumlah yang besar, cinder (material piroklastik), batu apung, dan bongkahan batuan ke langit. Letusan diikuti runtuhnya sisa-sisa vulkanis ke dalam ruang magma yang kosong dan menimbulkan kaldera terendam.

Besar Magnitude Letusan 1883 Krakatau

Letusan Krakatau 1883 dicatat dengan magnitude VEI =6  yang tingkatnya adalah “kolosal”. Untuk bisa dicatat sebagai VEI =6, letusan vulkanik haruslah memiliki semburan dengan tinggi 25 km dan volume material yang dipindahkan berkisar 10-100 km3. Erupsi seperti ini hanya terjadi sekali dalam masa beberapa ratus tahun di bumi.

Jumlah energy yang dilepaskan oleh empat lubang semburan utama pada letusan 1883 ini setara dengan 200 Megaton TNT. Kebanyakan energi  dilepaskan oleh letusan paroksimal ketiga yang diperkirakan setara dengan energi 150 megaton TNT. Bandingkan dengan bom Hiroshima yang ‘hanya’ menghasilkan 20 kiloton TNT.

Jumlah material yang dikeluarkan pada letusan vulkanik diperkirakan sebesar 21 km3. Ketika Krakatau meletus bagian utara kepulauan hancur.

Setelah letusan dan runtuhnya sisa-sisa tak tertopang ke dalam kaldera yang baru terbentuk, hanya sepertiga pulau gunung api yang tersisa di atas air laut. Apa yang tersisa adalah pulau-pulau yang kecil yang menandai kerucut dari gunung api sebelumnya dan beberapa pulau-pulau baru kecil berupa campuran batu apung dan abu vulaknik di sebelah utara. Satu pulau kecil yang terbentuk adalah Anak Krakatau yang ada hingga saat ini.

Anak Krakatau

Dalam laporannya tentang eruspsi ini, seorang ahli bernama Verbeek meramalkan akan terjadinya aktivitas baru di daerah ini dan akan terjadi di antara Perboewatan dan Danan. Ramalan ini menjadi kenyataan pada tanggal 29 Desember 1927. Bukti bahwa telah terjadi erupsi bawah laut terlihat di area ini. Pulau vulkanik baru yang kemudian dinamai Anak Krakatau terlihat di atas permukaan laut beberapa hari kemudian.

Letusan Krakatau Menjadi Kejadian Dunia

Yang membuat Krakatau berbeda dengan kejadian pada abad 19 adalah adanya telegram kabel bawah laut. Ketika Krakatau meletus, stasiun telegram di Batavia (Jakarta saat ini) berhasil mengirim pesan ke Singapura. Dalam beberapa jam berita meletusnya Krakatau telah dibaca di Koran-koran di London, Paris, Boston, dan New York yang menceritakan betapa kolosalnya peristiwa itu.

Harian The New York Times, menulis beberapa jam setelah laporan pertama: “ ledakan yang kuat terdengar kemarin sore dari kepulauaan vulkanik Krakatau. Ledakan ini terdengar di Soerkrata (Sekarang Surakarta), di Pulau Jawa. Abu gunung api jatuh di Cirebon, dan kedipan-kedipan cahaya setelahnya terlihat dari Batavia”.

Catatan di koran tersebut juga menyebutkan batu-batuan berjatuhan dari langit, dan komunikasi dengan kota Anjier (sekarang Anyer) berhenti dan dikhawatirkan bencana dahsyat terjadi di sana. Dua hari kemudian harian ini melaporkan bahwa kawasan pemukiman eropa dihanyutkan oleh pasang yang terjadi.

Source:

Posted in Erupsi, Erupsi super | Tagged , , , , , | Leave a comment

Tropical Cyclones (Hurricanes, Topan, Siklon)

Siklon tropis  adalah system badai siklon tropis massif  dengan kecepatan angin melebihi 119 km/jam.

Fenomena-fenomena yang sama ini banyak terjadi tetapi berbeda dalam penamaan di tempat yang berbeda. Di Pasifik Barat disebut sebagai topan, dan di belahan bumi selatan disebut siklonn dan di belahan bumi utar disebut Hurricane. Meski tempat  pembentukan berbeda, tapi proses pembentukannya adalah sama.

Topan sangat berbahaya dikarenakan anginnya yang tinggi, besar badai yang terjadi ketika mendekati pantai, dan hujan badai yang terjadi karenanya. Meski korban jiwa yang diakibatkan topan dari waktu ke waktu semakin menurun, akan tetapi kerugian material yang diakibatkannya meningkat dari tahun ke tahun dikarenakan semakin banyaknya pembangunan fisik di sepanjang garis pantai.

Harus disadari bahwa kerusakan bencana akibat topan tidak melulu terjadi di pantai. Meski kekuatan topan akan menurun seiring masuknya ke wilayah daratan, topan tersebut membawa kelembaban yang besar ke daratan yang bisa mengakibatkan timbulnya hujan badai yang pada gilirannya bisa mengakibatkan banjir bandang dan bencana longsor.

Awal mula Siklon Tropis

Jika massa udara dingin berada di atas sebuah kluster badai hujan tropis, ketidakstabilan di atmosfir terjadi. Keadaan  inilah yang  disebut gelombang tropis. Ketidakstabilan ini meningkatkan kemungkinan terjadinya konveksi, yang mengakibatkan terjadinya updraft kuat yang mengangkat udara dan embun ke atas. Terjadilah  lingkungan yang baik untuk terbentuknya menara awan yang tinggi. Gangguan tropis terjadi ketika massa badai hujan bergerak ini bertahan untuk masa 24 jam atau lebih. Inilah tahapan pertama terjadinya siklon tropis/topan.

Konvergensi permukaan (ditunjukkan oleh panah kecil horizontal pada gambar di bawah) menyebabkan gerakan naik di sekitar permukaan siklon (dengan label L). Udara mendingin seiring naiknya (panah vertikal) dan pengembunan terjadi. Kondensasi ini menghasilkan panas akibat keluarnya panas terpedam dari uap air ke atmosfir. Pemanasan ini mengakibatkan udara mengembang, memaksa udara untuk memisah di ketinggian (lihat panah horizontal di awan).

  • Karena secara defenisi, tekanan adalah berat dari udara di atas sebuah luasan, pemindahan udara ke ketinggian pada gilirannya mengurangi tekanan di permukaan tanah.  Pengurangan tekanan yang lebih jauh di permukaan mengakibatkan  meningkatnya konvergensi (diakibatkankan oleh perubahan tekanan pada tiap ketinggian), yang tentu saja akan lebih meningkatkan gerakan naik, pelepasan panas terpendam, dan seterusnya.
  • Jika kondisi memungkinkan, proses ini berlanjut dan terbangun di dalam dirinya sendiri. Jika sirkulasi siklonis mulai di sekitar pusat area tekanan rendah, dan kecepatan angin mencapai 62 km/jam, gangguan bisa dianggap sebagai badai tropis seperti namanya. Jika kecepatan angin telah mencapai 119 km/jam, itu akan  menjadikannya menjadi  sebuah topan. Harus dicatat bahwa gelombang-gelombang tropis, gangguan, atau badai belum  tentu terbentuk menjadi topan.

Agar tahapan-tahapan pembentukan topan dapat terjadi, maka kondisi lingkungan berikut harus terpenuhi:

  • Haruslah ada air laut hangat (sekurangnya  suhu 26 der C) pada kedalaman 50 meter pertama lautan. Panas dari air hangat ini dibutuhkan sebagai bahan bakar siklon tropis.
  • Atmosfir harus mendingin seiring naiknya ketinggian dengan kecepatan secukupnya, dengan demikian secara potensial tidak stabil  untuk menimbulkan  konveksi lembab. Aktivitas hujan badai inilah yang mengijinkan panas yang tersimpan di air lautan dibebaskan  untuk terbentuknya siklon tropis.
  • Trofosfer-tengah (5km) haruslah memiliki kelembaban yang cukup untuk mempertahankan hujan badai. Ketinggian sedang yang kering tidaklah kondusif untuk pembentukan berkelanjutan penyebaran aktivitas badai hujan .
  • Ganguan harus terjadi pada jarak minimum 500 km dari katulistiwa. Agar badai tropis terjadi, gaya Coreolis dipersayaratkan harus ada. Kita ketahui bahwa pengaruh Coreolis adalah nol pada katulistiwa dan bertambah jika semakin menjauh ke utara atau selatan. Tanpa gaya Coreolis, tekanan rendah pada gangguan tidak bisa dipertahankan.
  • Harus sudah ada  gangguan di dekat permukaan  berupa terkumpulnya kelembaban dan mulai berputar. Siklon tropis tidak dapat terbangun secara simultan. Dibutuhkan sistem yang terorganisasi secara lemah yang mulai berputar dan mempunyai aliran rendah  udara lembab
  • Nilai geser angin vertikal haruslah rendah (sekitar 10 m/detik) di antara permukaan dan troposfer atas. Geser angin adalah laju perubahan kecepatan angin terhadap ketinggian. Nilai geser yang besar akan mengganggu siklon tropis yang baru terbentuk  dengan memindahkan udara lembab naik terlalu cepat, yang menghalangi terbentuknya siklon tropis. Atau, jika siklon tropis sudah terbentuk, nilai geser yang besar dapat memperlemah bahkan menghancurkannya dengan mengganggu organsisasi di sekitar pusat siklon.

Karenanya topan biasanya terbentuk di dekat, tetapi tidak di katulistiwa seperti yang diperlihatkan di gambar di bawah. Ketika bergerak di atas lautan, jejaknya dipengaruhi oleh adanya sistem tekanan lemah dan kuat, dan juga adanya gaya Coreoilis. Gaya Coreolis akan mengakibatkan arah badai mengarah ke kanan di utara  hemisfer dan ke kiri di selatan hemisfer.

Perhatikan, sekitar 12 persen siklon tropis terbentuk di Samudera Atlantik. Lima belas persen siklon tropis terbentuk timur Samudera Pasifik, 30 persen di barat Samudera Pasifik, 24 persen di Samudera India baik di utara dan selatan katulistiwa dan 12 persen di selatan Samudera Pasifik. Bisa diperhatikan bahwa  siklon tropis di selatan katulistiwa  di Samudera Atlantik nyaris tidak ada.

Struktur Badai Siklon Tropis di Belahan Bumi Utara — Hurricane

Dikarenakan awan konvergen memilin ke arah dalam pusat daerah tekanan lemah, angin berputar se arah jarum jam di sekitar pusat tekanan rendah di sebelah selatan hemisfer (dan melawan arah jarum jam di utara hemisfer). Ketika angin memilin ke dalam, angin ini akan menarik awan badai, menciptakan pita hujan spiral yang terekam secara jelas di gambar satelit.

Ketika angin menyatu ke arah pusat inti, angin akan naik memutar, mengantar udara lembab hangat ke atas. Ketika naik, udara ini mendingin sambil melepaskan panas terpendam ke atmosfir dan selanjutnya menambah energi badai. Angin memilin di sekitar pusat inti ini menciptakan ‘mata’  siklon tropis dan akhirnya menyebar di ketinggian. Akhirnya, udara sejuk di atas ‘mata’ mulai jatuh ke dalam pusat inti. Udara jatuh kering di antara mata ini memberikan langit yang cerah, tak ada awan dan angin pada daerah  inti.

Sumber energi badai berasal dari panas yang terkandung dalam lautan hangat tropis dan sub tropis. Maka, jika badai bergerak memasuki daratan, maka sumber panas akan terhenti dan badai akan secara cepat menghilang.

Angin memilin melawan arah jarum jam ke dalam ‘mata’ (di belahan bumi utara), mencapai kecepatan yang tinggi ketika mendekati tekanan rendah dari mata. Kecapatan angin ini disebut kecepatan angin topan (hurricane- di belahan bumi utara).  Karena didorong angin regional, pusat tekanan rendah dari mata juga bergerak di permukaan bumi. Kecepatan mata ini bergerak di permukaan disebut juga kecepatan pusat badai.  Jadi jika ingin mengetahui kecepatan angin dalam sebuah topan, kita harus memperhitungkan kedua kecepatan tersebut.

Tergantung sisi dari topan, kecepatan bisa bertambah atau berkurang. Misalnya, jika kecepatan pusat badai adalah 30 km/ jam dan kecepatan angin topan sebesar 150 km/jam, jadi pada sebuah topan (hurricane) di belahan bumi utara, kecepatan pada sisi kanan topan adalah (150+30) km/jam =180 km/jam dikarenakan kecepatan angin topan searah dengan kecepatan mata, sedang di sebelah kiri kecepatannya adalah (150-30)km/jam = 120 km/jam dikarenakan arah kecepatan topan melawan arah kecepatan mata.

Ukuran Siklon Tropis

Ketika angin memilin ke arah tekanan rendah di mata sebuah topan, kecepatan angin topan bertambah ketika menuju mata. Jarak ke arah luar dari mata ke tempat dimana kecepatan topan terjadi dipakai untuk mengukur besarnya sebuah topan. Angin di dinding mata memiliki kecepatan paling tinggi dan zone ini dapat berkembang ke arah luar sekitar 16-40 km dari pusat. Gaya angin topan (angin dengan kecepatan lebih dari 119 km/jam) dapat mengembang hingga 120 km dari pusat sebuah badai.

Skala Saffir-Simpson  diapakai untuk mengklasifikasi intensitas topan dan kerusakan potensial yang diakbatkannya. Ada 5 kemungkinan kategori. Kategori 1 adalah yang banyak terjadi dibanding kategori 5.

Skala Kerusakan Potensial Topan – Saffir-Simpson
Kategori Skala Tekanan di pusat
mb
(inches of mercury)
Kecepatan angin
mil/jam
(km/jam)
Gelombang badai
kaki
(meter)
Kerusakan terlihat
1 >980
(>28.94)
74-95
(119-153)
4-5
(1.2-1.5)
Kerusakan pada beberapa pohon, some damage to trees, tempat bersemak, dan rumah bergerak tak terikat.
2 965-979
(28.50-28.91)
96-110
(154-177)
6-8
(1.8-2.4)
Kerusakan besar pada rumah bergerak; kerusakan pada atap bangunan dan menumbangkan pohon-pohon
3 945-964
(27.91-28.47)
111-130
(178-209)
9-12
(2.5-3.6)
Menghancurkan rumah bergerak; menumbangkan pohon besar; merusak bangunan kecil
4 920-944
(27.17-27.88)
131-155
(210-249)
13-18
(3.9-5.5)
Memporakporandakan rumah bergerak; lantai bawah dari rumah dekat pantai potensial untuk banjir.
5 <920
(<27.17)
>155
(>250)
>18
(>5.5)
Kerusakan luar bisa pada rumah dan bangunan industry; menerbangkan rumah kecil; lantai bawah dari struktur yang berada 500 m dari pantai dan lebih rendah dari 4.5m dari tinggi muka laut akan rusak.

Source:

Posted in Cuaca, Cuaca Ekstrim | Tagged , , , | Leave a comment

Cincin Gunung Api– Ring of Fire

Pendahuluan

Ukuran diameter bumi sekitar 12750 km dan sudah diketahui sejak jaman Yunani Purba. Kemudian pada abad ke 20 diketahui bahwa bumi terdiri dari  tiga lapis utama: kulit/kerak bumi, mantel bumi, dan inti bumi. Stuktur lapisan ini dapat dianalogikan seperti lapisan telur. Kulit telur seperti kerak bumi, putih telur seperti mantel,dan kuning telur seperti inti bumi.

Potongan bumi yang menunjukkan struktur internal bumi. Gambaran untuk memperlihatkan bahwa kulit bumi memiliki tebal yang sangat tipis dibanding lapisan lainnya. Source: http://pubs.usgs.gov/gip/dynamic/graphics/FigS1-1.gif

Kulit/kerak bumi sangat kaku dibandingkan kedua lapisan lain. Di bawah lautan, tebal kerak bumi memiliki rentang ketebalan yang kecil, maksimum hingga 5 km. Akan tetapi ketebalan kerak bumi di benua bisa mencapai rentang ketebalan hingga 30 km, dan di bawah  pegunungan seperti Pegunungan Alpen bisa mencapai 100 km. Seperti kulit telur kerak bumi sangat rapuh dan mudah pecah.

Di bawah kerak bumi terdapat mantel yang mempunyai sifat padat, lapisan semi-batuan padat yang panas dengan ketebalan 2900 km. Mantel ini mengandung besi, magnesium, dan kalsium. Dibandingkan dengan kerak bumi, mantel ini  lebih panas dan lebih padat dikarenakan temperatur dan tekanan akan semakin bertambah seiring bertambahnya kedalaman.

Pusat bumi adalah inti bumi yang memiliki kepadatan dua kali dibanding mantel bumi dikarenakan komposisinya yang mengandung metalik (logam besi nikel). Tidak seperti kuning telur, inti bumi terdiri dari dua bagian yang sangat berbeda: inti luar cair dengan ketebalan 2200 km dan lapisan inti dalam padat dengan ketebalan 1250 km. Dikarenakan bumi berputar, inti berputar dan menciptakan medan magnet bumi.

Cincin Pegunungan Api

Permukaan  bumi terdiri dari lempeng-lempeng tektonik raksasa yang sering saling bergesekan satu sama lainnya, bertabrakan, dan dipaksa menujam lempeng lainnya. Di sekitar cincin api, lempeng pasifik bertubrukan dan tergelincir ke bawah lempeng-lempeng lainnya. Proses ini disebut subduksi dan area ini, yang aktif secara vulkanis maupun secara seismik, disebut sebagai daerah zona subduksi. Energy luar biasa besar tercipta oleh tubrukan lempeng dan karenanya batuan dengan mudahnya bisa meleleh menjadi magma. Magma inilah yang kemudian naik ke permukaan sebagai lava dan berbagai bentuk vulkanik.

Hampir semua gunung api terjadi di, atau dekat dengan tepi lempeng tektonik. Secara khusus gunung api ini ditemukan di pinggiran lempeng-lempeng yang dimulai dari Selandia Baru, sepanjang tepi  sisi timur Asia, kemudian ke arah utara lewat Kepulauan Aleutian (Alaska), dan ke arah selatan turun ke pantai Amerika Utara dan Selatan.  Garis dimana gunung api aktif dan tidak aktif ini berada disebut sebagai cincin (gunung) api (ring of fire) dimana didalamnya lebih dari 75% gunung api aktif dan tak aktif yanga ada di dunia.

Tempat-tempat yang jauh dari perbatasan-perbatasan lempeng sangat jarang memiliki gunung api, walau di tempat tertentu di muka bumi ini ada juga ‘hot spot’ yang bisa menimbulkan gunung api. Sebagai contoh, kepulauan Hawai adalah sebuah contoh dimana hampir semua daerahya adalah dari gunung vulkanik, walau kepulauan ini tidak berada dekat pinggir lempeng, akan tetapi berada sekitar 3200 km dari tepi terdekat.

Ilmuwan Canada, J. Tuzo Wilson adalah pencipta teori Hot Spot. Beliau mengajukan pendapat bahwa ada daerah di muka bumi ini yang aktif secara vulkanis untuk jangka waktu yang sangat panjang. Karena letaknya tidak dekat dengan batas lempeng, maka  pastilah ada sumber magma lokal, – yang kecil, berlangsung terus menerus dan memiliki sumber batuan yang sangat panas di bawahnya. Bentuk dorongan akibat panas ini dapat dilihat sebagai daerah dimana kulit bumi menipis akibat naiknya  batuan panas, dan melemah secukupnya untuk bisa ditembus magma yang naik ke permukaan bumi. Jika kita melihat peta Hawai dan menghubungkan pulau-pulaunya, maka akan membentuk sebuah garis. Inilah yang dilihat Wilson dan bukti-bukti yang mendukung teorinya semakin banyak.

Sumber:

Posted in Erupsi, Lempeng Tektonik | Tagged , | Leave a comment

Cuaca Ekstrim – Hujan Es (2)

Istilah yang dipakai:

  • Presipitasi secara sederhana adalah proses pengendapan cairan atau uap air menjadi bentuk yang lebih padat
  • Updraft adalah kejadian naiknya udara hangat dikarenakan udara hangat lebih ringan dibanding udara sejuk atau udara dingin.
  • Badai super-cell adalah badai yang sangat kuat yang ditandai dengan adanya turbulensi udara dengan radius yang besar; ditandai juga dengan tingginya awan yang disertai updraft yang berputar.
  • Badai multi sel adalah kejadian banyak hujan badai yang lokasinya bersebelahan.

Hujan es adalah hasil presipitasi yang terbentuk  ketika updraft yang terjadi dalam hujan badai mengangkat tetesan hujan ke daerah yang sangat dingin di atmosfir.Hujan es bisa mengakibatkan kerusakan pada pesawat, rumah dan mobil, dan bisa membahayakan pada mahluk hidup dan manusia. Beberapa orang sudah menjadi korban akibat  tertimpa hujan es yang berukuran besar.

Jika  air yang menjadi es membeku pada tempat yang terlalu tinggi, maka ada kemungkinan hujan es tidak sampai ke tanah karena hujan es sudah mencair sebelum mencapai bumi. Batuan hujan es terbentuk akibat tumbukan dan penggabungan dari air hujan yang sangat dingin. Air hujan sangat dingin adalah tetesan cair yang dikelilingi oleh udara yang mempunyai suhu di bawah suhu beku. Kondisi seperti  ini  sering terjadi pada saat hujan badai.

Ada dua metoda bagaimana hujan es terbentuk, yaitu dengan pembentukan basah dan dengan pembentukan kering.  Pembentukan dan pertumbuhan ini  menghasilkan  batuan es “kelihatan berlapis”.

Dalam pertumbuhan basah, nukleus hujan badai (es yang sangat kecil) berada pada daerah suhu di bawah titik beku tetapi tidak sangat dingin. Ketika bertabrakan dengan tetesan super-dingin, air tidak langsung membeku di sekeliling nukleus. Akan tetapi air menyebar pada hujan es yang jatuh dan perlahan-lahan membeku. Karena prosesnya lambat, gelembung udara dapat keluar  yang menghasilkan es yang bersih dan bening.

Dalam pertumbuhan kering, temperatur berada di bawah titik beku dan titik-titik air langsung membeku ketika menabrak nukleus. Karena berlangsung singkat, gelembung udara terperangkap dan membeku di tempatnya menghasilkan es yang berembun.

Updraft yang kuat menghasilkan daerah bebas hujan pada hujan badai super cell. Kita menyebutnya ‘daerah gaung lemah’ (Weak Echo region-WER). Lihat gambar bawah

WER ini adalah keadaan dari sebuah daerah bebas hujan yang berbatasan dengan  area curah hujan yang tinggi pada kondisi hujan badai . Area curah tinggi ini diindikasikan dengan gaung yang kuat di radar. Perbatasan terjadi pada satu sisi dan dan sisi di atasnya.

Daerah bebas hujan ini dihasilkan oleh updraft dan menyebabkan hujan tertunda dan hujan es di ketinggian yang menghasilkan gaung radar yang kuat.

  1. Updraft mengapungkan nukleus hujan es membawanya ke ketinggian dan ketika nukleus menabrak tetesan air hujan yang sangat dingin dan kepingan-kepingan kecil dari hujan es, nukleus ini akan bertumbuh dengan hingga ukuran tertentu.
  2. Kadang-kadang updraft utama akan meniup  hujan es dan hujan es mulai jatuh ke bumi.
  3. Jika updraft begitu kuat, maka hujan es itu akan diangkat lagi ke awan dan di sana akan bertubrukan kembali dengan air dan hujan es dan ukurannya pun makin berkembang. Proses ini dapat berulang beberapa kali.
  4. Dalam banyak kasus, jika batuan es tidak bisa ditahan oleh updraft dan akan jatuh ke bumi. Makin kuat updraft, semakin besar batuan es yang dapat dihasilkan hujan badai.

     

Hujan badai multi sel menghasilkan badai es akan tetapi ukuran batuan es yang dihasilkan bukanlah ukuran yang sangat besar. Alasannya adalah pendeknya tahapan waktu hingga matangnya sebuah multi-sel  sehingga mengurangi waktu pertumbuhan nukleus dan batuan es.

Akan tetapi updraft terus menerus pada sebuah hujan badai super-cell mendukung lahirnya hujan es yang besar. Updraft akan mengangkat batuan es secara berulang-ulang  ke udara sangat dingin di atas puncak awan hujan badai. Dalam semua kasus, hujan es akan jatuh ketika updraft pada hujan badai tidak bisa menahan lagi berat dari es. Semakin kuat updraft semakin besar batuan es akan terjadi. Seberapa kuat sebuah updraft untuk menghasilkan variasi ukuran hujan es? Tabel di bawah memberikannya perkiraan kecepatan untuki setiap ukuran.

Tabel: Ukuran batuan es yang Terbentuk untuksetiap Kecepatan Updraft tertentu.

Sumber: http://oceanservice.noaa.gov/education/yos/resource/JetStream/tstorms/hail.htm
Ukuran Batua Es Measurement Updraft Speed
in. cm. mph m/s
bb < 1/4 < 0.64 < 24 < 11
pea 1/4 0.64 24 11
marble 1/2 1.3 35 16
dime 7/10 1.8 38 17
penny 3/4 1.9 40 18
nickel 7/8 2.2 46 21
quarter 1 2.5 49 22
half dollar 1 1/4 3.2 54 24
walnut 1 1/2 3.8 60 27
golf ball 1 3/4 4.4 64 29
hen egg 2 5.1 69 31
tennis ball 2 1/2 6.4 77 34
baseball 2 3/4 7.0 81 36
tea cup 3 7.6 84 38
grapefruit 4 10.1 98 44
softball 4 1/2 11.4 103 46

Source:

Posted in Cuaca, Cuaca Ekstrim | Tagged , | Leave a comment

Gempa Pantai Barat Bagian Utara Sumatra (M 9.1) 26 Desember 2004

Ini adalah gempa terbesar ketiga di dunia sejak tahun 1900 setelah gempa Prince William Sound dan gempa Alaska. Korban tewas yang diakibatkan gempa dan tsunami yang mengikutinya berkisar 227.898 jiwa dan sekitar 1,7 juta orang mengungsi dari tempat tinggal mereka. Korban tersebar di 14 negara di Asia Selatan  dan  dan Afrika Timur. Gempa terasa di Banda Aceh dengan skala intesitas Mercalli (MMI) IX, di Meulaboh (VIII), di Medan (IV). Di bagian negara lain seperti Bangladesh, India, Malaysia, Maladewa, Myanmar, Singapura, Sri Lanka, dan Thailand terasa dengan MMI (III-V).

Tsunami ini membuat korban yang terbanyak yang direkan dalam sejarah. Gempa mengakibatkan longsor dan penurunan tanah di Sumatra.

Ringkasan Tektonik

Gempa dahsyat yang terjadi pada 26 Desember 2004 merupakan patahan thrust pada pertemuan lempeng India dengan lempeng Burma. Dalam hitungan menit, regangan elastis yang terakumulasi dan  tertahan dalam proses penujaman lempeng India ke bawah lempeng Burma selama beberapa abad dilepaskan. Klik tautan ini untuk mengetahui defenisi dan jenis patahan.

Di daerah dimana gempa terjadi, lempeng India dan Australia bergerak ke arah Utara- Timur Laut menuju interior Lempeng Eurasia dengan kecepatan sekitar 60 mm/tahun. Di daerah utara Sumatra dan Kepulauan Nicobar, gerakan relatif Lempeng India/Australia dan lempeng Eurasia terjadi di Palung Sunda dan di sepanjang beberapa ratus kilometer arah timur Palung Sunda pada perbatasan dengan Lempeng Burma.

ambar pergerakan relatif lempeng India Australia terhadap lempeng Eurasia. Garis merah dengan panah adalah Palung Sunda yang merupakan zona penujaman lempeng India Australia terhadap lemepeng Eurasia. Tanda bintang adalah episenter gempa. Source:http://walrus.wr.usgs.gov/tsunami/sumatraEQ/images/ionetec_major_faultlg.jpg

Konvergensi India/Australia ke arah Eurasia terjadi dalam arah miring/serong terhadap kecenderungan arah Palung Sunda. Gerakan miring ini terbagi-bagi ke dalam pematahan-thrust dan pematahan strike-slip. Patahan-thrust terjadi pada pertemuan antara lempeng India dan bagian barat dari Lempeng Burma dan termasuk juga gelinciran (slip) dengan sudut besar yang terjadi dengan orientasi sejajar palung. Gempa utama 26 Desember terjadi akibat pematahan thrust pada perbatasan bagian barat lempeng Burma, akan tetapi gempa susulan akibat patahan strike-slip kebanyakan terjadi di timur perbatasan.

Data lebih mendetail dari USGS adalah sebagai berikut:

Magnitude 9.1
Tanggal dan Jam Minggu, 26 Desember, 2004  jam 07:58:53 di episenter
Location 3.316°LU, 95.854°LS
Depth 30 km (18.6 mil)
Region PANTAI BARAT BAGIAN UTARA SUMATERA
Distances 250 km (155 miles) ke arah selatan-tenggara  Banda Aceh, Sumatra, Indonesia 300 km (185 mil) arah barat Medan, Sumatra, Indonesia 1260 km (780 mil) arah selatan-barat daya BANGKOK, Thailand 1590 km (990 mil) arah barat laut JAKARTA, Java, Indonesia
Ketidakpastian lokasi horizontal +/- 5.6 km (3.5 mil)

Meskipun beberapa model yang ada berbeda dalam  menggambarkan secara detail gempa ini, akan tetapi hampir semua sepakat bahwa keruntuhan menjalar beberapa ratus kilometer ke arah barat laut dari episenter gempa utama. Panjang runtuhan hampir 500 km arah barat laut.  Lebar keruntuhan akibat gempa yang diukur tegak lurus dengan Palung Sunda sekitar 150 km dan perpindahan maksimum yang terjadi pada bidang patahan adalah sekitar 20m. Akibat gempa ini, diperkirakan dasar lautan di atas patahan-thrust naik beberapa meter.

Zona gempa susulan pada gempa 26 Desember ini mencapai 1300 km. Karena gempa susulan terjadi pada dan sangat dekat dengan bidang patahan gempa utama, panjang dari zona keruntuhan patahan gempa susulan dipercaya membesar secara signifikan dan jauh melampaui 500 km. Belum lagi gempa besar akan memacu aktivitas gempa pada patahan yang jauh dari bidang patahan gempa utama dan dipisahkan jarak puuhan hingga ratusan kilometer.

Segmentasi Runtuhan dan Gelinciran Lambat

Lintasan gempa 26 Desember dapat dibagi atas 3 segmen, ditambah segmen keempat yang tercipta dari Gempa Nias pada bulan Maret 2005.  Keruntuhan bermula pada kedalaman 30 km di sekitar segmen Sumatera. Kecepatan runtuh yang lambat mengakibatkan gelinciran yang kecil pada 50 detik pertama. Keruntuhan bertambah panjang hingga 420 km dari segmen Sumatra dengan kecepatan runtuh 2.7 km/detik dan gelinciran sekitar 5-20 m.

Pada detik 230-350 keruntuhan menerus sepanjang 325 km di segmen gempa Nicobar dengan  gelinciran cepat rata-rata 5m dengan kecepatan runtuh sekitar 1.1 km/detik. Tambahan gelinciran lambat 5m terjadi di segmen Nicobar  dan menerus hingga 3500 detik setelah keruntuhan awal.

Keruntuhan pada segmen Andaman terjadi setelah 250-600 detik dari keruntuhan awal dengan gelinciran sekitar 2m . Gelinciran tambahan sebesar 5 m terjadi 600-3500 detik kemudian. Kecepatan runtuh yang kecil sekitar 0.3 km/detik terjadi segmen bagian utara ini.  Lambatnya gelinciran menggandakan energy gempa hingga tiga kali lipat, dan hal ini mengakibatkan revisi magnitude gempa dari 9.1 menjadi 9.3. Gelinciran pada segmen utara ini sangat lambat untuk mengakibatkan sebuah tsunami. Seandainya kecepatan gelinciran sama dengan kecepatan pada segmen Sumatra, maka tsunami yang terjadi mungkin jauh lebih menghancurkan dari yang nyata terjadi.

Sejak tahun 1900, gempa-gempa dengan ukuran yang relatif sama atau lebih besar dari gempa 26 Desember 2004 adalah gempa dengan magnitude M 9.0 pada gempa Kamchatka pada tahun 1952, kemudian gempa Kepulauan Andreanof, Alaska (1957) dengan M 9.5, gempa Chile (1960) dengan M 9.5, gempa Prince William Sound, Alaska (1964) dengan M 9.2. Kesemua gempa-gempa di atas, termasuk gempa 26 Desember 2004, adalah kejadian gempa mega-thrust, yang terjadi ketika sebuah lempeng tektonik menujam lempeng tektonik lainnya dengan sudut dip landai. Semua kejadian gempa –gempa di atas disusul oleh tsunami akibat pergerakan dasar laut yang diakibatkan gempa tersebut.

Sumber:

Posted in Gempa-gempa Besar | Tagged , , | Leave a comment