Isi
- Timbangan Pengukuran untuk Kejadian Alami
- Mengukur Erupsi Ledakan
- Langkah-langkah Skala VEI
- Letusan Apa yang Memiliki VEI Tertinggi?
- Frekuensi Erupsi Besar
- Memperkirakan Volume Ejecta
- Mengapa Skala Berhenti di VEI 8?
Indeks eksplosif gunung berapi: Bola-bola pada ilustrasi di atas mewakili volume erupsi Tephra untuk beberapa letusan gunung berapi eksplosif yang paling banyak dikenal. Meskipun kebanyakan orang percaya bahwa Vesuvius (79 AD - letusan Pompeii), Gunung St. Helens (1980), dan Gunung Pinatubo (1991) sangat besar, mereka sangat kecil dibandingkan dengan letusan kuno seperti Wah Wah Springs, Toba, Yellowstone, atau Long Valley Caldera.
Indeks Explosivity Volcanic: Indeks letusan gunung berapi didasarkan pada volume tephra yang dihasilkan selama letusan. Lingkup dalam diagram ini memberikan perbandingan ukuran relatif untuk setiap langkah indeks.
Timbangan Pengukuran untuk Kejadian Alami
Mengukur ukuran atau kekuatan peristiwa alam selalu menjadi tantangan bagi para ilmuwan alam. Mereka mengembangkan skala Richter Magnitude untuk memperkirakan jumlah energi yang dilepaskan oleh gempa bumi, skala Saffir-Simpson untuk memperkirakan potensi badai, dan skala Fujita untuk menilai intensitas badai. Timbangan ini berharga untuk membandingkan berbagai peristiwa dan untuk memahami jumlah kerusakan yang disebabkan oleh berbagai ukuran.
Mengukur kekuatan letusan gunung berapi lebih menantang daripada mengumpulkan data kecepatan angin atau mengukur gerakan tanah dengan instrumen. Letusan gunung berapi menghasilkan berbagai jenis produk, memiliki durasi yang berbeda dan berkembang dengan cara yang berbeda. Ada juga masalah bahwa beberapa letusan bersifat eksplosif (material batuan diledakkan dari lubang), sedangkan erupsi lainnya bersifat efusif (batuan cair mengalir dari lubang).
Letusan redoubt: Awan letusan dari Gunung Redoubt dilihat dari Semenanjung Kenai. Letusan ini berlangsung dari 14 Desember 1989 hingga 20 Juni 1990. Itu hanya VEI 3. Toba sekitar 10.000 kali lebih eksplosif. Foto oleh R. Clucas, 21 April 1990. Gambar USGS. Memperbesar. Informasi lebih lanjut
Mengukur Erupsi Ledakan
Chris Newhall dari Survei Geologi Amerika Serikat dan Stephen Self dari Universitas Hawaii mengembangkan Volcanic Explosivity Index (VEI) pada tahun 1982. Ini adalah skala relatif yang memungkinkan letusan gunung berapi eksplosif untuk dibandingkan satu sama lain. Ini sangat berharga karena dapat digunakan untuk letusan baru-baru ini yang telah disaksikan para ilmuwan dan letusan bersejarah yang terjadi ribuan hingga jutaan tahun yang lalu.
Karakteristik letusan utama yang digunakan untuk menentukan indeks ledakan vulkanik adalah volume material piroklastik yang dikeluarkan oleh gunung berapi. Bahan piroklastik termasuk abu vulkanik, tephra, aliran piroklastik, dan jenis ejecta lainnya. Ketinggian kolom erupsi dan durasi erupsi juga dipertimbangkan dalam menetapkan level VEI untuk erupsi.
Terkait: Bahaya Gunung Berapi
Wah Wah Springs: Eric Christiansen dan Myron Best of Brigham Young University menjelaskan bukti yang mendukung letusan Wah Wah Springs sebagai salah satu yang terbesar, jika bukan letusan gunung berapi eksplosif terbesar yang diketahui.
Fish Canyon Tuff: Letusan VEI 8 lain yang menyaingi Wah Wah Springs terjadi sekitar 28 juta tahun yang lalu di tempat yang sekarang adalah bagian barat daya Colorado. Letusan di La Garita Caldera menghasilkan Fish Canyon Tuff, ignimbrite dasit, dengan perkiraan volume asli sekitar 5.000 kilometer kubik! Gambar oleh USGS. Memperbesar / sumber gambar.
Langkah-langkah Skala VEI
Skala VEI dimulai pada 0 untuk letusan yang menghasilkan kurang dari 0,0001 kilometer kubik ejecta. Sebagian besar erupsi ini berukuran sangat kecil. Namun, beberapa dari mereka "efusif" daripada "meledak-ledak." Erupsi efusif ditandai oleh lava yang mengalir dari lubang ventilasi bukannya ejecta yang dikeluarkan dari lubang angin.
Erupsi yang dinilai pada VEI 1 menghasilkan antara 0,0001 dan 0,001 kilometer kubik ejecta. Di atas VEI 1, skala menjadi logaritmik, artinya setiap langkah dalam skala mewakili peningkatan 10X dalam jumlah material yang dikeluarkan. Letusan VEI 2 menghasilkan antara 0,001 dan 0,01 kilometer kubik ejecta. Letusan VEI 3 menghasilkan antara 0,01 dan 0,1 kilometer kubik ejecta. Perkembangan skala dari VEI 0 ke VEI 8 diperlihatkan dalam diagram di halaman ini.
Dengan setiap langkah dalam skala mewakili peningkatan eksplosifitas 10X, VEI 5 kira-kira sepuluh kali lebih eksplosif daripada VEI 4. Dua langkah skala adalah peningkatan eksplosifitas 100X. Misalnya, VEI 6 kira-kira 100 kali lebih mudah meledak daripada VEI 4. VEI 8 satu juta kali lebih eksplosif daripada VEI 2. Semua ini didasarkan pada volume ejecta.
Karena setiap langkah skala adalah peningkatan 10X dalam material yang dikeluarkan, ada perbedaan besar dalam ukuran letusan pada ujung rendah langkah dan letusan pada ujung tinggi langkah. Karena alasan ini, "+" sering ditambahkan ke erupsi yang diketahui berada di ujung atas langkah mereka. Sebagai contoh, letusan Katla di Islandia Selatan pada 12 Oktober 1918 dinilai pada VEI 4+ karena letusannya adalah VEI 4 yang sangat kuat.
Wah Wah Springs: Eric Christiansen dan Myron Best of Brigham Young University menjelaskan bukti yang mendukung letusan Wah Wah Springs sebagai salah satu yang terbesar, jika bukan letusan gunung berapi eksplosif terbesar yang diketahui.
Situs Erupsi Toba: Sekitar 73.000 tahun yang lalu, gunung berapi yang dikenal sebagai "Toba" meletus di pulau Sumatra, Indonesia. Itu adalah salah satu letusan gunung berapi terbesar yang dapat didokumentasikan dengan bukti saat ini. Ledakan itu diyakini telah menebangi bagian-bagian India - sekitar 3000 mil jauhnya - dan mengeluarkan sekitar 2.600 kilometer kubik puing vulkanik. Saat ini kawah adalah danau vulkanik terbesar di dunia - panjang sekitar 100 kilometer dan lebar 35 kilometer. Gambar disusun menggunakan data Landsat Geocover 2000 dari NASA.
Letusan Apa yang Memiliki VEI Tertinggi?
Sekitar lima puluh letusan telah dinilai VEI 8 karena mereka diperkirakan telah menghasilkan 1.000 kilometer kubik yang menakjubkan atau lebih dari ejecta. Ini akan menjadi massa ejecta yang panjangnya tak lebih dari sepuluh kilometer, lebarnya sepuluh kilometer dan dalam sepuluh kilometer. Erupsi di Toba (74.000 tahun lalu), Yellowstone (640.000 tahun lalu), dan Danau Taupo (26.500 tahun lalu) adalah tiga dari 47 situs VEI 8 yang telah diidentifikasi.
Letusan VEI 8 dengan volume ejecta terbesar yang diketahui adalah letusan Wah Wah Springs yang terjadi di negara bagian Utah, sekitar 30 juta tahun yang lalu. Diperkirakan telah menghasilkan lebih dari 5500 kilometer kubik ejecta dalam waktu sekitar satu minggu.
Letusan di perangkap Paraná dan Etendeka provinsi berapi memiliki volume letusan lebih dari 2,6 juta kilometer kubik. Namun, ini dianggap letusan efusif yang menghasilkan cairan basal lava daripada letusan eksplosif yang menghasilkan ejecta. Letusan Paraná dan Etendeka terjadi sekitar 128 hingga 138 juta tahun yang lalu. Aliran lava mereka membentang dari Brasil timur ke bagian barat Namibia dan Angola. Itu terjadi ketika Afrika dan Amerika Selatan terhubung.
Terkait: Jenis-jenis letusan gunung berapi
Letusan Gunung St. Helens: Letusan 18 Mei 1980 di Gunung St. Helens dianggap oleh kebanyakan orang sebagai letusan besar. Ledakan itu menghapus bagian atas 400 meter dari gunung, menghasilkan longsoran puing yang menutupi 62 kilometer persegi, dan merobohkan pohon di atas area sekitar 600 kilometer persegi. Letusan ini adalah VEI 4. Toba, pada VEI 8, sekitar 10.000 kali ledakan. Gambar oleh USGS.
Frekuensi Erupsi Besar
Seperti kebanyakan peristiwa alam, letusan gunung berapi kecil sangat umum, dan letusan besar sangat jarang. Data di sebelah kiri dari United States Geological Survey merangkum frekuensi relatif erupsi berbagai peringkat VEI. Ini jelas menunjukkan kelangkaan letusan VEI tinggi - tetapi menunjukkan bahwa itu adalah peristiwa yang mungkin.
Grafik batang pada halaman ini merangkum frekuensi erupsi dengan berbagai peringkat VEI menggunakan data dari Program Vulkanisme Global dari Smithsonian Institution untuk letusan yang terjadi antara sekitar 10.000 tahun yang lalu dan 1994. Hanya empat letusan VEI 7 yang telah didokumentasikan, tetapi lebih tiga ribu acara VEI 2 telah terjadi. Untungnya, letusan yang sangat besar adalah peristiwa yang sangat langka.
VEI vs frekuensi erupsi: Bagan ini menunjukkan seberapa kecil, letusan yang kurang eksplosif jauh lebih sering daripada letusan besar. Data yang digunakan untuk mempersiapkan grafik adalah dari database Program Volkanisme Global dari Smithsonian Institution. Basis data ini mencakup letusan tercatat dan historis yang terjadi antara sekitar 10.000 tahun yang lalu dan 1994.
Memperkirakan Volume Ejecta
Ketika letusan eksplosif terjadi, ejecta disebarkan oleh kekuatan ledakan dan oleh angin. Biasanya tebal di dekat sumber dan mengurangi ketebalan dengan jarak.
Dengan letusan saat ini, pengamat dapat menyusun laporan ketebalan abu dari berbagai lokasi dan membuat peta kontur ketebalan abu. Data ini dapat digunakan untuk memperkirakan volume ejecta.
Perkiraan yang akurat menjadi lebih sulit ketika letusan terjadi di daerah terpencil dan sangat sulit ketika letusan terjadi di sebuah pulau yang sangat jauh dari pulau-pulau lain atau massa daratan. Dalam situasi ini, ukuran cloud erupsi dan durasi erupsi dapat dikombinasikan dengan data deposit abu untuk menetapkan peringkat VEI.
Masalah estimasi serupa terjadi dalam menghitung volume ejecta untuk erupsi purba. Ejecta mudah terkikis dan sering ditutupi oleh bahan yang lebih muda. Dalam situasi ini, "perkiraan terbaik" harus dibuat. Ketika menetapkan nomor VEI sulit, tanda tanya sering ditambahkan ke nomor tersebut untuk menunjukkan ketidakpastian. Sebagai contoh, Global Volcanism Project mencantumkan VEI pada 24 Oktober, 79 AD, erupsi Italys Vesuvius sebagai "5?" karena data yang tersedia tidak mencukupi untuk memastikan nomornya.
Mengapa Skala Berhenti di VEI 8?
Letusan ledakan terbesar yang telah didokumentasikan hingga saat ini telah dinilai di VEI 8. Bisakah letusan lebih besar dari Toba, Yellowstone, dan peristiwa VEI 8 lainnya terjadi? Apakah Bumi memiliki kemampuan untuk menghasilkan ledakan yang mampu meluncurkan 10.000 kilometer kubik ejecta yang dibutuhkan untuk menilai letusan VEI 9?
Ada kemungkinan bahwa bukti untuk letusan VEI 9 ada dan terkubur dalam catatan geologis. Erupsi yang besar akan menjadi peristiwa yang sangat langka, tetapi tidak mungkin untuk mengatakan bahwa letusan yang besar tidak pernah terjadi. Jika letusan sebesar itu akan terjadi di masa depan, itu akan menjadi ancaman signifikan bagi kehidupan di Bumi.
Penulis: Hobart M. King, Ph.D.