JENIS-JENIS ERUPSI GUNUNG API I. Sistem Vulkanisme dan Jenis-jenis Erupsi Letusan gunung api adalah peristiwa yang berbahaya dan menakutkan tetapi menarik dan menakjubkan. Letusan gunung api sangat bervariasi dalam bentuk letusan dan banyak material yang dihasilkan. Dari lava fontaining letusan di hawai,letusan yang besar seperti pada tahun 1980 di gunung hellens yang menghacurkan daerah disekitar gunung api. Pada masa lalu juga pernah terjadi letusan yang besar yaitu 600.000 tahun yang lalu di yellowstone,letusan ini menyebabkan setengah dari Amerika serikat tertutup abu. Skala letusan dari gunung api sangat bervariasi dari letusan kecil sampai dengan letusan yang menghasilan sampai 2500km3 abu dan lava. Jangka waktu letusan tiap gunung api juga bervariasi. Di kepulauan Aeolian utara Sisilia hanya butuh waktu beberapa menit untuk menunggu sebuah letusan sedangkan di Yellowston National Park perlu waktu 100.000 tahun lagi untuk melihat letusan. 1.1. Erupsi Efusif Letusan gunung api dapat dibagi dalam 2 kelas yaitu efusif dan eksplosif. Letusan efusif adalah dimana batuan cair yang disebut magma,naik dari dalam interior bumi dan mengalir keluar yang disebut dengan lava. Sedangkan letusan eksplosif adalah letusan yang dimana bahan magmatik yang terpecah menjadi bagian-bagian dan meletus,bagian yang terpecah ini disebut juga dengan piroklastik. Aktivitas eksplosif terjadi ketika cairan magmatik naik dari kedalaman yang besar dan terpecah oleh ekspansi gelembung gas yang dibentuk oleh pelepasan senyawa volatil dan dilarutkan dalam cairan. 1.2. Erupsi Hawaiian Jenis letusan di Hawaii tergolong letusan efusif. Hawaiian style eruption dinamai setelah mengamati gaya dominan pada gunung api yang masih aktif di Hawaii. Letusan Hawaii dicirikan dengan lava yang keluar berbentuk air mancur. Ini terdiri dari magma yang panas ( berdiameter 1-2 m) yang dikeluarkan melalui lubang dengan kecepatan mencapai 100 ms-1,dan ketinggian yang dicapai hanya beberapa puluh meter sampai ratusan meter. Mayoritas dari magma yang keluar masih panas ( ~ 1135 ° C ),cukup panas untuk menyatu dengan tanah dan membentuk lairan lava fluida yang jaraknya mencapai beberapa kilometer sampai ratusan kilometer dari ventilasi tempat keluar magma tersebut. Beberapa gumpalan dan butiran kecil yang keluar jatuh dekat ventilasi,pada saat keluar suhunya sudah cukup dingin sehingga ketika jatuh didekat ventilasi tidak bisa membentuk aliran lava fluida karena suhunya terlalu dingin. Karena tidak bisa membentuk aliran lava fluida gumpalan tersebut mengeras dan membentuk spatter rampart disekitar ventilasi.
Letusan hawai adalah letusan yang berkelanjutan selama berjam-jam atau hari. Dalam beberapa kasus selama beberapa tahun,magma yang terlibat dalam letusan hawaii adalah magma yang panas disebut juga dengan basal. komposisi kimianya (kandungan silika yang relatif rendah) dan suhu yang tinggi membuat magma tersebut relatif viskositas rendah. Misalnya lava yang keluar dari gunung Kilauea dihawai,suhunya dari dari ~ 1140-1150 ° C dan viskositas dari 50 -100 Pa s. Magma basal yang keluar mencair di mantel dan berinteraksi dengan batuan lainnya.
1.3. Erupsi Basalt Banjir Erupsi jenis ini belum dapat disaksikan manusia secara langsung karena yang terakhir terjadi sekitar 20 juta tahun yang lalu, namun endapannya telah dipetakan pada banyak tempat di berbagai belahan dunia (gambar 1.8). Erupsi ini menghasilkan volume lava basaltik yang sangat besar, bisa mencapai 106 km3 dan terjadi secara rangkaian. Aliran lava individual pada daerah letusan dapat mencapai panjang 600 km dan ketebalan 100 m dengan volume mencapai 2000 km3.
Erupsi yang sudah teramati manusia yang mendekati erupsi jenis ini adalah erupsi Laki atau Skaftar Fires yang terjadi di Islandia pada 1783-85. Erupsi ini menghasilkan sekitar 15 km3 lava, dengan aliran lava individual panjangnya lebih dari 35 km. Diperkirakan tingkat erupsinya mencapai 8700 m3s-1.
Erupsi Laki sangat menarik karena efeknya terhadap iklim, dimana terbentuk kabut kering yang menyebar di beberapa negara Eropa dan mengurangi jumlah cahaya matahari yang mencapai permukaan Bumi. Erupsi ini menjadikan musim dingin tahun 1783-84 sebagai salah satu yang cukup parah. Penjelasan paling masuk akal atas terbentuknya kabut tersebut adalah akibat keluarnya gas sulfur selama erupsi Laki.
1.4. Erupsi Plinian Salah satu contoh erupsi Plinian adalah erupsi Gunung St.Helens di Negara Bagian Washington, Amerika Serikat pada 18 Mei 1980 (gambar 2.1). Sejarah nama Plinian diambil dari Pliny the Younger yang mencatat peristiwa erupsi gunungapi Vesuvius pada 79 SM yang menghancurkan kota Pompeii dan Herculaneum. Pada jenis erupsi ini, semburan gas dan serpihan magma keluar dari lubang dengan kecepatan sekitar 100-600 m/s dan membentuk tiang erupsi di atmosfer saat udara disekitar tersedot masuk ke dalam gas. Erupsi ini berkelanjutan, dapat bertahan selama berjam-jam bahkan berhari-hari. Erupsi yang menampilkan aktivitas seperti ini dapat dibagi menjadi sub-Plinian, Plinian, dan ultra-Plinian tergantung dari fluks massa dan tinggi tiang (faktor yang saling terhubung). Umumnya, erupsi Plinian melibatkan magma yang secara relatif kaya akan silika dan dalam gas terlarut, akan sangat kental, dan meletus pada suhu lebih rendah dari basalt. Tipe magma paling umum yang terlibat erupsi Plinian adalah dasit dan riolit.
1.5. Erupsi pembentuk ignimbrites Penamaan jenis letusan ini berdasarkan endapan erupsi, dimana ahli geologi mengobservasi dan memetakan endapan ignimbrites jauh sebelum mereka menyaksikan atau mengerti tipe erupsi vulkanik apa yang membentuknya. Ignimbrites (umumnya juga dikenal sebagai tuff aliran abu di Amerika Serikat) adalah endapan yang dihasilkan dari arus densitas piroklastik berskala sangat besar. Arus densitas piroklastik adalah awan panas dari abu vulkanik, gas magma dan udara yang mengalir sepanjang daratan dengan kecepatan sangat tinggi (gambar 1.10). Arus densitas piroklastik dapat terbentuk dari berbagai cara, salah satunya yang melibatkan tiang erupsi (seperti pada erupsi Plinian), kemudian menjadi tidak stabil dan runtuh. Salah satu contoh tragis dari efek menghancurkan pada arus ini terjadi pada 1902, saat letusan Gunung Pelee (terdapat di pulau Karibia). Pada 8 Mei 1902, Gunung Pelee meletus dan menghasilkan awan hitam besar yang turun pada bagian samping dari gunung dan kemudian menyebar,menghasilkan pyroclastic surge. Arus ini menelan kota utama dari pulau tersebut, St.Pierre, yang jauhnya 6 km dari gunungapi. Awan hitam ini bergerak secara cepat melewati kota, menyalakan apapun yang
mudah terbakar. Dalam selang waktu 2-3 menit, sekitar 28.000 orang meninggal (hanya sekitar 2-3 orang yang selamat). Jenis awan encer serta bergerak cepat yang telah menghancurkan Gunung Pelee biasanya disebut nuee ardente (gambar 1.11)
1.6. Jenis erupsi Strombolian Nama Strombolian berasal dari nama gunung yang ada di italia, didaerah mediterania yang bernama Stromboli. Jenis erupsi ini, merupakan salah satu jenis erupsi letusan dengan mengeluarkan abu dan plume yang kecil yang dapat terlontar setinggi 200m dan terdapat pula block dalam jumlah kecil. Volume material yang dihasilkan oleh erupsi Strombolian cenderung sedikit dibandingkan dengan erupsi letusan yang lain. Namun ciri yang menjadi khas erupsi Strombolian, yaitu peningkatan tekanan gas terlebih dahulu menyelimuti pipa erupsi dan kemudian baru terlontar secara bertahap dengan interval menit hingga 1 jam. Gambar 1.2.6. Contoh letusan Strombolian
Pada kasus lain, jika terdapat suatu danau lava, dan kemudian muncul peningkatan tekanan gas dan gelembung-gelembung, kemudian dilanjutkan dengan letusan kecil yang melempar hingga 1 meter, erupsi tersebut juga bisa dikatakan sebagai erupsi Strombolian. Dan yang membedakan erupsi tipe Strombolian lainnya yaitu, dari interval letusan, letusan yang cenderung kecil, keterlibatan magma yang memiliki viskositas rendah, magma dengan material basaltic, dan terdapat pada suatu system vulkanisme.
1.7. Jenis erupsi Vulkanian Erupsi tipe Vulkanian memiliki kemiripan dengan Strombolian, hal yang membuat sama yaitu dari letusannya yang memiliki interval tertentu. Namun pada jenis Vulkanian ini, magma yang dihasilkan lebih memiliki sifat intermediet (dari Basalt Andesitik kea rah Andesit). Hal ini menyebabkan letusan tipe Vulkanian lebih besar dibandingkan dengan Strombolian. Interval letusan yang dimiliki oleh Vulkanian juga lebih cepat dibandingkan dengan Strombolian. Dengan interval letusan yang lebih singkat, dapat dilihat bahwa letusan tipe vulkanian lebih cepat dan lebih kuat, bahkan kecepatan material yang terlontar keluar kepundan bisa mencapai 200m/detik hingga 400m/detik. Selain itu, erupsi tipe ini juga dapat melontarkan Block sejauh 5km dari kepundannya. Satu contoh letusan Vulkanian yaitu pada gunung Ngauruhoe di Selandia Baru. Letusannya dapat melontarkan Block dengan 27m panjang dan 15m lebarnya dengan estimasi beratnya hingga 3000 ton. Bisa dilihat bahwa letusan Vulkanian juga merupakan salah satu letusan yang berbahaya. Sehingga perlu diamati lebih lanjut. Volume erupsi yang dihasilkan tipe Vulkanian juga jauh lebih besar ketimbang Strombolian. Hal ini dapat dilihat dari proporsi material Juvenil, dan nonJuvenilnya.
Gambar 1.2.7.1. Perbedaan beberapa tipe erupsi dari luas area lontaran dan fragmentasi material erupsi
Gambar 1.2.7.2. Contoh hasil material yang dilontarkan gunung Ngaruhoe, Selandia Baru berupa Piroklastik dengan densitas tinggi
1.8. Erupsi Hidromagmatis Hydromagmatic eruptions : jenis erupsi yang pada proses erupsinya terjadi interaksi antara magma dan air. Baik saat masih di dalam pipa magma, atau saat sudah sampai di permukaan. Terjadi di banyak lingkungan, diantaranya : bawah permukaan laut, MOR, danau kawah, area akuifer air tanah, dll, Pada umumnya bertipe basalt. Bentuk letusan bisa effusive dan atau explosive. Ciri khas : lava bantal, akibat proses pendinginan lava yang terlalu cepat (terkena air) Terdapat 4 lingkungan erupsi Hidromagmatis yaitu : 1. Aliran lava memasuki air 2. Perairan dangkal dan erupsi danau kawah 3. Erupsi sub-glasial 4. Interaksi dengan air permukaan
1.8.1. Aliran Lava memasuki air Hal ini terjadi pada saat aliran lava memasuki air atau sebaliknya. Contohnya yaitu pada gunung Kilauea, Hawaii. Pada saat erupsi berlangsung, air masuk ke kawah yang sedang erupsi dan menjadikan erupsi yang efusif, menjadi eksplosif seperti tipe Strombolian, hal ini dikarenakan pendinginan lava yang sangat cepat akibat kontak dengan air.
Gambar 1.2.8.1.1. Gunung Kilauea, Hawaii yang melontarkan abu dan uap ke udara akibat kontak air dengan lava.
Gambar 1.2.8.1.2 Produk yang terbentuk akibat pendinginan lava yang terlalu cepat (Lava Bantal)
1.8.2. Perairan Dangkal dan Danau Kawah Lingkungan laut dangkal dan danau kawah. Contoh kasus : Surtsey, Selandia Baru. Gunung api sebelumnya terbentuk di bawah laut, saat terjadi interaksi antara air laut dengan magma, menyebabkan erupsi yang terjadi dalam rentang waktu hanya beberapa detik hingga beberapa menit. Selanjutnya tubuh gunung makin tumbuh hingga muncul ke permukaan. Ciri khas terbentuk cock’s tail plumer/tephra jets : berupa awan hitam (abu), uap air, dan beberapa material pyroclastic yang membumbung ke atas. Base surges : terjadi pada kasus yang letusannya lebih besar. Menghasilkan awaan pyroclastic yang berbentuk radial (yang terlihat seperti efek letusan nuklir) dengan daya jangkau yang luas. Saat sedimentasi di tepi pantai semakin meninggi dan menghalangi masuknya air laut, erupsi secara perlahan akan berubah menjadi stabil dan karakteristiknya seperti Hawaiian – Strombolian.
Gambar 1.2.8.2. Terjadinya Cock Tail Plume pada gunung Kilauea, Hawaii yang diakibatkan kontak dengan perairan dangkal
Pada lingkungan danau kawah gunung api, kondisinya akan mirip dengan lingkungan laut dangkal. Contoh kasus pada G. Taal, Filipina. Pada awalnya letusan diperkirakan berkarakteristik strombolian, namun secara drastis berubah menjadi letusan berkekuatan besar. Hal ini diperkirakan akibat terjadinya interaksi antara air danau pada kawah dengan magma (Phreato Plinian).Ciri khas : terbentuknya accretionary lapili (material pyroclastic yang menggumpal karena basah), debu yang tersortasi dengan baik (efek dari letusan dahsyat). Namun bentuk letusan tidak selamanya Phreato lapili, letusan Phreato lapili ini sangat tergantung dengan ada tidaknya interaksi magma dengan air. Maka jika terjadi maka bentuk letusannya akan biasa (strombolian, atau lainnya)
1.8.3. Erupsi Sub-Glasial Posisi lubang keluarnya magma berada di bawah lapisan es/gletser. Bentuknya bisa effusive atau explosive, tergantung ketebalan lapisan es yang ada di atasnya.. Es akan meleleh, es yang tebal akan menghasilkan banyak air, sehinga kondisi lingkungan akan mirip seperti lingkungan submarine. Beberapa titik pengeluaran magma bentuknya berupa rekahan/memanjang dan disebut Fissure. Di beberapa fissure, magma bergerak hingga perbatasan antara permukaan batuan dan dasar lapisan es, sehingga lava dapat bergerak diantara rekahan es. Hal ini akan membuat material mendingin dengan cepat dan terjadi proses kimia antara lava dengan air hasil lelehan es hingga membentuk batuan yang sering disebut Hyaloclastite. Hyaloclastite ridge merupakan bentukan hyaloclastite yang menumpuk sepanjang titik pengeluaran magma.Kasus subglacial eruptions yang besar terjadi di Selandia pada Oktober, 1996 (hingga menyebabkan terbentuknya fissure baru sepanjang 3 km).
Akibat besarnya lapisan es yang ada di atas fissure, menghasilkan air hasil lelehan es dalam volume yang besar, dan menciptakan uap yang sampai ke permukaan. Saat terjadi letusan, air hasil lelehan ini akan terlontar ke permukaan melewati celah-celah dan biasa disebut sebagai Jokulhlaup.
1.8.4. Interaksi dengan air permukaan Interaksi magma dengan air juga bisa terjadi pada air tanah (zona akuifer). Pada umumnya akan menghasilkan bentukan berupa Maar di permukaan. Maar merupakan kawah yang dangkal namun luas dan melingkar di titik keluarnya magma. Kecepatan terbentuknya maar bisa dalam hitungan hari. Merupaka jenis Hydromagmatic yang tidak semerusak seperti jenis lain. Pada prosesnya, makin lama akan mendekati seperti letusan jenis Strombolian akibat makin sedikitnya volume air yang berinteraksi dengan magma.
Gambar 1.2.8.4.1 Maar yang terbentuk akibat lava yang kontak dengan air permukaan di Death Valley, USA
1.9. Erupsi yang membentuk Diatrem Diatreme adalah bentukan pipa magma yang bentukanya memanjang dari permukaan tanah ke bawah dengan kedalaman menjacai ratusan meter, banyak mengandung fragment batuan yang disebut kimberlite. Penelitian pada banyak kimberlite menunjukkan bahwa kimberlit terbentuk di manttle bagian dalam dan banyak mengandung karbon dioksida. Letusannya menjadi merusak akibat proses pelepasan gas karbondioksida yang dikandungnya . Menghancurkan batuan yang ada disekitar diatreme. Jenis magma yang cepat dingin dan terfragmentasi. Terjadi di masa lampau, kejadian paling baru sekitar 50 juta tahun yang lalu. Menghasilkan banyak mineral berharga, terutama berlian.
