Inilah yang diketahui para ilmuwan tentang letusan gunung berapi Tonga

Ketika orang-orang di Tonga berjuang untuk pulih dari ledakan gunung berapi yang menghancurkan negara kepulauan Pasifik dengan abu dan membanjirinya dengan air, para ilmuwan mencoba untuk lebih memahami efek global dari letusan tersebut.

Mereka sudah tahu jawaban atas pertanyaan penting: Meskipun merupakan letusan terbesar di dunia dalam tiga dekade, ledakan gunung berapi Hunga pada hari Sabtu kemungkinan besar tidak akan memiliki efek pendinginan sementara pada iklim global, seperti yang terjadi pada beberapa letusan besar di masa lalu.

Tetapi setelah peristiwa itu, mungkin ada efek jangka pendek pada kondisi cuaca di beberapa bagian dunia dan kemungkinan gangguan kecil pada transmisi radio, termasuk yang digunakan oleh sistem penentuan posisi global.

Gelombang kejut yang dihasilkan oleh ledakan, serta sifat tsunami yang tidak biasa yang dihasilkannya, akan membuat para ilmuwan terus mempelajari peristiwa tersebut selama bertahun-tahun. Tsunami telah terdeteksi tidak hanya di Pasifik, tetapi juga di Atlantik, Karibia, dan Mediterania.

“Bukannya kami tidak menyadari ledakan vulkanik dan tsunami,” kata Lori Dengler, profesor emeritus geofisika di Humboldt State University di California. “Tetapi untuk menyaksikannya dengan berbagai instrumen modern yang kita miliki benar-benar belum pernah terjadi sebelumnya.”

Ledakan gunung berapi bawah laut, yang secara resmi dikenal sebagai Hunga Tonga-Hunga-Ha’apai, menghujani wilayah tersebut dengan abu yang berbahaya, termasuk ibu kota Tonga, Nuku’alofa, sekitar 40 mil di utara.Selatan. Ibukota juga mengalami tsunami setinggi empat kaki dan ketinggian gelombang yang lebih tinggi dilaporkan di tempat lain.

Pemerintah menyebut letusan itu sebagai “bencana yang belum pernah terjadi sebelumnya”, meskipun tingkat kerusakan sulit ditentukan karena ledakan itu memutuskan kabel telekomunikasi bawah laut dan abu memaksa bandara di Tonga ditutup.

Di luar Tonga, bagaimanapun, dahsyatnya ledakan itu terlihat jelas. Foto satelit menunjukkan awan tanah, batu, gas vulkanik dan uap air berdiameter ratusan mil, dan gumpalan gas dan puing yang lebih sempit naik hampir 20 mil ke atmosfer.

Beberapa ahli vulkanologi telah membandingkan dengan bencana ledakan Krakatau di Indonesia pada tahun 1883 dan letusan besar terbaru, yaitu Gunung Pinatubo di Filipina pada tahun 1991.

Pinatubo meletus selama beberapa hari, mengirimkan sekitar 20 juta ton gas belerang dioksida ke stratosfer atau atmosfer bagian atas. Di sana, gas bergabung dengan air untuk menciptakan partikel aerosol yang memantulkan dan menyebarkan sebagian sinar matahari, mencegahnya mencapai permukaan.

Ini memiliki efek mendinginkan atmosfer sekitar 1 derajat Fahrenheit (sekitar setengah derajat Celcius) selama beberapa tahun. (Ini juga merupakan mekanisme dari bentuk geoengineering yang kontroversial: menggunakan pesawat terbang atau cara lain untuk terus menerus menyuntikkan belerang dioksida ke stratosfer untuk mendinginkan planet dengan sengaja.)

Letusan Hunga “menyamai kekuatan Pinatubo pada puncaknya,” kata Shane Cronin, seorang ahli vulkanologi di Universitas Auckland di Selandia Baru yang telah mempelajari letusan gunung berapi di masa lalu.

Tapi letusan Hunga hanya berlangsung sekitar 10 menit, dan sensor satelit pada hari-hari berikutnya mengukur sekitar 400.000 ton sulfur dioksida mencapai stratosfer. “Jumlah SO2 yang dilepaskan jauh, jauh lebih kecil daripada, katakanlah, Gunung Pinatubo,” kata Michael Manga, profesor ilmu bumi di University of California, Berkeley.

Jadi kecuali letusan Hunga berlanjut dan berlanjut pada tingkat yang kuat, yang dianggap tidak mungkin, itu tidak akan memiliki efek pendinginan secara keseluruhan.

Dr Cronin mengatakan kekuatan letusan itu sebagian terkait dengan lokasinya, sekitar 500 kaki di bawah air. Ketika batuan cair yang sangat panas, atau magma, menghantam air laut, air langsung berubah menjadi uap, meningkatkan ledakan beberapa kali. Jika jauh lebih dalam, tekanan air akan meredam ledakan.

Kedalaman yang dangkal menciptakan kondisi sempurna “hampir Goldilocks”, katanya, untuk meningkatkan ledakan.

Ledakan itu menghasilkan gelombang kejut di atmosfer yang merupakan salah satu yang paling luar biasa yang pernah terdeteksi, kata Corwin Wright, fisikawan atmosfer di University of Bath di Inggris. Pembacaan satelit menunjukkan gelombang mencapai jauh melampaui stratosfer, setinggi 60 mil, dan melakukan perjalanan keliling dunia dengan kecepatan lebih dari 600 mil per jam.

“Kami melihat gelombang yang sangat besar, yang terbesar yang pernah kami lihat dalam data yang telah kami gunakan selama 20 tahun,” kata Dr Wright. “Kami belum pernah melihat sesuatu yang benar-benar menutupi Bumi seperti ini, dan tentu saja bukan gunung berapi.”

Lonjakan terjadi ketika kekuatan ledakan mendorong sejumlah besar udara keluar dan naik, tinggi ke atmosfer. Tapi kemudian gravitasi menariknya ke bawah. Kemudian naik lagi dan osilasi naik dan turun ini berlanjut, menciptakan gelombang tekanan tinggi dan rendah bergantian yang bergerak keluar dari sumber ledakan.

Dr Wright mengatakan bahwa meskipun lonjakan terjadi tinggi di atmosfer, itu berpotensi memiliki efek jangka pendek pada pola cuaca yang lebih dekat ke permukaan, mungkin secara tidak langsung dengan mempengaruhi aliran jet.

“Kami tidak terlalu tahu,” katanya. “Kami menunggu untuk melihat apa yang terjadi selama beberapa hari ke depan. Itu hanya bisa beriak dan tidak berinteraksi.

Dr Wright mengatakan bahwa karena gelombangnya sangat tinggi, itu juga dapat memiliki sedikit efek pada transmisi radio dan sinyal dari satelit Sistem Pemosisian Global.

Gelombang tekanan atmosfer mungkin juga berperan dalam tsunami yang tidak biasa yang terjadi.

Tsunami dihasilkan oleh pergerakan air yang cepat, biasanya oleh pergerakan batu dan tanah. Sesar bawah air yang besar dapat menghasilkan tsunami saat bergerak selama gempa bumi.

Gunung berapi juga dapat menyebabkan tsunami. Dalam hal ini, ledakan bawah air dan runtuhnya kawah gunung berapi mungkin telah menyebabkan perpindahan. Atau sisi gunung berapi mungkin menjadi tidak stabil dan runtuh, dengan hasil yang sama.

Tapi itu hanya akan menjelaskan tsunami lokal yang membanjiri Tonga, kata para ilmuwan. Biasanya, kata Gerard Fryer, seorang peneliti yang berafiliasi dengan Universitas Hawaii di Manoa yang sebelumnya bekerja di Pusat Peringatan Tsunami Pasifik, “Anda akan mengharapkan energi ini meluruh seiring dengan jarak.”

Namun peristiwa ini menghasilkan tsunami dengan ukuran yang hampir sama dengan tsunami lokal, dan selama beberapa jam, di Jepang, Chili, dan pantai barat Amerika Serikat, dan akhirnya menimbulkan tsunami kecil di cekungan lain di tempat lain di dunia.

Ini adalah tanda bahwa saat melewati atmosfer, gelombang tekanan mungkin memiliki efek pada laut, menyebabkannya berosilasi juga.

Diperlukan analisis data berminggu-minggu atau berbulan-bulan untuk menentukan apakah ini yang terjadi, tetapi beberapa peneliti mengatakan itu adalah penjelasan yang mungkin.

“Kita tahu bahwa atmosfer dan lautan saling terkait,” kata Dr Dengler. “Dan kita melihat tsunami di Samudra Atlantik. Dia tidak melewati ujung Amerika Selatan untuk sampai ke sana.

“Buktinya sangat jelas bahwa gelombang tekanan berperan. Pertanyaannya adalah bagian apa.