/

Rakit batuan apung dari gunung berapi bawah laut sedang dilacak menggunakan penentuan arus laut

Rakit batu apung/puing-puing yang tertinggal di lautan dari letusan gunung berapi - dilacak dari waktu ke waktu untuk melihat bagaimana arus laut mengalir.

Letusan di bawah air

Pada pertengahan Agustus 2021, pengamatan berbasis satelit dan pesawat mendeteksi letusan gunung berapi Fukutoku-Okanoba di gugusan pulau Ogasawara sekitar 1.300 kilometer selatan Tokyo. Gunung berapi bawah laut ini telah meletus berkali-kali sejak pertama kali diamati pada tahun 1904, rupanya letusan ini sangat kuat yang mengakibatkan awan abu dan uap naik tinggi ke atmosfer. Citra satelit segera menunjukkan bahwa banyak kilometer persegi perairan jepang di sekitar gunung berapi ditutupi oleh tikar atau "rakit" dari batu apung berwarna coklat yang mengapung seperti yang terlihat pada citra NASA dari permukaan laut pada tanggal 17 Agustus.

Video Summary Link: VOLCANIC eruption, is PUMICE rafts threatening marine ecosystems?

Fenomena ini juga dapat diamati setelah letusan bawah laut lainnya dan disebabkan oleh pendinginan cepat magma jenuh gas, yang menghasilkan pembentukan batu berisi gelembung udara. Gelembung udara yang terperangkap mengurangi kepadatan batu ke nilai yang cukup kecil untuk mengapung di permukaan laut selama berbulan-bulan sebelum akhirnya menjadi tergenang air dan tenggelam.

Citra satelit menunjukkan "rakit" batu apung besar yang mengapung di sekitar gunung berapi

Beberapa bulan kemudian โ€“ dampak yang parah jauh di pantai

Pada pertengahan Oktober 2021, penduduk beberapa pulau di Okinawa menyadari bahwa garis pantai mereka terkena dampak oleh kedatangan massa batu apung secara tiba-tiba dan pada tanggal 2 November, Gubernur Okinawa meminta bantuan militer Jepang untuk membersihkan fasilitas pelabuhan. Dampak di Okinawa sangat luas dan berkepanjangan. Bebatuan yang mengapung mempengaruhi penggunaan rekreasi pantai, populasi ikan, dan operasi pelabuhan dan penangkapan ikan, serta pemanenan mozuku, rumput laut yang dapat dimakan yang dibudidayakan secara luas di sana. Efek parah bertahan selama musim dingin dan musim semi. Foto di bawah menunjukkan pemandangan di pantai Okinawa pada Januari 2022..

Pantai Okinawa pada Januari 2022, 5 bulan setelah letusan gunung berapi

Seorang seniman Okinawa telah mendokumentasikan penampilan dan tingkah laku dari batu yang menutupi pantai dalam sebuah video dramatis. Video mengesankan lainnya yang diambil dari atas dan bawah permukaan laut muncul di laporan awal sebuah media. Batu-batu itu kira-kira seukuran bola golf dan di berada di lautan dekat dengan pantai, mereka membentuk lapisan setebal 30 cm. 

Perlu pekerjaan detektif untuk mengungkap asal-usul rakit batu apung

Meski beberapa letusan gunung berapi bawah laut, seperti peristiwa Fukutoku-Okanoba Agustus 2021, langsung terlihat, letusan bawah laut dapat terjadi tanpa diketahui. Dalam beberapa kasus seperti itu, rakit batu apung yang dihasilkan dapat ditemukan secara tidak sengaja jauh di kemudian hari dan jauh dari sumbernya. Memang asal muasal letusan dalam beberapa kasus masih belum diketahui. Baru-baru ini pada tahun 2016, sebuah rakit batu apung terlihat di Pasifik Selatan tanpa sumber yang diketahui secara pasti. Pada bulan Agustus 2012, sebuah rakit batu apung besar ditemukan berpusat sekitar 1000 km timur laut Auckland dekat Kepulauan Kermadec mengejutkan Angkatan Laut Selandia Baru. Tidak ada sumber yang jelas pada batu apung tersebut dan para ilmuwan bekerja untuk menyimpulkan kemungkinan asalnya. Ahli vulkanologi memeriksa citra satelit untuk mengidentifikasi asal muasal batu apung dengan sekumpulan gempa yang terjadi selama 12 jam pada 17 Juli di kaldera Havre bawah laut selebar 5 km, yang pada saat itu belum diketahui sebagai gunung berapi aktif.

Untuk jenis pekerjaan detektif yang dapat mengidentifikasi sumber rakit batu apung, sangat berharga untuk memiliki data untuk arus permukaan laut yang terperinci saat arus tersebut berkembang setiap hari. Jika arus dapat diramalkan untuk beberapa waktu ke depan, arus juga dapat digunakan untuk memprediksi jalur batu apung. 

Satelit memungkinkan pengamatan baru dari lautan global

Beberapa dekade terakhir satelit telah melihat penyebaran sistem pengamatan yang mampu memantau lautan global secara terperinci. Tidak ada teknik pengukuran satelit yang dapat secara langsung menentukan arus permukaan, namun mulai tahun 1992 satelit โ€œTOPEX/Poseidonโ€ dan satelit penerusnya telah memantau topografi permukaan laut secara detail. Arus laut cenderung berputar di sekitar pasang surut topografi laut, seperti angin di sekitar pusat tekanan tinggi dan rendah pada peta cuaca.  

Dalam perkembangan penting lainnya, perkiraan pengamatan dari angin permukaan di atas lautan pertama kali diperoleh dari instrumen NASA Scatterometer โ€œNSCATโ€, yang diluncurkan pada satelit pada tahun 1996. Pada tahun 2010, peta global harian dari arus permukaan dengan resolusi spasial yang halus telah diproduksi. berdasarkan topografi laut yang diukur satelit dan angin permukaan bersama dengan pengamatan gerakan pelampung yang dilacak oleh satelit.

Prediksi komputer dari gerakan batu apung

Kemajuan lebih lanjut dapat dilakukan dengan menggunakan perkiraan kondisi lautan berdasarkan pengamatan sebagai titik awal untuk prediksi model komputer di masa depan dalam proses yang sangat analog dengan prediksi cuaca model komputer yang sekarang sudah diketahui. Laboratorium Aplikasi Badan Jepang untuk Sains dan Teknologi Kelautan-Bumi (JAMSTEC) dalam beberapa tahun terakhir telah menghasilkan peta harian arus laut di sekitar Jepang serta prakiraan arus laut selama beberapa minggu.  

Pada pertengahan Oktober, ketika batu apung pertama kali mulai mempengaruhi Okinawa, ilmuwan JAMSTEC Dr. Toru Miyama menerapkan data arus laut untuk menentukan bagaimana batu apung yang dihasilkan di gunung berapi Fukutoku-Okanoba akan bergerak. Untuk membuat gambar di bawah ini, Miyama memodelkan pelepasan batu apung pada tanggal 14 Agustus yang awalnya diasumsikan dekat dengan lokasi letusan yang ditandai dengan bintang merah. Area biru pada gambar di bawah di sebelah kiri menunjukkan prediksi lokasi batu apung pada tanggal 15 Oktober, sedangkan panel kanan menunjukkan prediksi Miyama untuk empat minggu kemudian (11 November).  

Jalur batu apung yang diprediksi setelah letusan gunung berapi Okanoba pada Agustus 2021

Hasil pertengahan Oktober menunjukkan bahwa batu apung sebagian besar telah bergerak ke arah barat menuju Okinawa, sehingga mengkonfirmasi dugaan asal muasal batu apung tersebut saat pertama kali terdampar di pantai Okinawa. Prediksi yang dibuat untuk empat minggu berikutnya menunjukkan bahwa sebagian besar batu apung akan terperangkap di Arus Kuroshio (ditunjukkan dalam gambar sebagai kurva abu-abu tebal yang berakhir dengan anak panah di ujung utara) dan diangkut ke utara menuju pantai timur pulau utama Jepang Honshu, dan memang cukup dekat dengan Tokyo. Secara mengejutkan kedatangan batu apung kemudian diamati di dekat area metropolitan Tokyo mulai pertengahan November. 

Prakiraan yang luar biasa sukses ini menunjukkan kekuatan teknik yang dikembangkan selama beberapa tahun terakhir untuk memetakan dan meramalkan arus permukaan laut. Kemajuan ilmiah ini, dan kemampuan yang dihasilkan untuk mendiagnosa dan meramalkan gerakan benda mengambang telah menemukan aplikasi praktis yang sangat beragam dan menarik selama dekade terakhir seperti (i) memproyeksikan nasib puing-puing yang tersapu ke laut setelah tsunami besar Jepang Timur 2011, (ii) membantu pencarian puing-puing pesawat dari dugaan kecelakaan laut penerbangan Malaysia Airlines MH370, yang hilang secara misterius pada tahun 2014, dan bahkan (iii) membantu membuktikan kisah luar biasa yang diceritakan oleh seorang nelayan Meksiko pada tahun 2012 yang mengklaim selamat dari 438 hari terombang-ambing di laut.

Kevin Hamilton is an Emeritus Professor of Atmospheric Sciences at University of Hawai at Manoa and Retired Director of the International Pacific Research Center (IPRC). His research deals with climatology, atmospheric sciences, environmental science and stratosphere. He currently serves as an editor for the journal History of Geo- and Space Sciences.