Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Ada Kamar Magma Misterius di Bawah Gunung Berapi Laut Mediterania

Aktivitas vulkanik bawah laut di sepanjang bagian kawah Kolumbo di dasar laut, diamati dengan peralatan pemantau SANTORY. Kredit: SANTORY

Menggunakan teknik pencitraan baru untuk gunung berapi yang menghasilkan gambar beresolusi tinggi dari sifat gelombang seismik, sebuah studi baru mengungkapkan tubuh magma bergerak besar yang sebelumnya tidak terdeteksi di bawah Kolumbo, gunung berapi bawah laut aktif di dekat Santorini, Yunani. 

Kehadiran ruang magma meningkatkan kemungkinan letusan di masa depan, mendorong para peneliti untuk merekomendasikan stasiun pemantauan bahaya waktu nyata di dekat gunung berapi bawah laut aktif lainnya untuk meningkatkan estimasi kapan letusan mungkin terjadi.

Hampir empat ratus tahun yang lalu, pada tahun 1650 M, Kolumbo menembus permukaan laut dan meletus, menewaskan 70 orang di Santorini. Letusan ini, jangan disamakan dengan bencana letusan gunung berapi Thera (Santorini) yang terjadi sekitar 1600 SM, dipicu oleh reservoir magma yang tumbuh di bawah permukaan Kolumbo. Sekarang para peneliti mengatakan batuan cair di ruangan itu mencapai volume yang sama.

Studi yang diterbitkan dalam Geochemistry, Geophysics, Geosystems, adalah yang pertama menggunakan pencitraan seismik inversi gelombang penuh untuk mencari perubahan aktivitas magmatik di bawah permukaan gunung berapi bawah laut di sepanjang Hellenic Arc, tempat Kolumbo berada.

Teknologi inversi bentuk gelombang penuh diterapkan pada profil seismik—rekaman gerakan tanah sepanjang garis sepanjang kilometer—dan menilai perbedaan kecepatan gelombang yang mungkin mengindikasikan anomali bawah permukaan. Studi tersebut menunjukkan bahwa teknologi inversi bentuk gelombang penuh dapat digunakan di wilayah vulkanik untuk menemukan lokasi potensial, ukuran, dan laju leleh tubuh magma bergerak. Profil seismik dibangun setelah para peneliti melepaskan tembakan senapan angin dari atas kapal penelitian yang berlayar di atas wilayah vulkanik, memicu gelombang seismik yang direkam oleh seismometer dasar laut yang terletak di sepanjang busur.

"Inversi bentuk gelombang penuh mirip dengan USG medis," kata M. Paulatto, ahli vulkanologi di Imperial College London dan penulis kedua studi tersebut. "Ia menggunakan gelombang suara untuk membuat gambar struktur bawah tanah gunung berapi."

Menurut penelitian, kecepatan gelombang seismik yang menurun secara signifikan yang bergerak di bawah dasar laut menunjukkan adanya ruang magma bergerak di bawah Kolumbo. Karakteristik anomali gelombang digunakan untuk mengembangkan gagasan yang lebih baik tentang potensi bahaya yang mungkin ada di dapur magma.

Menurut Kajetan Chrapkiewicz, ahli geofisika di Imperial College London dan penulis utama studi ini, data yang ada untuk gunung berapi bawah laut di wilayah tersebut jarang dan buram, tetapi susunan profil seismik yang padat dan inversi bentuk gelombang penuh memungkinkan mereka memperoleh gambar yang jauh lebih tajam. daripada sebelumnya. Ini digunakan untuk mengidentifikasi ruang magma besar yang telah tumbuh dengan rata-rata sekitar 4 juta meter kubik per tahun sejak letusan terakhir Kolumbo pada 1650 Masehi.

Total volume lelehan yang terkumpul di reservoir magma di bawah Kolumbo adalah 1,4 kilometer kubik, demikian temuan studi tersebut. Menurut Chrapkiewicz, jika laju pertumbuhan ruang magma saat ini berlanjut, dalam 150 tahun ke depan Kolumbo dapat mencapai volume lelehan 2 kilometer kubik yang diperkirakan akan dikeluarkan selama letusan tahun 1650 Masehi. Meskipun volume lelehan vulkanik dapat diperkirakan, tidak ada cara pasti kapan Kolumbo akan meletus lagi.

Mempersiapkan peristiwa ledakan kapal selam
Karakteristik sistem magmatik di Kolumbo menunjukkan letusan yang sangat eksplosif, serupa tetapi dengan kekuatan yang lebih kecil daripada letusan Hunga Tonga-Hunga Ha'apai baru-baru ini di masa depan, menurut penulis penelitian tersebut. Meskipun bahaya tampaknya tidak akan terjadi, ledakan di gunung berapi Kolumbo bisa lebih berbahaya daripada letusan Tonga karena letaknya yang dekat dengan pusat populasi Santorini, Yunani, yang terletak hanya 7 kilometer (4 mil) dari gunung berapi.

Kolumbo ditemukan di bagian Laut Mediterania yang relatif dangkal pada kedalaman sekitar 500 meter (1600 kaki), yang menurut perkiraan saat ini, kemungkinan akan meningkatkan daya ledaknya. Tsunami dan kolom erupsi setinggi puluhan kilometer dengan hujan abu dalam jumlah besar diperkirakan akan terjadi saat Kolumbo meletus.

Jens Karstens, ahli geofisika di GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel yang tidak terlibat dalam penelitian ini, menggarisbawahi pentingnya temuan baru-baru ini. "Dengan studi seperti ini, kita dapat mempelajari lebih lanjut tentang bagaimana struktur vulkanik bekerja, apa yang diharapkan dan di mana mengharapkannya, dan dapat menggunakannya untuk merancang sistem pemantauan gunung berapi bawah laut."

Studi ini menambah basis pengetahuan Kolumbo — gunung berapi bawah laut paling aktif di Mediterania — dan bahaya yang ditimbulkannya. Menurut para peneliti, teknologi inversi gelombang penuh dapat digunakan untuk mengidentifikasi reservoir magma serupa yang bersembunyi di bawah gunung berapi bawah laut aktif lainnya, tetapi ini bisa menjadi proses yang membatasi ruang dan memakan waktu yang paling baik digunakan dalam kombinasi dengan teknik lain, seperti pengeboran sedimen vulkanik dan pemantauan seismografi, untuk membantu membentuk gagasan yang lebih baik tentang apa yang sebenarnya terjadi di bawah gunung berapi bawah laut.

Selama beberapa tahun terakhir, tim ilmuwan internasional telah bekerja untuk membangun observatorium vulkanik dasar laut SANTORini, atau SANTORY, sebuah observatorium dasar laut yang dilengkapi dengan instrumen ilmiah yang akan dapat mengukur perkembangan aktivitas vulkanik Kolumbo. SANTORY masih dalam pengembangan, tetapi menurut Chrapkiewicz, ini adalah contoh yang baik tentang potensi stasiun pemantauan gunung berapi bawah laut.

Seperti yang ditunjukkan Paulatto, ada lebih banyak stasiun pemantauan berbasis darat untuk gunung berapi benua daripada gunung berapi bawah laut. Pemantauan aktivitas vulkanik di bawah permukaan laut lebih rumit dan mahal daripada di darat. Namun, itu tidak membuatnya kurang penting, kata Paulatto. Para peneliti berharap bahwa studi ini, dikombinasikan dengan data yang dikumpulkan oleh SANTORY dan Ekspedisi Ekspedisi Ekspedisi 398 Ekspedisi Laut Internasional, akan membantu meyakinkan pembuat kebijakan tentang pentingnya stasiun pemantauan real-time di gunung berapi bawah laut.

"Kami membutuhkan data yang lebih baik tentang apa yang sebenarnya ada di bawah gunung berapi ini," kata Chrapkiewicz. "Sistem pemantauan berkelanjutan akan memungkinkan kami untuk memiliki perkiraan yang lebih baik tentang kapan letusan mungkin terjadi. Dengan sistem ini, kami kemungkinan akan mengetahui tentang letusan beberapa hari sebelum terjadi, dan orang-orang dapat mengungsi dan tetap aman."

Sumber: K. Chrapkiewicz et al, Magma Chamber Detected Beneath an Arc Volcano With Full‐Waveform Inversion of Active‐Source Seismic Data, Geochemistry, Geophysics, Geosystems (2022). DOI: 10.1029/2022GC010475