Gunung Api: Proses Pembentukan dan Jenis-jenisnya

Gunungapi secara sederhana diartikan sebagi lubang kepundan atau rekahan dalam kerak bumi tempat keluarnya cairan magma, gas atau cairan lainnya ke permukaan bumi. Material yang dierupsikan ke permukaan bumi umumnya membentuk kerucut terpancung.

Definisi lainnya adalah sebagai suatu sistem saluran fluida panas (batuan dalam wujud cair atau lava) yang memanjang dari kedalaman sekitar 10 km di bawah permukaan bumi sampai ke permukaan bumi, termasuk endapan hasil akumulasi material yang dikeluarkan pada saat dia meletus.

Lebih lanjut, istilah gunung api ini juga dipakai untuk menamai fenomena pembentukan ice volcanoes atau gunung api es dan mud volcanoes atau gunung api lumpur.

Gunung berapi terdapat di seluruh dunia, tetapi lokasi gunung berapi yang paling dikenali adalah gunung berapi yang berada di sepanjang busur Cincin Api Pasifik (Pacific Ring of Fire). Busur Cincin Api Pasifik merupakan garis bergeseknya antara dua lempengan tektonik.

‘Ring of Fire’ lebih dari 550 Gunungapi aktif berada di sepanjang tepian lempeng tektonik, lebih dari setengahnya mengelilingi Samudera Pasifik, karena itulah sering disebut Ring of Fire (cincin api), selain itu beberapa gunungapi juga terjadi di tengah lempeng, seperti di Hawaii.

Kapan Gunungapi Terbentuk?

Gunungapi terbentuk sejak jutaan tahun lalu hingga sekarang. Pengetahuan tentang gunungapi berawal dari perilaku manusia dan manusia purba yang mempunyai hubungan dekat dengan gunungapi. Hal tersebut diketahui dari penemuan fosil manusia di dalam endapan vulkanik dan sebagian besar penemuan fosil itu ditemukan di Afrika dan Indonesia berupa tulang belulang manusia yang terkubur oleh endapan vulkanik.

Sebagai contoh banyak ditemukan kerangka manusia di kota Pompeii dan Herculanum yang terkubur oleh endapan letusan G. Vesuvius pada 79 Masehi. Fosil yang terawetkan baik pada abu vulkanik berupa tapak kaki manusia Australopithecus berumur 3,7 juta tahun di daerah Laetoli, Afrika Timur. Penanggalan fosil dari kerangka manusia tertua, Homo babilis berdasarkan potassium-argon (K-Ar) didapat umur 1,75 juta tahun di daerah Olduvai. Penemuan fosil yang diduga sebagai manusia pemula Australopithecus afarensis berumur 3,5 juta tahun di Hadar, Ethiopia, dan penanggalan umur benda purbakala tertua yang terbuat dari lava berumur 2,5 juta tahun ditemukan di Danau Turkana, Afrika Timur. Perkembangan benda-benda purba dari yang sederhana kemudian meningkat menjadi benda-benda yang disesuaikan dengan kebutuhan sehari-hari, seperti pemotong, kapak tangan dan lainnya, terbuat dari obsidian yang berumur Paleolitik Atas.

Dimana Gunungapi Terbentuk ?

Gunungapi terbentuk pada empat busur, yaitu :

• busur tengah benua, terbentuk akibat pemekaran kerak benua;

• busur tepi benua, terbentuk akibat penunjaman kerak samudara ke kerak benua;

• busur tengah samudera, terjadi akibat pemekaran kerak samudera; dan

• busur dasar samudera, yang terjadi akibat terobosan magma basa pada penipisan kerak samudera.

Penampang yang memperlihat kan batas lempeng utama dengan pembentukan busur gunungapi. (Modifikasi dari Krafft, 1989)

Mengapa Terbentuk Gunungapi?

Pengetahuan tentang tektonik lempeng merupakan pemecahan awal dari teka-teki fenomena alam termasuk deretan pegunungan, benua, gempabumi dan gunungapi. Planet bumi mepunyai banyak cairan dan air di permukaan. Kedua faktor tersebut sangat mempengaruhi pembentukan dan komposisi magma serta lokasi dan kejadian gunungapi.

Panas bagian dalam bumi merupakan panas yang dibentuk selama pembentukan bumi sekitar 4,5 miliar tahun lalu, bersamaan dengan panas yang timbul dari unsure radioaktif alami, seperti elemen-elemen isotop K, U dan Th terhadap waktu. Bumi pada saat terbentuk lebih panas, tetapi kemudian mendingin secara berangsur sesuai dengan perkembangan sejarahnya.

Pendinginan tersebut terjadi akibat pelepasan panas dan intensitas vulkanisma di permukaan. Perambatan panas dari dalam bumi ke permukaan berupa konveksi, dimana material-material yang terpanaskan pada dasar mantel, kedalaman 2.900 km di bawah muka bumi bergerak menyebar dan menyempit disekitarnya.

Pada bagian atas mantel, sekitar 735 km di bawah muka bumi, material-material tersebut mendingin dan menjadi padat, kemudian tenggelam lagi ke dalam aliran konveksi tersebut. Litosfir termasuk juga kerak umumnya mempunyai ketebalan 70 120 km dan terpecah menjadi beberapa fragmen besar yang disebut lempeng tektonik.

Lempeng bergerak satu sama lain dan juga menembus ke arah konveksi mantel. Bagian alas litosfir melengser di atas zona lemah bagian atas mantel, yang disebut juga astenosfir. Bagian lemah astenosfir terjadi pada saat atau dekat suhu dimana mulai terjadi pelelehan, kosekuensinya beberapa bagian astenosfir melebur, walaupun sebagian besar masih padat.

Kerak benua mempunyai tebal lk. 35 km, berdensiti rendah dan berumur 1 2 miliar tahun, sedangkan kerak samudera lebih tipis (lk. 7 km), lebih padat dan berumur tidak lebih dari 200 juta tahun. Kerak benua posisinya lebih di atas dari pada kerak samudera karena perbedaan berat jenis, dan keduanya mengapung di atas astenosfir.

Model penampang bumi. Kerak yang menindih mantel hampir seluruhnya terdiri dari oksida yang tidak melebur. Proses vulkanik membawa fragmen batuan ke permukaan dari kedalaman lk. 200 km melalui mantel, hal tersebut ditunjukkan dengan adanya mineral-mineral olivine, piroksen dan garnet dalam peridotit pada bagian atas mantel. (Modifikasi dari Krafft, 1989; Sigurdsson, 2000).

Bagaimana Gunungapi Terbentuk ?

Pergerakan antar lempeng menimbulkan empat busur gunungapi berbeda :

1. Pemekaran kerak benua, lempeng bergerak saling menjauh sehingga memberikan kesempatan magma bergerak ke permukaan, kemudian membentuk busur gunungapi tengah samudera
2. Tumbukan antar kerak, dimana kerak samudera menunjam di bawah kerak benua. Akibat gesekan antar kerak tersebut terjadi peleburan batuan dan lelehan batuan ini bergerak ke permukaan melalui rekahan kemudian membentuk busur gunungapi di tepi benua.
3. Kerak benua saling menjauh satu sama lain secara horizontal, sehingga menimbulkan rekahan atau patahan. Patahan atau rekahan tersebut menjadi jalan ke permukaan lelehan batuan atau magma sehingga membentuk busur gunungapi tengah benua atau banjir lava sepanjang rekahan.
4. Penipisan kerak samudera akibat pergerakan lempeng memberikan kesempatan bagi magma menerobos ke dasar samudera, terobosan magma ini merupakan banjir lava yang membentuk deretan gunungapi perisai.

Penampang diagram yang memperlihatkan bagaimana gunungapi terbentuk di permukaan melalui kerak benua dan kerak samudera serta mekanisme peleburan batuan yang menghasilkan busur gunungapi, busur gunungapi tengah samudera, busur gunungapi tengah benua dan busur gunungapi dasar samudera. (Modifikasi dari Sigurdsson, 2000).

Di Indonesia (Jawa dan Sumatera) pembentukan gunungapi terjadi akibat tumbukan kerak Samudera Hindia dengan kerak Benua Asia, di Sumatra penunjaman lebih kuat dan dalam sehingga bagian akresi muncul ke permukaan membentuk pulau-pulau, seperti Nias, Mentawai, dll. (Modifikasi dari Katili, 1974).

Bentuk dan Bentang Alam Gunungapi, terdiri atas :

• bentuk kerucut, dibentuk oleh endapan piroklastik atau lava atau keduanya;

• bentuk kubah, dibentuk oleh terobosan lava di kawah, membentuk seperti kubah; – kerucut sinder, dibentuk oleh perlapisan material sinder atau skoria;

• maar, biasanya terbentuk pada lereng atau kaki gunungapi utama akibat letusan freatik atau freatomagmatik;

• plateau, dataran tinggi yang dibentuk oleh pelamparan leleran lava.

Struktur Gunungapi, terdiri atas :

• struktur kawah adalah bentuk morfologi negatif atau depresi akibat kegiatan suatu gunungapi, bentuknya relatif bundar;

• kaldera, bentuk morfologinya seperti kawah tetapi garis tengahnya lebih dari 2 km. Kaldera terdiri atas : kaldera letusan, terjadi akibat letusan besar yang melontarkan sebagian besar tubuhnya; kaldera runtuhan, terjadi karena runtuhnya sebagian tubuh gunungapi akibat pengeluaran material yang sangat banyak dari dapur magma; kaldera resurgent, terjadi akibat runtuhnya sebagian tubuh gunungapi diikuti dengan runtuhnya blok bagian tengah; kaldera erosi, terjadi akibat erosi terus menerus pada dinding kawah sehingga melebar menjadi kaldera;

• Rekahan dan graben, retaka-retakan atau patahan pada tubuh gunungapi yang memanjang mencapai puluhan kilometer dan dalamnya ribuan meter. Rekahan parallel yang mengakibatkan amblasnya blok di antara rekahan disebut graben;

• depresi volkano-tektonik, pembentukannya ditandai dengan deretan pegunungan yang berasosiasi dengan pemebentukan gunungapi akibat ekspansi volume besar magma asam ke permukaan yang berasal dari kerak bumi. Depresi ini dapat mencapai ukuran puluhan kilometer dengan kedalaman ribuan meter.

Tipe-tipe gunung api

Erupsi Gunungapi

Tipe erupsi Gunungapi berdasarkan sumber erupsi, yaitu :

• erupsi pusat, erupsi keluar melalui kawah utama

• erupsi samping, erupsi keluar dari lereng tubuhnya;

• erupsi celah, erupsi yang muncul pada retakan/sesar dapat memanjang sampai beberapa kilometer;

• erupsi eksentrik, erupsi samping tetapi magma yang keluar bukan dari kepundan pusat yang menyimpang ke samping melainkan langsung dari dapur magma melalui kepundan-kepundan tersendiri.

Penampang gunungapi dan sumber erupsi (Modifikasi dari Krafft, 1989)

Tipe Erupsi, Berdasarkan tinggi rendahnya derajat fragmentasi dan luasnya, juga kuat lemahnya letusan serta tinggi tiang asap, maka erupsi gunungapi dibagi menjadi beberapa tipe :

• Tipe Hawaiian, yaitu erupsi eksplosif dari magma basaltic atau mendekati basalt, umumnya berupa semburan lava pijar, dan sering diikuti leleran lava secara simultan, terjadi pada celah atau kepundan sederhana

• Tipe Strombolian, erupsinya hampir sama dengan Hawaiian berupa semburan lava pijar dari magma yang dangkal, umumnya terjadi pada gunungapi sering aktif di tepi benua atau di tengah benua;

• Tipe Plinian, merupakan erupsi yang sangat ekslposif dari magma berviskositas tinggi atau magma asam, komposisi magma bersifat andesitik sampai riolitik. Material yang dierupsikan berupa batuapung dalam jumlah besar;

• Tipe Sub Plinian, erupsi eksplosif dari magma asam/riolitik dari gunungapi strato, tahap erupsi efusifnya menghasilkan kubah lava riolitik. Erupsi subplinian dapat menghasilkan pembentukan ignimbrit;

• Tipe Ultra Plinian, erupsi sangat eksplosif menghasilkan endapan batuapung lebih banyak dan luas dari Plinian biasa;

• Tipe Vulkanian, erupsi magmatis berkomposisi andesit basaltic sampai dasit, umumnya melontarkan bom-bom vulkanik atau bongkahan di sekitar kawah dan sering disertai bom kerak-roti atau permukaannya retak-retak. Material yang dierupsikan tidak melulu berasal dari magma tetapi bercampur dengan batuan samping berupa litik;

• Tipe Surtseyan dan Tipe Freatoplinian, kedua tipe tersebut merupakan erupsi yang terjadi pada pulau gunungapi, gunungapi bawah laut atau gunungapi yang berdanau kawah. Surtseyan merupakan erupsi interaksi antara magma basaltic dengan air permukaan atau bawah permukaan, letusannya disebut freatomagmatik. Freatoplinian kejadiannya sama dengan Surtseyan, tetapi magma yang berinteraksi dengan air berkomposisi riolitik.

Tipe erupsi gunungapi Berdasarkan tinggi rendahnya derajat fragmentasi, luas, kuat lemah / intensitas letusan, serta tingginya kolom asap letusan.

Tingkat bahaya gunungapi dilihat dari sifat erupsi dan tingginya kolom material yang dilontarkan saat erupsi, semakin tinggi nilai keduanya semakin berbahaya.

Bahaya Gunungapi

Bahaya letusan gunungapi dapat berpengaruh secara langsung (primer) dan tidak langsung (sekunder) yang menjadi bencana bagi kehidupan manusia. Bahaya yang langsung oleh letusan gunungapi adalah :

Bahaya Primer :

Leleran Lava merupakan cairan lava yang pekat dan panas dapat merusak segala infrastruktur yang dilaluinya. Kecepatan aliran lava tergantung dari kekentalan magmanya, makin rendah kekentalannya, maka makin jauh jangkauan alirannya. Suhu lava pada saat dierupsikan berkisar antara 800^o – 1200^o C. Pada umumnya di Indonesia, leleran lava yang dierupsikan gunungapi, komposisi magmanya menengah sehingga pergerakannya cukup lamban sehingga manusia dapat menghindarkan diri dari terjangannya.

Aliran Piroklastik (Awan Panas) dapat terjadi akibat runtuhan tiang asap erupsi plinian, letusan langsung ke satu arah, guguran kubah lava atau lidah lava dan aliran pada permukaan tanah (surge). Aliran piroklastik sangat dikontrol oleh gravitasi dan cenderung mengalir melalui daerah rendah atau lembah. Mobilitas tinggi aliran piroklastik dipengaruhi oleh pelepasan gas dari magma atau lava atau dari udara yang terpanaskan pada saat mengalir. Kecepatan aliran dapat mencapai 150 – 250 km/jam dan jangkauan aliran dapat mencapai puluhan kilometer walaupun bergerak di atas air/laut.

Jatuhan piroklastik, terjadi dari letusan yang membentuk tiang asap cukup tinggi, pada saat energinya habis, abu akan menyebar sesuai arah angin kemudian jatuh lagi ke muka bumi. Hujan abu ini bukan merupakan bahaya langsung bagi manusia, tetapi endapan abunya akan merontokkan daun-daun dan pepohonan kecil sehingga merusak agro dan pada ketebalan tertentu dapat merobohkan atap rumah. Sebaran abu di udara dapat menggelapkan bumi beberapa saat serta mengancam bahaya bagi jalur penerbangan.

Lahar letusan terjadi pada gunungapi yang mempunyai danau kawah. Apabila volume air alam kawah cukup besar akan menjadi ancaman langsung saat terjadi letusan dengan menumpahkan lumpur panas.

Gas beracun umumnya muncul pada gunungapi aktif berupa CO, CO2, HCN, H2S, SO2 dll, pada konsentrasi di atas ambang batas dapat membunuh.

Tsunami umumnya dapat terjadi pada gunung api pulau, dimana saat letusan terjadi material-material akan memberikan energi yang besar untuk mendorong air laut ke arah pantai sehingga terjadi gelombang tsunami. Makin besar volume material letusan makin besar gelombang yang terangkat ke darat. Sebagai contoh kasus adalah letusan G. Krakatau tahun 1883.

Bahaya sekunder, terjadi setelah atau saat gunungapi aktif :

Lahar Hujan terjadi apabila endapan material lepas hasil erupsi gunungapi yang diendapkan pada puncak dan lereng, terangkut oleh hujan atau air permukaan. Aliran lahar ini berupa aliran lumpur yang sangat pekat sehingga dapat mengangkut material berbagai ukuran. Bongkahan batu besar berdiameter lebih dari 5 m dapat mengapung pada aliran lumpur ini. Lahar juga dapat merubah topografi sungai yang dilaluinya dan merusak infrastruktur.

Banjir Bandang terjadi akibat longsoran material vulkanik lama pada lereng gunungapi karena jenuh air atau curah hujan cukup tinggi. Aliran Lumpur disini tidak begitu pekat seperti lahar, tapi cukup membahayakan bagi penduduk yang bekerja di sungai dengan tiba-tiba terjadi aliran lumpur.

Longsoran Vulkanik dapat terjadi akibat letusan gunungapi, eksplosi uap air, alterasi batuan pada tubuh gunungapi sehingga menjadi rapuh, atau terkena gempabumi berintensitas kuat. Longsoran vulkanik ini jarang terjadi di gunungapi secara umum sehingga dalam peta kawasan rawan bencana tidak mencantumkan bahaya akibat Longsoran vulkanik.

Mitigasi Bencana Erupsi Gunungapi

Upaya memperkecil jumlah korban jiwa dan kerugian harta benda akibat letusan gunung berapi, tindakan yang perlu dilakukan :

- Pemantauan, aktivitas gunung api dipantau selama 24 jam menggunakan alat pencatat gempa (seismograf).

• Tanggap Darurat, tindakan ketika terjadi peningkatan aktivitas gunung berapi, antara lain : mengevaluasi laporan dan data, membentuk tim Tanggap Darurat, mengirimkan tim ke lokasi, melakukan pemeriksaan secara terpadu.

• Pemetaan, Peta Kawasan Rawan Bencana Gunung berapi dapat menjelaskan jenis dan sifat bahaya gunung berapi, daerah rawan bencana, arah penyelamatan diri, lokasi pengungsian, dan pos penanggulangan bencana.

• Penyelidikan gunung berapi menggunakan metoda Geologi, Geofisika, dan Geokimia. Hasil penyelidikan ditampilkan dalam bentuk buku, peta dan dokumen lainya.

• Sosialisasi, petugas melakukan sosialisasi kepada Pemerintah Daerah serta masyarakat terutama yang tinggal di sekitar gunung berapi. Bentuk sosialisasi dapat berupa pengiriman informasi kepada Pemda dan penyuluhan langsung kepada masyarakat.

Sumber: VSI, USGS, Encyclopedia Britanica, Wikipedia