MATERI MATERI VULKANOLOGI
Lebih dari 80% permukaan bumi, baik di dasar laut hingga daratan, terdapat ribuan sampai jutaan gunung api, dengan berbagai umur, tipe dan sifatnya. Di Indonesia, lebih dari 128 gunung api tersebar dari abang sampai !erauke, sebanyak 8" di antaranya menunjukkan akti#itasnya akti#itasnya sejak 100 tahun terakhir. $unung api melalui akt#itasnya, membangun dan sekaligus menghanurkan tubuhnya dan apapun di sekitarnya. &al itu, tidak jarang menimbulkan dampak negatif berupa benana alam letusan gunung api. 'amun, tidak sedikit pula dampak positif yang ditumbulkannya, seperti lahan yang subur dengan pengayaan nutrisi oleh material hasil erupsi gunung api, lahan yang indah indah dan sejuk sejuk yang yang ook ook sebaga sebagaii ka(asa ka(asan n rekrea rekreasi, si, tersed tersedian ianya ya sumber sumber daya daya air yang yang melimpah, sumber daya batuan dan mineral serta lapangan panas bumi. )ntuk itulah, kita harus memahami karakter gunung api dari berbagai sudut pandang, yaitu sosial*budaya, ekonomi dan keilmuan. 1. Pengertian Vulkanologi
+ulkanologi merupakan bagian dari ilmu kebumian, yang terdiri dari kata #ulkano atau volcano bahasa volcano bahasa Inggris- atau vulkaan bahasa vulkaan bahasa Italia- atau vulkan bahasa vulkan bahasa elanda-, yang berarti gunung api. /ata gunung api volcano volcano-- seara prinsip mengau pada bukaan atau kaldera, tempat magma dan gas munul ke permukaan, melalui rekahan yang disebut pipa kepundan. Dengan kata lain, suatu (ilayah * bentang alam dapat disebut gunung api sepanjang (ilayah tersebut pernah dilalui oleh magma hingga di permukaan bumi, baik yang berlangsung seara berulang ulang ulang membent membentuk uk akumul akumulasi asi materi material al gunung gunung api maupun maupun yang yang terjad terjadii hanya hanya sekali sekali saja. saja. !aterial tersebut selanjutnya membangun tubuh gunung api seara geomorfologi, tubuh gunung api dapat berupa tinggian embung, yang biasanya membentuk bukit hingga gunung- atau lembah ekung, yang biasanya berupa kaldera-. Dalam proses pembelajarannya, #ulkanologi membutuhkan interdisiplinarry dengan ilmuilmu geologi murni, seperti geofisika, #ulkanologi fisik, petrologi dan geokimia serta ilmuilmu terapan yang lain, seperti sosial dan eko nomi. !ate !ateri ri #ulk #ulkan anol olog ogii bers bersebe ebela laha han n denga dengan n ling lingkup kup petr petrol ologi ogi,, sedi sedime ment ntol ologi ogi dan dan magmat magmatolog ologii $amba $ambarr 1-. /etika /etika materi material al gunung gunung api yang yang bersif bersifat at magmat magmatikik- membeku membeku membentuk batuan intrusi magmatik di dalam bumi, maka merupakan bagian dari petrologi * magmatologi. /etika batuan gunung api tersebut telah mengalami penghanuran * pengerjaan ulang maka termasuk dalam lingkup sedimentologi. Dengan kata lain, #ulkanologi menakup segala kegiatan yang berhubungan dengan akti#itas gunung api, dari proses intrusi dangkal hingga pembentukan batuan ekstrusi, akti#itas eksplosif gunung api hingga penghanuran tubuh gunung api yang menghasilkan material klastika gunung api.
$ambar II.1. uang lingkup #ulkanologi dan ilmuilmu turunannya yang lain ronto, 2003-.
2. Tektonisme Vs. Vulkanisme
Di depan telah disebutkan bah(a, kata gunung api selalu berhubungan dengan kemunulan magma di permukaan. !agma adalah batuan leleh yang terletak di ba(ah permukaan bumi, dan biasanya terakumulasi dalam suatu (adah yang disebut reser#oir magma atau kantung magma. 4embentukan magma, keberadaan pipa kepundan dan reser#oir magma selalu berhubungan dengan kegiatan tektonisme, yaitu tektonik lempeng. eara tektonik ada dua mekanisme pembangunan reser#oir magma, yaitu akibat pelelehan batuan dan adanya arus kon#eksi pada lapisan mantel atas. 4roses pelelehan terjadi karena adanya tumbukan subduksi- yang selanjutnya menyebabkan terjadinya gesekan yang sangat kuat pada kedua lempeng. $esekan tersebut, menghasilkan panas dan tekanan hanuran yang tinggi. !aterial hanuran kemudian terlelehkan sebagian, kemudian naik ke permukaan melalui 5ona rekahan dan terkumpul dalam suatu reser#oir * dapur magma $ambar 1-. 6ika terdapat 5ona lemah yang menapai permukaan tanah, aliran magma akan melaluinya hingga menapai permukaan membangun tubuh gunung api. !agma mengalir ke permukaan melalui 5ona rekahan * 5ona yang paling lemah, dengan dikontrol oleh daya apungan dan tekanan gas dalam massa air panas tersebut. /arena sifatnya yang air dan panas, maka magma tersebut kadangkadang juga mengerosi * menghanurkan material atau batuan yang dilaluinya. 4roses itu disebut sebagai erupsi, yaitu proses keluarnya magma ke permukaan bumi melalui 5ona rekah * 5ona lemah. Di permukaan proses erupsi
tersebut dapat berlangsung seara efusif lelehan- maupun eksplosif ledakan*letusan-. 4roses erupsi dalam satu tubuh gunung api dapat berlangsung seara berulangulang seara periodikatau sekali saja seara monogenetik7 sekali bererupsi kemudian mati-. Lebih dari 90% gunung api terbentuk oleh proses tektonik, di a(ali dari proses pembentukan magmanya, pembentukan rekahan tempat keluarnya magma hingga tipe dan seri magmanya. &anya sedikit sekali gunung api yang proses pembentukannya tidak berhubungan dengan proses tektonik lempeng, dan hal itu sangat sulit penjelasannya. $unung api yang terbentuk akibat proses tektonik, lebih mudah dijelaskan melalui konsep tektonik lempeng :isher and hminke, 198" ;yllie, 19<1 $ambar 2-. 4roses #ulkanisme tersebut membentuk gugusangugusan gunung api di dunia, yaitu gunung api busur kepulauan, gunung api busur magmatik dan gunung api punggungan tengah samudra. $ugusangugusan gunung api tersebut dikenal sebagai ring of fire inin api-.
$ambar 1. &ubungan tektonisme dengan #ulkanisme, meliputi dalam pembentukan magma dan sifatsifatnya, rekahan pipa kepundan dan dapur magma dimodifikasi dari =atsumi dan >ggins, 198?-
. !eri "atuan Gunung a#i $itin%au &ari Tatanan Tektonikn'a
!agma yang naik ke permukaan membentuk material gunung api, biasanya telah mengandung kristal, fragmen dari batuan dinding takterlelehkan- dan gas terlarut. 'amun, pada dasarnya komposisi magma terdiri dari oksigen, silikon, aluminium, besi, magnesium, kalsium, kalium, natrium, titanium dan mangan, yang disebut sebagai @ommon elementsA atau unsur unsur umum. Di samping unsurunsur yang umum dijumpai, dalam magma juga terdapat unsur unsur jarang atau @rare elementsA. aat mengalami pendinginan, airan magma mengalami pengendapan kristal dari berbagai jenis mineral hingga pembatuan berlangsung sempurna, membentuk batuan beku atau batuan magmatik. 6ika magma telah dierupsikan ke permukaan disebut la#a.
=idak semua gunung api memiliki sifat dan komposisi magmatik yang sama, yang dipengaruhi oleh tatanan tektoniknya. eara umum, ada tiga tipe gunung api berdasarkan tatanan tektoniknya, yaitu7 1- gugusan gunung api perisai yang terbentuk pada jalur pemekaran, diirikan oleh tipe magmatik toleiit, yang miskin silika, alumina dan Ba bentuk morfologinya seperti perisai karena sifat magmatiknya yang sangat ener 2- gugusan gunung api busur #ulkanik yang dibentuk oleh proses pelelehan batuan pada 5ona tunjaman, yang diirikan oleh tipe magmatik kalalkalin, yang kaya Ba, silika dan alumina bentuk morfologi keruut strato- oleh sifat magmanya yang kental C- gugusan gunung api rifting hotspot- di belakang busur kepulauan, menghasilkan seri batuan /alkalin, kaya unsur / morfologi keruut dengan magma yang kental
Didasarkan atas kandungan i2 dalam magma, tipe * kelompok batuan gunung api dan keterdapatannya terhadap tatanan tektoniknya tersebut batuan yang dihasilkannya bersifat ultramafik, karbonatan, dan lava yang bersifat sangat alkalin =abel 1-. =abel 1. eberapa tipe magma dari batuan gunung api berdasarkan kandungan silika dan keterdapatannya berdasarkan tatanan tektoniknya i2 %-
=ipe magma
'ama batuan seri g. api
=atanan tektoniknya
?0
asa * mafik
asal
!id oeani ridge basalt
30
Intermediet * menengah
Endesit
usur kepulauan dan busur magmatik dangkal
3?
Esam * felsik rendah i
Dasit
usur magmatik7 lempeng benua dengan dapur magma tengah -
<0
Esam * felsik kaya i
iolit
usur magmatik7 segregasi pada lempeng benua dengan dapur magma dalam E-
(. Eru#si Gunung A#i
>rupsi gunung api terjadi manakala magma yang tersimpan di dalam bumi, baik dari dapur magma atau magma primer reser#oir magma-, lapisan asthenosfer maupun kantongkantong magma dangkal, menembus ke permukaan bumi melalui suatu bukaan * rekahan, yang terbentuk seara tektonik. /eluarnya magma ke permukaan dapat berlangsung seara lelehan effusifmaupun letusan eksplosif-. !aterial yang dierupsikan seara efusif adalah la#a, yang selanjutnya dapat tertumpuk di punak gunung api, mengalir di lerenglereng sampai kaki gunung api, atau dapat pula menggantung pada lereng gunung api. 6ika la#a menggantung pada lereng gunung api, maka
dapat memiu terjadinya longsoran atau guguran a(an panas. 6ika hal itu terjadi, maka la#a masif tersebut terfragmenkan hingga berukuran abubongkah, dan jika kemudian terjadi hujan lebat dalam (aktu yang singkat dapat longsor menjadi lahar aliran debris lumpur-. Eliran la#a seara effusif- pada la#a basaltik yang sangat ener di tengah samudra, dapat pula membentuk letusanletusan la#a fountain menghasilkan tuf basaltik atau keruut skoria. Eliran la#a biasanya terjadi pada gunung api yang memiliki seri magma ener dengan kandungan silika rendah basahingga sedang intermediet-. >rupsi eksplosif dapat terjadi manakala kaldera tersumbat material, dapat berupa kubah la#a dan * rempah gunung api terfragmentasi. !aterial penyumbat ka(ah tersebut mengeras membatu-, sehingga aliran magma ke permukaan tidak lanar. Eliran magma yang tersumbat membentuk tekanan yang tinggi di ba(ah ka(ah. !agma panas juga menguapkan airtanah yang ada di sepanjang pipa kepundan hingga ka(ah gunung api. aat tekanan magma dan gas terakumulasi maksimal, yaitu ketika elastisitas sumbat magma menapai titik kritis hingga tidak mampu lagi menahan tekanan letusan, maka terjadilah letusan gunung api. Didasarkan atas mekanisme eru#sin'a , ada tiga tipe erupsi gunung api, yaitu7 a. =ipe erupsi freatik, yaitu jika tekanan erupsi dibentuk oleh tekanan gas yang terkandung di dalam pipa kepundan dan * bagian atas dapur magma. Dalam tubuh gunung api tersusun atas batuan sarang yang banyak mengandung air. Lapisan sarang tersebut berdekatan dengan sumber magma panas, sehingga terjadi pendidihan airtanah membentuk uap gas-. )ap air terakumulasi dan menekan sumbat gunung api ke atas. /etika sumbat gunung api tidak mampu menahan tekanan tersebut, terjadilan letusan freatik. =ipe erupsi freatik menghasilkan material gunung api berupa abu dan debu gunung api, serta gas bertekanan tinggi. Bontoh7 letusan $unung 4apandayan $arut- pada tahun 200C200". 4ada tipe letusan ini, magma tidak sampai ikut terlontarkan. b. =ipe erupsi magmatik, terjadi jika tipe magmanya basaltik, ener dan rekahan ka(ah gunung api- tidak tersumbat. !agma mengalir ke permukaan dengan tekanan rendah. >rupsi magmatik biasa terjadi pada gunung api tipe perisai pada gugusan punggungan tengah samudra dan tipe strato. !aterial yang dierupsikan adalah la#a seperti pembentukan kubah la#a pada gunung api tipe strato di $unung !erapi, aliran la#a pahoehoe, banjir sungai- la#a dan la#a Ea seperti $unung /ilauea di &a(aii. . =ipe erupsi freatomagmatik, terjadi pada gunung api yang memiliki tekanan erupsi sangat besar dan #iskositas magma tinggi. aat letusan berlangsung, gunung api memuntahkan
material fragmental, berasal dari fragmentasi magmanya sendiri dan material runtuhan batuan dinding saat deflasi letusan. Bampuran material fragmental membentuk a(an padat berdensitas tinggi. :ragmenfragmen yang lebih besar, seperti blok dan bom gunung api jatuh kembali ke dalam ka(ah dan sekitarnya. /umpulan material jatuhan tersebut bergerak seara epat menuruni lereng sebagai aliran debris a(an panas di ba(ah pengaruh gaya gra#itasi bumi. eberapa material yang berukuran lebih keil membentuk kolom letusan dan terba(a angin, lalu terendapkan di suatu tempat sebagai material jatuhan piroklastika. 4artikel abu yang paling halus dilontarkan ke atmosfer pada lapisan stratosfer- dan untuk beberapa saat terba(a angin hingga beberapa puluh kilometer, untuk selanjutnya diendapkan di suatu tempat.
$ambar C. eberapa tipe erupsi gunung api berdasarkan mekanisme erupsinya, dengan menggunakan model di $unung +ulano. a- tipe freatik, b- freatomagmatik dan dmagmatik dari suatu seri kegiatan siklus- erupsi $unung +ulano, Italia :ra55etta et al ., 198C-.
Didasarkan atas tinggi kolom letusan) %angkauan material letusan &an *olume material letusann'a , ada < tipe letusan yaitu tipe &a(aiian, sumber la#a Lava fountain-, trombolian,
urtseyan, +ulkanian, 4hreatoplinian, 4linian +esu#ian- dan 4eleean $ambar III.2-.
$ambar III.1. =ipetipe erupsi gunung api didasarkan atas tingkat eksplosi#itas dan tinggi kolom letusan :t % tefra yang dilontarkan dan Ed km2- jarak terjauh sebaran material letusannya Bas et al., 1988 dan ;alker, 19
Intensitas letusan gunung api diukur dengan nilai Indeks Letusan $unung api IL$-. 'ilai IL$ ditentukan dari kualitas eksplosi#itasnya, dan kuantitas dari tinggi kolom letusan, #olume material yang dilontarkan, klasifikasi tipe erupsinya dan periode letusan 'e(hall and elf, 1982 =abel III.1-.
=abel III.1. Indeks letusan gunung api IL$-, tipe dan periode erupsi dan ontoh letusan gunung apinya 'e(hall and elf, 19824emerian
=inggi kolom
+olume /lasf.tipe kmCerupsi
4eriode
Bontoh
0
noneFplosif
G100 m
103an
&a(aiian
&arian
/ilauea
1
Lemah
100 1000 m
10?an
&a(*tromb &arian olian
tromboli
2
>Fplosif
1? km
10Can
trom*+ulka !ingguan nian
$aleras, 1992
C
ersifat merusak
C1? km 102an
+ulanian
=ahunan
ui5, 198?
"
/ataklismik
102? km
101 an
+ul*4linian
4uluhan tahun
$alunggung, 1982
?
4aroFismal
H2? km
atuan
4linian
atusan tahun
t. 1981
3
/olossal
H2? km
4uluhan
4lin*)ltra 4linian
atusan tahun
/rakatau, 188C
<
uperkolossa H2? km l
atusan
)ltra 4linian
ibuan tahun
=ambora, 181?
8
!egakolossal H2? km
1,000s kmC
)ltra 4linian
4uluhan ello(stone, 2 ribu tahun jtl
IL$
&elens,
$ambar III.1. $ambaran seara umum tipe heridan and ;ohlet5, 198Ca-
letusan,
iri
dan
jenis
endapannya
TIPE GUNUNG API
Didasarkan pada bentang alam dan jenis batuan yang menyusun tubuh gunung api, para ahli #ulkanologi mengelompokkannya menjadi empat tipe gunung api, yaitu gunung api komposit atau strato composite volcanoes-, gunung api perisai shield volcanoes-, dan kubah la#a lava domes-. =ipe gunung api lain yaitu maar, inin tuf, skoria tuf dan keruut tuf terbentuk dari letusan tunggal gunung api, baik seara freatik maupun freatomagmatik.
MATERIAL ERUP!I GUNUNG API
$ambar +.1. kema ruang lingkup material erupsi gunung api, yang terdiri atas kolom letusan, piroklastika aliran, la#a, gas dan lahar Enonim, 2000-.
V.. Mekanisme Aliran Piroklastika
a. untuhan eksplosif #ertikal atau sering disebut pembentukan kolom erupsi plinian, material erupsi jatuh kembali ke permukaan tanah, tertransportasi dan terendapkan. b. Ledakan lateral, seperti yang terjadi di $unung. t. &elens pada 1980. . Luapan berlebih @boilingo#erA -, yaitu akibat kandungan gas yang sangat tinggi dalam magma yang dierupsikan melalui pipa kepundan. d. untuhan gra#itasional pada kubah la#a yang sangat panas.
$ambar +.2. !ekanisme erupsi eksplosif gunung api !aDonald, 19<2-. ". En&a#an #iroklastika
Didasarkan atas komposisi materialnya, endapan piroklastika terdiri dari tefra pumis dan abu gunung api, skoria, Pele's tears dan Pele's hair , bom dan blok gunung api, accretionary lapilli, breksi #ulkanik dan fragmen litik-, endapan jatuhan piroklastika, endapan aliran piroklastika, tuf terelaskan dan endapan seruakan piroklastika $ambar +.<-.
$ambar +.C. =iga mekanisme pengendapan material piroklastika jatuhan, seruakan dan aliran7 kiri- dan penampang #ertikal endapan seruakan dasar, aliran piroklastika dan seruakan abu enda(an fragmen putih litik- dan fragmen hitam skoria dan lapiliparks et al., 199<-. Eliran piroklastika merupakan debris terdispersi dengan komponen utama gas dan material padat berkonsentrasi partikel tinggi. !ekanisme transportasi dan pengendapannya dikontrol oleh gaya gra#itasi bumi, suhu dan keepatan fluidisasinya. !aterial piroklastika dapat berasal dari guguran kubah la#a, kolom letusan, dan guguran onggokan material dalam kubah :isher, 19<9-. !aterial yang berasal dari tubuh kolom letusan terbentuk dari proses fragmentasi magma dan batuan dinding saat letusan. 2. "en+ana Letusan Gunung a#i 'ang Perna, A&a
enana alam yang ditimbulkkan oleh akti#itas gunung api meliputi aliran dan seruakan piroklastika a(an panas-, jatuhan bom gunung api, abu dan debu gunung api, aliran la#a dan gas. enana ikutannya adalah guguran a(an panas, la#a dan lahar. Di dunia, sedikitnya 1C kali
letusan sangat besar dengan korban ji(a yang sangat besar juga sejak 2000 tahun yang lalu. )ntuk dapat bertahan di lingkungan gunung api, diperlukan manajemen benana, yaitu perenanaan yang matang dan pemahaman akan akti#itasnya. Ebu dan debu hasil erupsi gunung api dapat merusak pertanian. /asus ini biasa terjadi saat akti#itas $unung !erapi meningkat, seperti pada periode aktif 199", 199<, 2002 dan 2003. Letusan gunung api juga dapat mengaaukan na#igasi pesa(at terbang, abu dan debu gunung api menghalangi jarak pandang pilot. Dampak lain yang ditimbulkan adalah kebakaran, seperti di /alapana &a(aii- oleh la#a /upainaha pada 1991. Letusan gunung api juga dapat memiu tsunami, seperti letusan $unung /rakatau pada 23 Egustus 188C. =sunami tersebut hingga setinggi "0 m dan membunuh sedikitnya C3.000 orang di sepanjang selat unda.
