Gunung berapi telah membutakan manusia selama ribuan tahun, meninggalkan seluruh kota karena kehancuran letusan mereka. Tetapi dibandingkan dengan bentuk-bentuk bencana alam lainnya, gunung berapi sebenarnya menawarkan berbagai petunjuk tenang yang mengarah pada kehancurannya. Sekarang, perkembangan baru dalam sistem pemantauan gunung berapi memungkinkan para ilmuwan untuk mengendus, meramalkan, dan merencanakan letusan dengan lebih presisi daripada sebelumnya.
Konten terkait
- Bagaimana Gempa Bumi dan Gunung Berapi Mengungkapkan Detak Jantung Planet ini
"Kami sekarang dapat menempatkan instrumen yang sangat tepat di gunung berapi untuk memantau jenis gas yang dipancarkan, dan itu memberi kita petunjuk tentang di mana magma berada dalam sistem, " kata Marie Edmonds, seorang ahli vulkanologi di Universitas Cambridge yang telah bekerja di antara gunung berapi yang menggerutu selama sekitar 15 tahun. "Kita bisa melihat tren dalam data yang berkaitan dengan letusan yang baru saja terjadi."
Edmonds adalah bagian dari kelompok internasional yang disebut Deep Carbon Observatory yang bekerja untuk menempatkan sensor gas yang baru dikembangkan pada 15 dari 150 gunung berapi paling aktif di Bumi pada tahun 2019, untuk meningkatkan kapasitas mereka dalam meramalkan berbagai jenis letusan di seluruh dunia. Pekan lalu Deep Carbon Observatory merilis visualisasi interaktif, yang didukung sebagian oleh Program Vulkanisme Global Smithsonian Institution, yang memungkinkan masyarakat untuk menonton visualisasi data vulkanik bersejarah yang berevolusi dari waktu ke waktu.
Visualisasi juga memungkinkan pemirsa mengikuti seiring sensor baru dikerahkan. Sensor-sensor ini secara terus-menerus mengukur karbon dioksida, sulfur dioksida, dan uap air yang menguap dari gunung berapi, dan ditempatkan di dalam kotak-kotak besar dan terkubur di bawah tanah dengan antena di permukaan. Dalam beberapa tahun terakhir, kemajuan dalam elektronik telah membuatnya lebih tepat dan terjangkau, memungkinkan para ilmuwan untuk menggunakannya secara lebih umum di seluruh dunia.
Namun menempatkan sensor ini di atas gunung berapi aktif bukan tanpa risiko. Para peneliti harus mengenakan pakaian reflektif untuk melindungi kulit mereka dari panas yang berlebihan, dan masker gas untuk melindungi paru-paru mereka agar tidak hangus oleh gas korosif — terkadang setelah mendaki jarak jauh melalui daerah terpencil untuk mencapai lokasi. Tetapi Edmond mengatakan, potensi pekerjaan baik yang dapat dilakukan untuk populasi berisiko membuat bagian pekerjaan yang lebih berbahaya bernilai.
“Sangat brilian mengetahui bahwa Anda melakukan sesuatu untuk benar-benar membantu orang, ” kata Edmonds. "Kamu memang berpikir tentang apa yang kamu lakukan karena kadang-kadang berbahaya, tapi aku benar-benar menikmatinya."
Volkanolog Tobias Fischer dari University of New Mexico mendaki dinding kawah curam gunung berapi Gareloi yang merosot dengan kuat di Kepulauan Aleutian Barat untuk mengumpulkan sampel gas vulkanik. (Taryn Lopez, Universitas Alaska Fairbanks) Pada bulan lalu, para peneliti dari tim Edmonds menempelkan salah satu sensor mereka pada sebuah drone dan mengukur emisi dari gunung berapi terpencil di Papau New Guinea dalam waktu singkat, menunjukkan teknik lain yang dikembangkan baru-baru ini yang digunakan untuk mengumpulkan snapshot dari aktivitas vulkanik. Ketika dikumpulkan pada berbagai jenis gunung berapi yang berbeda, foto-foto ini membantu para ilmuwan lebih memahami kerumitan kegiatan yang mengarah pada erupsi. (Apa yang drone tidak bisa lakukan adalah mengambil pengukuran jangka panjang.)
Sensor gas membantu meramalkan letusan karena, seiring magma naik, akibat pelepasan tekanan di atas kepala gas-gas yang terbuka di dalam magma. Karbon dioksida mengepul secara relatif sejak awal dan, ketika magma merayap naik, sulfur dioksida mulai menguap. Para peneliti menggunakan rasio kedua gas ini untuk menentukan seberapa dekat magma mencapai permukaan bumi, dan seberapa dekat letusan mungkin terjadi.
Ketika magma naik, ia juga mendorong melalui batuan di kerak bumi dan menyebabkan gempa bumi kecil yang biasanya tidak dirasakan oleh manusia di atas, tetapi terdeteksi dengan peralatan seismik yang sensitif. Tim Edmonds sering memasangkan sensor gas dengan stasiun seismik dan menggunakan data bersama-sama untuk mempelajari gunung berapi
Robin Matoza, seorang peneliti di University of California di Santa Barbara yang tidak terlibat dalam penelitian Edmond, setuju bahwa kemajuan teknologi dalam beberapa tahun terakhir telah secara drastis meningkatkan kemampuan peneliti untuk memahami cara kerja dalam gunung berapi dan perilaku yang mengarah pada letusan. Di tempat-tempat di mana timnya dulu hanya memiliki beberapa stasiun seismik, mereka sekarang dapat menginstal 10 atau lebih karena ukuran yang lebih kecil dan peningkatan keterjangkauan teknologi. Kemampuan untuk menghitung data yang dikumpulkan juga meningkat dalam beberapa tahun terakhir, kata Matoza.
"Sekarang kami dapat dengan mudah menyimpan data seismik bertahun-tahun hanya pada flash drive kecil, " kata Matoza, yang mempelajari sinyal seismik yang dirilis oleh gunung berapi sebelum letusan. "Jadi kita dapat dengan mudah meminta data besar itu dan mempelajari lebih lanjut tentang proses yang terkandung di dalamnya."
Para peneliti dalam tim Marie Edmond bersiap-siap untuk mendaratkan pesawat tanpa awak mereka setelah penerbangan melalui bulu gas gunung berapi Ulawun, di Papau New Guinea. Selama penerbangan, instrumen yang dipasang pada drone mengukur rasio gas dalam membanggakan gas. (Kila Mulina, Observatorium Gunung Api Rabaul, Papua Nugini) Untuk menambah informasi gas dan seismik pada skala yang lebih luas, para peneliti menggunakan satelit untuk mempelajari erupsi dari atas. Ahli vulkanologi di Alaska Volcano Observatory di Anchorage dan Fairbanks mengumpulkan data gas, seismik, dan satelit ini secara teratur, memantau sekitar 25 gunung berapi di seluruh negara bagian dan menawarkan peringatan dini kepada penduduk.
Sebagai contoh, mereka merilis serangkaian peringatan pada bulan-bulan menjelang letusan Gunung Redbout 2009, sekitar 180 kilometer di barat daya Anchorage. Mereka juga bekerja sama dengan Administrasi Penerbangan Federal untuk membantu mendeteksi bahaya penerbangan selama letusan.
Seiring waktu, para peneliti sepakat bahwa satelit akan menjadi semakin berguna dalam mengumpulkan data di wilayah besar. Tetapi saat ini, satelit kurang tepat dan tidak dapat diandalkan seperti alat lainnya, sebagian karena mereka tidak mengumpulkan data secepat dan tidak berfungsi dengan baik selama cuaca mendung.
“Anda dapat memiliki satelit yang melewati gunung berapi dan dapat dikaburkan oleh awan, ” kata Matt Haney, ahli vulkanologi di Alaska Volcano Observatory. "Saya membayangkan di masa depan akan ada satelit baru yang diluncurkan yang bahkan akan lebih kuat."
Terlepas dari tantangan pekerjaan ini, Edmonds mengatakan akan lebih mudah untuk memperkirakan letusan gunung berapi daripada beberapa bahaya lain karena serangkaian tanda peringatan sebelum letusan dibandingkan dengan gempa bumi tertentu dan bencana mendadak lainnya. Dan sementara para peneliti mungkin tidak dapat meramalkan sampai hari atau jam yang tepat bahwa suatu letusan akan terjadi, teknologi yang berkembang pesat menggerakkan mereka ke arah itu.
"Semakin banyak instrumen dan semakin banyak sensor hanya berkontribusi pada kotak alat kami, " kata Edmonds. "Kami selangkah lebih dekat."
