VULKANOLOGI
2 VULKANOLOGI
Sanksi Pelanggaran Pasal 113
Undang-Undang No. 28 Tahun 2014 Tentang Hak Cipta
1. Setiap orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi sebagaimana dimaksud dalam pasal 9 ayat (1) huruf i un-tuk penggunaan secara komersial dipidana dengan pidana penja-ra paling lama 1 (satu) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp100.000.000,00 (seratus juta rupiah).
2. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang hak cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f, dan/atau huruf h untuk penggunaan secara komersial dipidana den-gan pidana penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupiah).
3. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin pencipta atau pemegang hak cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi pencipta sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf a, huruf b, huruf e, dan/atau huruf g untuk penggunaan secara komersial dipidana gan pidana penjara paling lama 4 (empat) tahun dan/atau pidana den-da pa-ling banyak Rp1.000.000.000,00 (satu miliar rupiah).
4. Setiap orang yang memenuhi unsur sebagaimana dimaksud pada ayat (3) yang dilakukan dalam bentuk pembajakan, dipidana dengan pi-dana penjara paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau pipi-dana denda paling banyak Rp4.000.000.000,00 (empat miliar rupiah).
3 VULKANOLOGI
S Y I A H K U A L A U N I V E R S I T Y P R E S S
VULKANOLOGI
4 VULKANOLOGI Judul Buku: VULKANOLOGI Penulis: Muhammad Isa Editor: Maulidar Agustina Layout: Haris Mustaqin Sampul: Iqbal Ridha ISBN: 978-623-264-147-1 ISBN: 978-623-264-148-8 (PDF) Pracetak dan Produksi:
SYIAH KUALA UNIVERSITY PRESS Penerbit:
Syiah Kuala University Press
Jln. Tgk Chik Pante Kulu No.1, Kopelma Darussalam 23111, Kec. Syiah Kuala. Banda Aceh, Aceh
Telp: 0651 - 8012221 Email: upt.percetakan@unsyiah.ac.id Website: http://www.unsyiahpress.unsyiah.ac.id Edisi: I Cetakan Pertama, 2020 ix + 52 (15,5 X 23)
Anggota IKAPI 018/DIA/2014 Anggota APPTI 005.101.1.09.2019
Dibiayai oleh Hibah Buku Ajar Terintegrasi Hasil Riset Lembaga Pengembangan Pendidikan dan Penjaminan Mutu
Universitas Syiah Kuala Tahun 2020
dengan Surat Perjanjian Pelaksanaan Hibah Buku Ajar Nomor: B/51/UN11.2.2/HK.07.00/2020
Dilarang keras memfotokopi atau memperbanyak sebagian atau seluruh buku ini tanpa seizin tertulis dari penerbit.
v VULKANOLOGI
PRAKATA
Alhamdulillah, segala puji hanya untuk Allah SWT yang masih memberikan ilmu, kesehatan dan kekuatan untuk dapat menyelesaikan “Buku Ajar Vulkanologi”. Pengembangan pembelajaran berbasis hasil penelitian dalam dunia akademik merupakan suatu keniscayaan seiring dengan perkembangan ilmu dan teknologi yang begitu pesat saat ini. Perguruan tinggi dan lembaga riset lain harus bersinergis dalam memberi informasi terkini akan sebuah topik pembelajaran semisal gunung api dan atributnya sehingga dapat meningkatkan konten bahan ajar baik berupa buku, modul dan media simulasi lain. Khusus mata kuliah Vulkanologi atau ilmu yang mempelajari mengenai gunung api memang memerlukan kajian yang terintegrasi karena tinjauan gunung api sangat perlu pendekatan ilmu kebumian seperti geologi, geofisika, geokimia, seismologi dan penginderaan jauh. Oleh karena itu dalam buku ajar ini telah dideskripsikan hasil-hasil penelitian menggunakan pendekatan ilmu kebumian dimaksud. Hasil ini sangat cocok diterapkan sebagai bahan pembelajaran karena sangat fokus, terukur dan terkini. Media pembejaran dalam bentuk buku ajar menjadi pilihan yang tepat dan menyenangkan karena menyediakan beberapa alternatif dalam memahami gunung api.
Buku Vulkanologi menyediakan informasi mengenai kriteria, proses pembentukan, aktivitas magma, tipe dan jenis gunung api serta dampak erupsi gunung api dan usaha mitigasi.
Penyusunan buku ajar ini telah melalui proses diskusi terfokus, sitasi hasil penelitian, editing dan konsultasi peer grup terutama bidang ilmu kebumian dan hasil-hasil peneitian terkait. Dalam buku ajar Vulkanologi ikut membahas mitigasi bencana erupsi gunung api sebelum kejadian, saat kejadian dan pasca erupsi. Informasi ini sangat penting dalam meningkatkan kapasitas mahasiwa agar melek bencana karena secara umum memang wilayah Indonesia rawan dengan bencana termasuk bencana erupsi gunung api. Dengan demikian akan diperoleh informasi, regulasi dan usaha mitigasi pengurangan resiko bencana gunung api dengan tetap mengikuti kerangka kesepakatan mitigasi tingkat lokal, nasional atau internasional.
vi VULKANOLOGI
memahami gunung api terutama bagi staf pengajar dan mahasiswa, pemerintah dan stakeholder dunia pendidikan.
Kehadiran buku ini menarik karena menampilkan banyak hasil penelitian dalam bentuk gambar yang mudah dipahami secara detail dan model yang disajikan lebih sederhana.
Demi kesempurnaan buku ajar Vulkanologi ini, tentu sangat diharapkan saran dan masukan dari semua pihak yang selama ini peduli pada bidang pendidikan, pengajaran dan serta pengembangan energi terbarukan.
Ucapan terima kasih kami sampaikan pada Lembaga Pengembangan Pendidikan dan Penjaminan Mutu Universitas Syiah Kuala melalui Pelaksanaan Hibah Buku Ajar tahun 2020.
Semoga buku ini dapat memberi nilai tambah wawasan ilmu kebumian terutama uraian gunung api dan bermanfaat dalam pembelajaran bagi dunia pendidikan kita. Aamiin
Darussalam, 2020 Penulis,
vii
DAFTAR ISI
Kata Pengantar ...v
Daftar Isi ...vii
Daftar Gambar...viii
Daftar Tabel ... ix
BAB 1 – PENDAHULUAN 1.1 Tektonik lempeng ...1
1.2 Sebaran gunung api ...5
1.3 Tinjauan geosains dalam gunung api ...7
BAB 2 – GUNUNG API DAN ATRIBUTNYA 2.1 Gambaran umum gunung api ...9
2.2 Tipe dan Bentuk Gunung Api ...10
2.3 Erupsi gunung api...15
2.4 Aktivitas gunung api...16
2.5 Level gunung api ...17
2.6 Eksplorasi gunung api Aceh ...18
BAB 3 – BATUAN DAN MINERAL VULKANIK 3.1 Magmatik ...25
3.2 Identifikasi batuan dan mineral vulkanik ...27
3.3 Sifat fisik mineral ...30
3.4 Sebaran batuan dan mineral vulkanik ...32
3.5 Fisika gunung api ...33
BAB 4 – MITIGASI PENGURANGAN RESIKO BENCANA (PRB) ERUPSI GUNUNG API 4.1 Penyebab erupsi gunung api ...39
4.2 Gejala dan isyarat erupsi gunung api ...40
4.3 Dampak erupsi gunung api...40
4.4 Penanggulangan resiko bencana erupsi ...42
4.5 Mitigasi bencana gunung api ...43
BAB 5 – PENGEMBANGAN PEMBELAJARAN 5.1 Keberlanjutan ...47
5.2 Peluang dan Tantangan ...78
Daftar Pustaka ...49
Latihan Kerja Mandiri ...51
viii VULKANOLOGI
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Cincin api dunia (ring of fire)...1
Gambar 2. Proses pembentukan gunung api ...3
Gambar 3. Geseran lempeng pembentukan gunung api ...4
Gambar 4. Tipe gunung api tergantung gerakan lempeng ...4
Gambar 5. Sebaran gunung api di nusantara ...5
Gambar 6. Sebaran gunung api di Aceh ...6
Gambar 7. Distribusi suhu permukaan gunung api LMS ...7
Gambar 8. Perubahan resistivitas pada gunung api ...8
Gambar 9. Alur kajian gunung api ...8
Gambar 10 Atribut gunung api...9
Gambar 11. Ilustrasi model bangun untuk tipe gunung api ...10
Gambar 12. Gunung Manua Loa, Hawaii ...11
Gambar 13. Gunung api Paricutin, Mexico tipe kerucut ...11
Gambar 14. Danau Kelimutu atau Gunung Kelimutu ...12
Gambar 15. (A) Crater lake Oregon (B) Gunung Krakatau ...13
Gambar 16. Gunung Fuji, Jepang ...14
Gambar 17. Kubah Lava di Alaska ...14
Gambar 18. Proses erupsi dan aktivitas magma...16
Gambar 19. Erupsi gunung api yang sangat aktif ...17
Gambar 20. Sistem panas bumi Seulawah agam ...20
Gambar 21. Model vulkanik menggunakan IP ...20
Gambar 22. Penampakan Karst ...24
Gambar 23. Aktivitas magmatik gunung api ...25
Gambar 24. Aliran Riolit dan Ignimbrit terkait kaldera ...27
Gambar 25. Profile jenis batuan ...27
Gambar 26. Bowen Series perubahan batuan ...28
Gambar 27. Diagram mineral umum penyusun batuan beku ...29
Gambar 28. Pengendapan mineral dan alterasi ...30
Gambar 29. belahan dan kilapan mineral...31
Gambar 30. Batuan lava andesit gunung api ...32
Gambar 31. Jenis Jatuhan Piroklastik ...33
Gambar 32. Proses isoterm...34
Gambar 33. Perubahan Suhu...34
Gambar 34. Proses isobarik ...35
Gambar 35. proses isokhorik...35
Gambar 36. proses adiabatik ...36
Gambar 37. Gelombang P dan gelombang S ...37
Gambar 38. Peta geologi Aceh Utara ...37
Gambar 39. Peta rawan bencana Burni Telong ...43
ix VULKANOLOGI
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Level gunung api aktif di Aceh ...19 Tabel 2. Nilai kekerasan mineral...31
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Tektonik Lempeng
Cincin api dunia (ring of fire) seperti ditunjukkan Gambar 1 merupakan busur gunung api, dimana bumi Nusantara memiliki jalur yang cukup panjang dari Pulau Sumatra hingga Papua. Kondisi alam ini sangat menarik untuk dipelajari karena mengandung berbagai fenomena sebagai hasil tenaga endogen dan eksogen. Sudah banyak tinjauan gunung api terutama dengan pendekatan ilmu kebumian. Indonesia yang merupakan negara kepulauan, berada pada pertemuan tiga lempeng tektonik aktif, yaitu Lempeng Eurasia, Lempeng Pasifik, dan Lempeng Indo-Australia. Ketiga lempeng ini bergerak terus menerus dan saling bertumbukan satu sama lain dengan berbagai arah. Proses penunjaman atau subduksi mengakibatkan pelelehan batuan kerak bumi, bagian batuan meleleh ini mempunyai berat jenis lebih ringan dibandingkan batuan sekitar, bergerak mengapung menuju permukaan hingga membentuk gunung api. Proses penunjaman dan pelelehan batuan kerak bercampur dengan batuan mantel, sebagian berjalan secara menerus mengakibatkan terjadinya erupsi secara periodik dari gunung api. Gambaran proses pembentukan gunung api sangat menarik dipelajari. Selanjutnya proses dimaksud akan dibahas lebih detail pada Bab III secara lengkap dengan berbagai atribut.
2 VULKANOLOGI
Sebagaimana kita ketahui bahwa akibat pergerakan lempeng menimbulkan peningkatan temperatur dan sangat tergantung pada kedalaman dan ketebalan kerak samudera dan kerak benua. Pada kerak samudra dengan ketebalan 5 hingga 15 kilometer merupakan susunan batuan dan mineral yang kaya Si, Fe dan Mg. Kerak samudera merupakan penyusun utama kerak bumi, sehingga disebut dengan basaltik karena sangat dominan menurut (Condie, 1982). Sedangkan pada kerak benua penyusun utama tidak lain granit dengan ketebalan antara 30 hingga 80 km dan secara prinsip makin kedalam suhu kerak bumi selain tinggi sehingga diduga isi inti bumi bersifat cair (Condie, 1982).
Berdasarkan uraian diatas menunjukkan bahwa gunung api terbentuk karena adanya gerakan magma sebagai arus konveksi, dimana arus ini yang menyebabkan gerakan dari kerak bumi. Sumber panas berupa cairan yang membawa dan mentransfer panas dan proses timbal balik terjadi (Taqiuddin dkk, 2016). Sumber panas di bawah kerak bumi disebabkan oleh aktivitas lempeng tektonik yang merupakan zona utama materi magmatik yaitu radioaktivitas atau proses pendinginan (Uysal, 2009). Untuk memahami tahapan dan proses pada zona ini, harus dilihat kembali bentuk pergerakan lempeng tektonik. Pada halaman awal telah disebutkan ada 2 (dua) kerak bumi yaitu kerak samudera dan kerak benua. Gerakan kerak atau dikenal pergerakan antar lempeng terbagi menjadi 3 bentuk:
1. Saling menjauh (divergent), menyebabkan terjadinya pemekaran kerak benua, magma keluar melalui rekahan tersebut dan membentuk busur gunung api tengah samudera (mid-ocean ridge). 2. Saling bertumbukan (convergent), kerak samudera menumbuk
dan menunjam di bawah kerak benua, membentuk zona subdaksi (subdaction zone) dan terjadi peleburan batuan di zona tersebut, magma bergerak dan menerobos sehingga membentuk busur gunung api tepi benua (volvcanic arc).
3. Saling bergeser sejajar berlawanan arah (transform) antar kerak benua yang menyebabkan timbulnya rekahan, sesar mendatar (contoh Sesar San Andreas).
Ketiga pola pergerakan lempeng akan menghasilkan gambaran gunung api yang muncul ke permukaan berbeda mengikuti arah pergeseran sesar atau patahan.
9
BAB II
GUNUNG API DAN ATRIBUTNYA
2.1. Gambaran Umum Gunung Api
Bumi Nusantara memiliki deretan gunung api dari ujung barat hingga ujung timur Indonesia. Keberadaan alam ini menyimpan potensi yang beranekaragam yang dapat dimanfaatkan sebagai sumber kehidupan; energi terbarukan dan sumber daya lain. Gunung api merupakan lubang kepundan atau rekahan yang bersumber dari kerak bumi akibat gesekan lempeng pada magmatik berupa fluida cair dan gas melalui lapisan permeabel mencapai permukaan. Gambaran umum proses pembentukan gunung yang dipengaruhi oleh temperatur, kedalaman dan ketebalan lapisan bawah permukaan telah dibahas pada bab pertama. Gunung api muncul dengan memiliki berbagai bagian, namun model umum dapat dilihat di Gambar 10.
Gambar 10. Atribut gunung api (Anonymous, 2018)
Secara garis besar gunung api mempunyai banyak manfaat bagi manusia, namun demikian gunung api berpotensi besar memberi resiko bencana saat terjadi gempa vulkanik dan erupsi/letusan. Kondisi Indonesia yang dikelilingi gunung api memberi dampak positif dan negatif bagi masyarakat sekitar gunung api. Oleh karena itu, penguatan kapasitas
10 VULKANOLOGI
masyarakat Indonesia mutlak diperlukan dengan mengambil peluang untuk yang positif dan sebaliknya antisipasi akan dampak negatif gunung api. Fenomena ini selanjutnya dibahas pada lain dengan lebih terperinci. Kemudian fluida yang dikeluarkan oleh gunung api berupa manifestasi dipermukaan perlu kajian lebih agar diperoleh nilai tambah bagi negara dan masyarakat terdampak. Kompleksnya keberadaan gunung api dengan berbagai macam jenis, tipe dan model harus menjadi perhatian utama pengambil kebijakan dan stakeholder manfaat gunung api. Apalagi untuk perencanaan pengembangan potensi yang dimiliki gunung api seperti energi panas bumi, pelestarian ekosistem dan geowisata.
Erupsi/letusan gunung api dengan variasi level yang terjadi mengharuskan pengelolaan dampak vulkano secara tepat dan terintegrasi. Pemetaan yang detail akan zona aman dan arah jalur evakuasi yang memadai mutlak diperlukan. Dengan demikian dampak positif dan dampak negatif adanya gunung api bermanfaat untuk kemakmuran dan usaha pengurangan resiko.
2.2. Tipe dan Bentuk Gunung Api
Sebagaimana uraian sebelumnya bahwa proses yang terjadi selama pergerakan lempeng menghasilkan tipe gunung api yang berbeda-beda. Perubahan kedalaman dan ketebalan gesekan batuan akibat desakan magma dengan temperatur tinggi, maka pada beberapa wilayah akan muncul tipe gunung api seperti ditunjukkan pada Gambar 11. Model dari tipe gunung api dibangun dengan konsep ilmu vulkanologi dan geosains terkait seperti geologi, geofisika, geokimia dan penginderaan jauh.
23
BAB III
BATUAN DAN MINERAL VULKANIK
Pada uraian proses pembentukan gunung api dalam bab pertama tenaga endogen dan tenaga eksogen sangat mempengaruhi material vulkanik yang muncul dari dalam hingga permukaan. Tenaga endogen merupakan tenaga yang berasal dari dalam bumi sehingga berdampak pada perubahan kulit bumi. Sifat dan tenaga endogen ini secara langsung membuat bumi menjadi tidak rata atau terdapat undulasi pada permukaan bumi. Dampak dari tenaga endogen adalah sebagian permukaan bumi berubah menjadi bukit atau gunung baik aktif atau tidak aktif. Sementara disisi lain permukaan bumi ada yang turun sehingga menjadi lembah atau jurang. Namun demikian kondisi inilah yang mendasari kesetimbangan sistem bumi.
Tenaga endogen secara umum dapat dibagi menjadi tiga bagian yakni; tektonik, vulkanik dan seismik. Tektonik merupakan pergerakan dan pergeseran letak kerak bumi dalam skala besar dan lama meliputi lipatan, patahan dan tektonik lempeng. Sedangkan Vulkanik suatu peristiwa naiknya magma dari dalam bumi ke permukaan dan sebagian menyusup ke dalam lapisan kerak bumi. Magma yang naik akibat energi dorong dari fluida yang terkandung dalam magma.
Tenaga eksogen adalah tenaga luar akibat aktivitas geologi yang memotong daerah yang tinggi dan mengisi daerah yang rendah. Umumnya tenaga ini bersifat merusak dan meratakan, contoh tenaga ini seperti; angin, air, gletser dan sinar matahari. Proses yang terjadi akibat tenaga eksogen adalah pelapukan, erosi, masswasting dan sedimentasi pada batuan dan mineral. Uraian proses dimaksud adalah sebagai berikut. a. Pelapukan adalah peristiwa penghancuran, perusakan dan pelepasan
partikel batuan. Pelapukan terdiri atas beberapa jenis yakni pelapukan mekanik, pelapukan kimia dan pelapukan biologis.
b. Erosi merupakan proses perpindahan material yang mengalami pelapukan dari satu tempat ke tempat lain. Dengan kata lain erosi adalah peristiwa pengikisan lapisan bumi oleh material yag dipindahkan. c. Masswasting adalah pemindahan massa batuan atau tanah secara
besar-besaran ke tempat yang lebih rendah. Proses ini terjadi hampir sama dengan erosi, bedanya terletak pada proses pemindahan batuan
24 VULKANOLOGI
atau tanah yang lepas dari induknya akibat gaya gravitasi bumi.
d. Sedimentasi merupakan peristiwa pengendapan material hasil erosi pada suatu tempat oleh tenaga alami.
Gunung api merupakan tempat terjadi gabungan tenaga endogen dan eksogen yang berlangsung secara terus-menerus. Material utama gunung api adalah batuan beku, batuan metamorf dan batuan sedimentasi yang terus mengalami siklus akibat perubahan temperatur, tekanan dan volume sebagai sebuah sistem yang saling berkaitan satu sama lain.
Pelapukan yang terjadi dapat diklasifikasi dalam beberapa bagian yakni, pelapukan mekanis atau fisis. Pelapukan ini terjadi karena pengaruh temperatur atau sinar matahari dan curah hujan yang berulang dalam kurun waktu tertentu. Selanjutnya pelapukan biologi atau organik, dimana pelapukan ini terjadi oleh tumbuhan, hewan dan manusia. Terakhir pelapukan kimia yang terjadi akibat proses kimiawi. Daerah pergunungan yang nampak seperti bentuk pelapukan akibat zat atau material kimia dikenal dengan karst seperti ditunjukkan Gambar 22.
Gambar 22. Penampakan Karst (Derek F, and Paul W, 2007)
Proses pembentukan dan perubahan batuan dasar vulkanik Tersier dan Kuarter dan turunannya berupa andesit dan piroklastik dapat diulang kembali proses aktivitas magmatik sebagai bagian utama. Magma yang naik karena energi dorong berasal dari gas/fluida yang terkandung dalam kantong magma. Semakin dalam asal magma maka erupsi yang terjadi pada gunung api semakin kuat. Gambaran erupsi beserta dampaknya akan dijelaskan ke depan. Intrusi magma sebagai peristiwa naiknya magma dalam lapisan litosfer namun tidak mencapai permukaan.
39
BAB IV
MITIGASI PENGURANGAN RESIKO
BENCANA (PRB) ERUPSI GUNUNG API
4.1. Penyebab Erupsi Gunung Api
Pada bab sebelumnya uraian asal asul dan proses pembentukan gunung api telah digambarkan dengan sangat jelas. Namun penyebab terjadinya letusan atau erupsi gunung api dan mitigasi akan bencana perlu dideskripkan secara lebih terang dan mudah dipahami masyarakat secara luas. Berdasarkan definisi gunung api merupakan sistem fluida yang mengandung materian cair dengan temperatur dan tekanan tinggi. Fluida tersebut berada pada kedalamanan tertentu yang akan naik kepermukaan akibat adanya desakan gaya endogen. Menurut kajian ilmu kebumian penyebab utama terjadinya erupsi gunung api disebabkan peningkatan gempa vulkanik. Gempa ini merupakan gempa bumi yang bersumber dari aktivitas gunung api (vulkanisme). Jika gempa vulkanik terus meningkat baik intensitas dan magnitudo, maka peluang terjadinya erupsi gunung api semakin besar. Untuk itu persiapan dan antisipasi serta regulasi pihak terkait harus cepat tanggap agar korban manusia dan lingkungan dapat dihindari. Dengan kata lain kemampuan menjelaskan penyebab erupsi gunung api agar dapat dipahami oleh semua khalayak.
Aktivitas tektonik lempeng merupakan pergeseran struktur lapisan bumi yang dalam. Oleh karena temperatur yang sangat tinggi, maka fluida terdesak ke atas melalui lapisan permeabilitas pada bawah gunung api atau kantong magma. Naiknya fluida panas bumi menjadi penyebab terjadi letusan dengan memuntahkan material gunung api. Kemudian perubahan dari badan gunung api dapat menyebabkan struktur lapisan bumi yang berisi batuan gunung mempengaruhi aktivitas kantong magma. Kantong magma akan tersumbat karena deformasi batuan penyusunnya. Kondisi ini menyimpan energi dalam yang sangat besar sementara gesekan tektonik terus berlangsung untuk mendapatkan kesetimbangan sistem dan terjadi erupsi gunung api, umumnya besar dan luas jangkauan terdampak.
Penyebab lain terjadi erupsi karena pola gesekan lempeng yang saling berdesakan. Sebagaimana uraian pada bab pertama bahwa pola gerakan
40 VULKANOLOGI
lempeng ada tiga pola yang mana saling menjauh, saling mendekat, dan gesekan naik turun. Akibat desakan dengan arah berbeda dapat dipastikan pada waktu tertentu ketemu dan saling mendesak, apalagi ikut membawa material yang besar. Gesekan lempeng inilah yang menyebakan terjadi letusan gunung api. Terakhir karena tekanan yang sangat tinggi, ini sangat jelas sistem gunung api akan terganggu kesetimbangan apabila tekanan dari aktivitas magmatik tidak setimbang.
4.2. Gejala dan Isyarat Erupsi Gunung Api
Adapun gejala dan tanda- tanda aktivitas gunung api akan terjadi erupsi dapat diperhatikan pada fenomena alam sekitar gunung api tersebut yakni sebagai berikut:
a. Umumnya material dan isi dapur magma yang berasal dari lapisan dalam akan menuju kepermukaan bumi melalui lapisan lemah sebagai jalur sesar pada lubang kawah menuju puncak gunung api. b. Nampak bahwa tersemburnya gas, abu, lava, dan material padat
lainnya ke permukaan bumi.
c. Terdapat semburan air panas yang keluar dari rekahan batuan karena suhunya semakin tinggi
d. Keberadaan manifestasi panas bumi yang muncul di permukaan gunung api tidak wajar seperti; gas (fumarol), gas belerang (sulfatar), dan gas karbondiosikda (mofet).
e. Selanjutnya temperatur mata air panas tinggi dan fluida yang dibawanya akibat aktivitas vulkanik terjadi dengan tidak normal sebagaimana biasa. Perubahan ini menjadi indikator atau isarat gunung api berpeluang terjadi erupsi.
f. Isyarat lain banyak binatang dan hewan turun gunung karena temperatur badan gunung meningkat tajam.
4.3. Dampak Erupsi Gunung Api
Dampak yang akan timbul saat terjadi erupsi gunung api ada yang bersifat positif dan ada juga yang negatif. Setiap kejadian dan perubahan dari fenomena alam pasti ada dampak yang demikian. Oleh karena itu sangat diperlukan penguatan kapasitas masyarakat dan lingkungan harus menjadi prioritas utama dalam menghadapi efek yang timbul pasca terjadi erupsi gunung api.
A. Dampak positif erupsi/letusan gunung api antara lain :
47
BAB V
PENGEMBANGAN PEMBELAJARAN
5.1. Keberlanjutan
Gunung api yang terdapat sepanjang jalur Sumatra, Jawa, Bali, Nusa Tenggara, Maluku hingga Sulawesi sangat berpotensi untuk dikembangkan. Sebagaimana uraian pada bab-bab sebelumnya gunung api banyak terdapat sisi positif dibanding yang negatif. Pengembangan potensi ini dapat berupa pemanfaatan energi yang bersumber dari panas bumi, pertanian, pendidikan dan wisata gunung api. Untuk antisipasi keberlanjutan akan potensi yang ada pada gunung api sudah sewajarnya perguruan tinggi dan lembaga terkait meneliti dan menerapakan teknologi untuk kepentingan masyarakat, bangsa dan negara. Kajian yang mendalam sangat diperlukan sehingga keputusan yang diterapkan sesuai dengan kerangka kesepakatan yang ada baik di tingkat lokal, nasional atau internasional.
Dalam bidang mitigasi bencana erupsi gunung api apabila lembaga perguruan tinggi, Badan Meterologi Klimatologi dan Geofisika, badan penanggulangan bencana dan instansi vulkano yang terlibat secara penuh dalam meneliti keberadaan erupsi maka akan diperoleh regulasi dan usaha mitigasi pengurangan resiko bencana gunung api.
Demikian halnya dengan penanganan dampak yang mungkin timbul sebelum, saat dan pasca terjadi erupsi gunung api sudah diantisipasi dengan baik. Sebagai contoh peta jalur evakuasi dan kesiapan kapasitas masyarakat terdampak.
Kemudian dengan jumlah potensi gunung api yang memiliki cadangan energi panas bumi tertinggi di dunia (29.038 MWe), harus dapat dimanfaatkan sebagi energi terbarukan dan ramah lingkungan. Untuk itu harus menjadi perhatian khusus dalam menjawab kelangkaan energi. Sedangkan dalam pengembangan pembelajaran dapat meningkatkan bahan ajar, modul dan media simulasi lain tentang gunung api baik dalam bentuk hard maupun soft apalagi konten yang diterapkan sebagai hasil penelitian yang mendalam dan terukur. Media pembelajaran ini menjadi pilihan yang tepat menyenangkan karena menyediakan alternatif dalam memahami gunung api.
48 VULKANOLOGI
5.2. Peluang dan Tantangan
Berdasarkan potensi dan keberadaan gunung api di tingkat lokal Aceh dan Indonesia secara umum, sudah seharusnya lembaga yang fokus meneliti, mengembangkan dan menularkan peluang yang ada dengan berbagai kelebihan. Lembaga yang dimaksud antara lain Perguruan Tinggi, BPPT, LIPI, BATAN, BIG, BMKG. Peluang pemanfaatan potensi ini pada dasarnya memberi dampak positif bagi masyarakat, pemerintah dan pelaku usaha. Hal ini dapat dilihat dalam bidang energi, sangat besar peluang pengembangan energi berbasis gunung api yang dikenal dengan energi panas bumi. Energi yang bersumber dari gunung api ini akan menjadi pendorong pertumbuhan ekonomi terutama industri, rumah tangga dan pelaku usaha. Beberapa sumber data energi menunjukkan bahwa Indonesia mempunyai potensi energi panas bumi. Energi yang ramah lingkungan, menurunkan emisi CO2 hingga 42,5 Juta Ton sehingga ditargetkan dapat meningkat tiap tahun sebesar 7.094,5 MWe sampai tahun 2025.
Dalam pembelajaran yang lebih komprehensif mengenai vulkanologi mutlak diperlukan kajian yang terintegrasi. Hal ini penting karena dalam memahami gunung api perlu banyak tinjauan ilmu kebumian sehingga hasil yang diperolah akurat. Dengan demikian mahasiwa akan terbiasa memahami konten vulkanologi dengan banyak sumber referensi.
49
DAFTAR PUSTAKA
Anonymous, UNISDR, http://unisdr.orgAnonymous, https://theconversation.com/were-volcano-scientists-here-are-six-volcanoes-well-be-watching-out-for-in-2018-89051
Anonymous (2018).
Asri, O (2015). Geologi dalam Olimpiade Sains Nasional https://info/ Geologi-by-asri-oktaviani.html
BNPB. (2017). Buku Pedoman Latihan Kesiapsiagaan Bencana Nasional. http://www.ifrc.org/en/what-we-do/disaster-management /preparing-for-disaster/ (diakses pada 30 Oktober 2017)
Bennet, J.D., Bridge, D.Mc., Cameron, N., Djunuddin, A., Ghazali, S.A., Jeffrey, D.H., Kartawa, W., Rock, M.N.S., Thomson, S.J., & Whandoyo, R. (1981).Peta Geologi Lembar Banda Aceh, Sumatera, Puslitbang Geologi. Bandung.
Cesarian, D. P. Abir, I. A. Isa, M. (2018). Comparison of In-Situ Temperature and Satellite Retrieved Temperature in Determining Geothermal Potential in Jaboi Field, Sabang, IOP Conf. Series: Journal of Physics:
Conf. Series 1116 032008 doi:10.1088/1742-6596/1116/3/0320081
Condie, (1982). Platetectonics model for Proterozoic continental
accretion in southwestern United State. Journal Geology, 10, 37-42. DOI: 10.1130/0091-7613(1982)10<37:PMFPCA>2.0.CO;2
Derek F, and Paul W, (2007). Karst Hydrogeology and Geomorphology, Wiley publisher.
ESDM, (2006). Laporan Direktorat Vulkanologi dan Mitigasi Bencana
Geologi, Gunung Api.
Hans. Ulrich S., (2005).Volcanism, Springer, Jerman,.
Isa. M, Cesarian D.P. Abir I.A, Yusibani E, Surbakti M.S, Umar M, (2020). Remote Sensing Satellite Imagery and In-Situ Data for Identifying Geothermal Potential Sites: Jaboi, Indonesia. International Journal
of Renewable Energy Development, 9(2), 237-245. https://doi.
org/10.14710/ijred.9.2.237-245
Isa, (2018). EKSPLORASI ENERGI PANAS BUMI. Syiah Kuala University Press ISBN 987-602-5679-41-4.
50 VULKANOLOGI
penentuan potensi panas bumi berdasarkan data geosain dan remote sensing, http://semirata2017.mipa.unja.ac.id/2017/10/26/
prosiding-semirata-bks-mipa-ptn-wilayah-barat-2017
Ira, D. (2017). Pemetaan Sebaran Batuan Daerah Panas Bumi Jaboi,
Sabang. Program Studi Teknik Geofisika Fakultas Teknik Universitas
Syiah Kuala, Banda Aceh,
Mintadiharja, (1992). Fisika Gunung Api, ITB Press.
Masum, M and Ali, A (2019). The Pacific Ring of Fire is working as a Home Country of Geothermal Resources in the World. International Geothermal Conference IOP Conf. Series: Earth and Environmental Science 249 (2019) 012020 IOP Publishing doi:10.1088/1755-1315/249/1/012020.
O’Dunn, S., & Sill, W.D. (1986). Exploring Geology: Introductory Laboratory
Activities, APeek Publication.
Sriyono. (2017). Geologi dan Geomorfologi Indonesia. Yogjakarta: Ombak. Suhadi, (1994). Pemetaan Geologi Gunung Api Burni Telong Aceh Tengah,
Laporan Direktorat Vulkanologi, ESDM.
Telford, W. M., Geldart, L., & Sheriff, R. (1990). Applied Geophysics Secont
Edition. Cambridge: Cambrige University Press.
Vam Bemmelan, (1949). Geologi dan Volcanology, Belanda, The Hague Press
Wohletz, Kenneth, and Grant Heiken (1992). Volcanology and
Geothermal Energy. Berkeley: University of California Press, 1992.
http://ark.cdlib.org/ark:/13030/ft6v19p151
Wiwit, S. (2000). SEISMIC WAVES Advance Exploration Geophysics
Course Seismology, Volcanology and Geothermal Research Group Geophysics Laboratory, Physics Department, UGM
Zemansky MW and Dirmann RH, (1986). Kalor dan Termodinamika, 6th
Ed., Perterjemah: The How Liong, Penerbit ITB Bandung.
51
LATIHAN MANDIRI
PERCOBAAN LETUSAN GUNUNG BERAPI
DENGAN CUKA DAN SODA KUE
Percobaan membuat gunung berapi sangat menarik untuk dilakukan di sekolah atau kampus. Karena dalam percobaan itu terdapat nilai pendidikan dan juga nilai hiburan. Nilai pendidikan jelas nampak dari reaksi kimia antara cuka dengan soda kue, sedangkan nilai hiburannya tentu sangat menarik melihat letupan-letupan yang mirip erupsi gunung berapi.
Letusan gunung berapi buatan
Cuka atau asam asetat memiliki rumus kimia CH3COOH, cuka merupakan larutan bersifat asam yang sering digunakan untuk memasak di rumah. Sedangkan soda kue atau natrium bikarbonat memiliki rumus kimia NaHCO3 yang bersifat basa, soda kue banyak digunakan untuk membuat kue agar mengembang.
Percobaan membuat gunung berapi ini sangat sederhana dan mudah karena bahan-bahannya dapat diperoleh di sekitar kita. Cuka dan soda kue juga dapat dibeli dengan mudah di toko-toko terdekat. Namun selain bahan pokok tadi juga diperlukan pewarna merah agar nanti buih yang terbentuk merah mirip dengan magma sebenarnya.
Alat dan bahan
• Cuka • Soda kue
• Pewarna merah
• Lilin malam atau tanah liat
Langkah kerja
• Bentuklah lilin malam atau tanah liat menyerupai bentuk gunung • Berilah lubang di ujung gunung buatan sebagai tempat keluar buih • Campur cuka dengan pewarna merah
• Tuanglah 2 sendok makan cuka ke dalam lubang tadi
• Tuanglah 2 sendok makan soda kue ke dalam lubang tadi (2 sendok makan sekali tuang)
• Perhatikan apa yang terjadi
Yang terjadi adalah buih yang sangat banyak hingga keluar dari ujung lubang mirip seperti magma gunung berapi. Semakin banyak cuka dan soda kue yang diberikan akan semakin banyak pula buih yang dihasilkan. Kalau ingin menggunakan cuka dan soda kue lebh banyak sebaiknya lubang di ujung gunung dibuat lebih dalam agar cukup banyak cuka dan soda kue yang dapat ditampung.
Reaksi antara cuka dan soda kue menghasilkan gas karbon dioksida yang menyebabkan timbulnya buih-buih yang sangat banyak. Reaksi lengkap antara cuka dengan soda kue adalah sebagai berikut:
Asam cuka (acetic acid) bereaksi dengan soda kue (sodium bicarbonate) menghasilkan sodium acetate, karbondioksida, dan air.
Reaksi ini akan lebih hebat apabila terjadi dalam keadaan tanpa udara/ruang hampa. Buih yang terjadi dalam ruang hampa cukup kuat hingga meletup-letup seperti semburan magma yang naik ke langit.
Mudah bukan, percobaan ini aman dilakukan dan bahan yang digunakan sederhana.
53
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Muhammad Isa, dilahirkan di Baet, Aceh Besar, Nanggroe Aceh Darussalam, pada tanggal 20 April 1974. Penulis merupakan pengajar dalam bidang Geofisika pada Jurusan Fisika FMIPA Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh. Pendidikan formal SD, SMP dan SMA ditempuh di Darussalam. Pendidikan strata sarjana diperoleh tahun 1999 pada Jurusan Fisika Unsyiah. Akhir tahun 2002 melanjutkan program magister dengan bidang Geofisika Universitas Gadjah Mada selesai tahun 2005. Tahun 2010 melanjutkan pendidikan program doktoral bidang Geofisika dan Penginderaan Jauh di Universiti Sains Malaysia dan selesai akhir tahun 2014. Saat ini aktif dalam kelompok bidang dan penelitian Geofisika di kampus Unsyiah terutama pada Jurusan Fisika FMIPA dan Jurusan Teknik Kebumian Fakultas Teknik. Penulis juga aktif dalam organisasi profesi yakni; Himpunan Fisika Indonesia (HFI) dan Himpunan Ahli Geofisika Indonesia (HAGI) Aceh terutama kajian sistem panas bumi dan vulkanologi. Pada tahun 2015 sudah aktif kembali pasca menyelesaikan pendidikan Doktoral dan saat ini sedang mengelola Laboratorium Pemodelan dan Eksplorasi Geofisika. Kemudian berperan aktif melaksanakan Tri Darma Perguruan Tinggi pada program studi Fisika FMIPA dan program studi Teknik Geofisika Universitas Syiah Kuala, Banda Aceh.
