Letusan Gunung Api Tonga Tembus Lapisan Ketiga Atmosfer Bumi

TONGA - Ketika gunung berapi Hunga Tonga-Hunga Ha'apai meletus di bawah air pada Januari lalu, letusan ini menciptakan gumpalan abu dan air yang menembus lapisan ketiga atmosfer Bumi.

Itu adalah gumpalan vulkanik tertinggi yang tercatat dan mencapai mesosfer, di mana meteor dan meteorit biasanya pecah dan terbakar di atmosfer kita.

Mesosfer, sekitar 31 hingga 50 mil (50 hingga 80 kilometer) di atas permukaan bumi, berada di atas troposfer dan stratosfer dan di bawah dua lapisan lainnya. Stratosfer dan mesosfer adalah lapisan atmosfer yang kering.

Baca juga:  Letusan Gunung Api Tonga Paling Ganas dalam 140 Tahun, Sama Kuat dengan Gunung Krakatau

Dikutip CNN, gumpalan vulkanik mencapai ketinggian 35,4 mil (57 kilometer) pada titik tertinggi. Ini melampaui pemegang rekor sebelumnya seperti letusan Gunung Pinatubo 1991 di Filipina pada 24,8 mil (40 kilometer) dan letusan El Chichón 1982 di Meksiko, yang mencapai 19,2 mil (31 kilometer).

Baca juga: Erupsi Gunung Berapi Tonga Picu Tsunami 15 Meter, Luluh Lantakkan 3 Pulau

Para peneliti menggunakan gambar yang diambil oleh satelit yang melewati lokasi letusan untuk memastikan ketinggian semburan. Letusan diketahui terjadi pada 15 Januari lalu di selatan Samudra Pasifik di lepas kepulauan Tonga, sebuah area yang dicakup oleh tiga satelit cuaca geostasioner.

Satelit GOES-17 menangkap gambar awan payung yang dihasilkan oleh letusan bawah laut gunung berapi Hunga Tonga-Hunga Ha'apai pada 15 Januari 2022. Gelombang kejut busur berbentuk bulan sabit dan berbagai sambaran cahaya juga terlihat.

Sebuah studi merinci temuan itu yang diterbitkan pada Kamis (3/11/2022) di jurnal Science.

Menurut deteksi sebelumnya dari satelit NASA, gumpalan menjulang yang dikirim ke lapisan atas atmosfer mengandung cukup air untuk mengisi 58.000 kolam renang ukuran Olimpiade.

Memahami ketinggian semburan dapat membantu para peneliti mempelajari dampak letusan terhadap iklim global.

Kendati demikian, menentukan ketinggian gumpalan menimbulkan tantangan bagi para peneliti. Rekan penulis studi utama Dr. Simon Proud dari RAL Space dan seorang peneliti di Pusat Nasional untuk Observasi Bumi dan Universitas dari Oxford mengatakan, biasanya, para ilmuwan dapat mengukur ketinggian gumpalan dengan mempelajari suhunya, yakni semakin dingin gumpalan, semakin tinggi gumpalan itu.

Tetapi metode ini tidak dapat diterapkan pada peristiwa Tonga karena sifat letusannya yang dahsyat.

“Letusan mendorong melalui lapisan atmosfer tempat kita tinggal, troposfer, ke lapisan atas di mana atmosfer menghangat lagi saat Anda semakin tinggi,” terangnya melalui email.

“Kami harus menemukan pendekatan lain, menggunakan pandangan berbeda yang diberikan oleh satelit cuaca yang terletak di sisi berlawanan dari Pasifik dan beberapa teknik pencocokan pola untuk menentukan ketinggian. Ini hanya mungkin terjadi dalam beberapa tahun terakhir, karena bahkan sepuluh tahun yang lalu kami tidak memiliki teknologi satelit di luar angkasa untuk melakukan ini,” lanjutnya.

Tim peneliti mengandalkan "efek paralaks" untuk menentukan ketinggian gumpalan, membandingkan perbedaan tampilan gumpalan dari berbagai sudut seperti yang ditangkap oleh satelit cuaca. Satelit mengambil gambar setiap 10 menit, mendokumentasikan perubahan dramatis dalam gumpalan saat naik dari laut. Gambar-gambar tersebut mencerminkan perbedaan posisi bulu-bulu dari berbagai garis pandang.

Proud mengatakan letusan itu berubah dari nol menjadi menara abu dan awan setinggi 57 kilometer dalam 30 menit.

Anggota tim juga melihat perubahan cepat di puncak semburan yang mengejutkan mereka.

Satelit GOES-17 menangkap gambar awan payung yang dihasilkan oleh letusan bawah laut gunung berapi Hunga Tonga-Hunga Ha'apai pada 15 Januari 2022. Gelombang kejut busur berbentuk bulan sabit dan berbagai sambaran cahaya juga terlihat.

“Setelah ledakan besar awal hingga 57 kilometer, kubah pusat dari gumpalan runtuh ke dalam, sebelum gumpalan lain muncul tak lama kemudian,” ujarnya.

"Aku tidak menyangka hal seperti itu terjadi,” terangnya.

Jumlah air yang dilepaskan gunung berapi ke atmosfer diperkirakan akan menghangatkan planet ini untuk sementara.

Proud mengatakan panas letusan menguapkan air dan menciptakan ledakan uap yang jauh lebih kuat daripada letusan gunung berapi biasanya.

Ke depannya, Proud ingin menggunakan teknik ketinggian multi-satelit dalam penelitian ini untuk membuat peringatan otomatis untuk badai hebat dan letusan gunung berapi.

“Teknik ini tidak hanya memungkinkan kami untuk menentukan ketinggian maksimum semburan, tetapi juga berbagai tingkat di atmosfer tempat material vulkanik dilepaskan,” kata rekan penulis studi Dr. Andrew Prata, asisten peneliti pascadoktoral di sub-departemen Laboratorium Clarendon. fisika atmosfer, kelautan dan planet di Universitas Oxford, melalui email.

Mengetahui komposisi dan ketinggian gumpalan dapat mengungkapkan berapa banyak es yang dikirim ke stratosfer dan di mana partikel abu dilepaskan.

Ketinggian juga penting untuk keselamatan penerbangan karena abu vulkanik dapat menyebabkan kegagalan mesin jet, jadi menghindari gumpalan abu adalah kuncinya.

Ketinggian abi vulkanik adalah detail lain yang muncul dari apa yang telah dikenal sebagai salah satu letusan gunung berapi paling kuat yang tercatat. Ketika gunung berapi bawah laut meletus 40 mil (65 kilometer) utara ibukota Tonga, itu memicu tsunami serta gelombang kejut di seluruh dunia.

Penelitian sedang berlangsung untuk membuka kunci mengapa letusan itu begitu kuat, tetapi mungkin karena itu terjadi di bawah air.

“Contoh seperti letusan Hunga Tonga-Hunga Ha’apai menunjukkan bahwa interaksi magma-air laut memainkan peran penting dalam menghasilkan letusan yang sangat eksplosif yang dapat menyuntikkan material vulkanik ke ketinggian ekstrem,” ujarnya.

Selanjutnya, para peneliti ingin memahami mengapa kepulan asap begitu tinggi serta komposisinya dan dampak berkelanjutannya terhadap iklim global.

“Seringkali ketika orang memikirkan gumpalan vulkanik, mereka memikirkan abu vulkanik,” terangnya.

“Namun, pekerjaan awal pada kasus ini mengungkapkan bahwa ada proporsi es yang signifikan di dalam gumpalan. Kami juga tahu bahwa ada sedikit sulfur dioksida dan aerosol sulfat yang terbentuk dengan cepat setelah letusan terjadi,” lanjutnya.

(Susi Susanti)