Uncategorized

Monitoring Gunung Api dengan Metode Magnetik

Secara geografis, Indonesia berada pada lingkaran cincin api atau jejeran gunung berapi dengan 130 gunung berapi aktif menjadikan Indonesia menjadi wilayah paling rawan, terutama bagi populasi yang tinggal di daerah terdampak kala gunung api meletus. Dari keseluruhan korban meletus gunung api di seluruh dunia, separuh korban adalah warga Indonesia yang meninggal akibat menjadi korban letusan gunung api. Untuk itu sangat penting untuk dilakukan kegiatan yang dapat meminimalisir dampak dari erupsi tersebut untuk menekan banyaknya jumlah korban jiwa dan kerugian materil.
Salah satu kegiatan yang dapat dilakukan dalam meminimalisir dampak dari erupsi adalah melakukan monitoring gunung api. Monitoring gunung api merupakan serangkaian kegiatan pengukuran, analisa, dan interpretasi data gunung api dengan tujuan untuk dapat memprediksi terjadinya erupsi gunung api. Prediksi awal yang dilakukan dapat menurunkan angka korban jiwa dan kerugian materil. Monitoring dengan objek berupa gunungapi yang bertujuan untuk mempelajari struktur internal suatu gunungapi serta mengerti tanda-tanda peningkatan aktivitas gunungapi guna mengetahui indikator suatu gunungapi akan mengalami erupsi guna mempersiapkan langkah untuk mengantisipasi dan meminimalisasi dampak dari erupsi tersebut.
Monitoring aktivitas gunungapi dapat dilakukan dengan menggunakan salah satu metode geofisika, yaitu metode magnetik. Pengukuran medan magnet yang menghasilkan peta anomali magnetik di daerah vulkanik yang bermanfaat untuk memperkirakan struktur bawah-permukaan mengingat batuan vulkanik memiliki sifat kemagnetan yang sangat kontras.
Meningkatnya aktivitas gunung api dicirikan dengan naiknya temperatur yang berasal dari magma menuju permukaan. Batuan bawah permukaan gunung api akan mengalami perubahan magnetisasinya ketika temperatur yang melewatinya mengalami perubahan. Bahan magnetik akan berkurang magnetisasinya jika temperatur naik, dengan demikian perubahan sifat magnetis batuan di daerah gunung api aktif akan memberikan informasi tentang aktivitas gunung api tersebut. Semakin meningkatnya aktivitas maka temperaturnya akan semakin tinggi dan hal ini menyebabkan sifat magneti batuannya akan cenderung kearah diamagnetik (Yamazaki et al, 1990, Koike et al.,2003). Dalam istilah vulkanologi, kemagnetan gunung api dapat disebut sebagai vulkanomagnetik. Perubahan sifat kemagnetan ini disebabkan aktifitas Gunung Api tersebut, antara lain:
1. Proses Thermomagnetik; merupakan serangkaian proses demagnetisasi dan remagnetisasi akibat adanya kenaikan suhu hingga mencapai suhu Currie yakni >5800C. Saat suatu benda bermagnet dipanasi hingga mencapai suhu Currie, benda tersebut akan mengalami demagnetisasi atau kehilangan sifat magnetisnya. Namun, saat suhukembali turun benda tersebut akan termagnetisasi kembali atau mengalami remagnetisasi.
2. Efek Piezomagnetik; merupakan sifat magnetisme yang disebabkan oleh adanya tekanan yang dikenakan pada suatu batuan sehingga menimbulkan sifat magnet. Piezomagnetik adalah perubahan sifat kemagnetan yang diakibatkan oleh tekanan non- hidrostatis (deviatorik). Dalam pembahasan ini efek dari tekanan hidrostatis yang kecil diabaikan
Untuk keperluan mitigasi bencana gunung-api, pengukuran data magnetik dengan resolusi spasial yang cukup tinggi perlu dilakukan secara sistematik pada semua gunung-api aktif. Selain pemetaan anomali magnetik yang bersifat “statik” dapat pula dilakukan pengukuran medan magnetik secara kontinyu sebagai bagian dari monitoring aktivitas gunung-api aktif. Penelitian yang telah dilakukan di Gunung Merapi menunjukkan adanya perubahan anomali magnetik periode sangat panjang (lebih dari 10 tahun), periode menengah (1-2 tahun) dan periode pendek (dalam orde bulan). Perubahan anomali magnetik periode menengah diduga berkorelasi kuat dengan periode aktivitas Gunung Merapi (Zlotnicki dkk, 2000).
Dengan asumsi bahwa temperatur magma telah melampaui temperatur Curie batuan maka magma tidak memiliki sifat kemagnetan atau memiliki intensitas magnetisasi lebih rendah relatif terhadap batuan sekitarnya. Kondisi tersebut dapat menimbulkan anomali magnetik yang bervariasi sesuai dengan perubahan posisi magma selama proses aktivitas vulkanik. Grandis dkk (2004) melakukan simulasi yang menggambarkan perubahan anomali magnetik pada beberapa titik di sekitar puncak sebagai respons perubahan posisi benda anomali non-magnetik yang bergerak secara bertahap naik dari kedalaman 5000 meter mendekati permukaan bumi. Hasil simulasi tersebut diperlihatkan pada Gambar 1.

wa

Gambar 1. Kontur ketinggian kerucut gunung-api dan posisi 4 titik pengamatan di sekitar puncak (kiri), perubahan anomali magnetik hasil simulasi pada ke 4 titik pengamatan tersebut (kanan).
Secara umum data hasil monitoring anomali magnetik Gunung Merapi memiliki pola yang identik dengan hasil simulasi, namun dengan amplitudo yang lebih kecil dan interval waktu perubahan yang relatif lama. Hal tersebut menunjukkan bahwa simulasi numerik yang telah dilakukan tidak dapat merepresentasikan mekanisme yang sebenarnya. Pada kasus Gunung Merapi, perubahan anomali magnetik yang timbul diasumsikan lebih didominasi oleh mekanisme piezo-magnetik (Zlotnicki, 2000), yaitu perubahan medan magnet akibat perubahan tekanan magma. Sementara itu asumsi yang digunakan pada simulasi adalah adanya fenomena termo-magnetik. Mogi dkk (2003) juga melakukan simulasi proses erupsi Usu Volcano (Hokkaido, Jepang) pada tahun 2000 dan berhasil memperoleh pola perubahan anomali magnetik yang sesuai dengan data pengamatan (Gambar 2).

 

wa1

Gambar 2. Simulasi perubahan anomali magnetik sebagai respons perubahan posisi atau trayektori bola dipol (atas) dan data hasil monitoring anomali magnetik di Usu Volcano, Hokkaido, Jepang (bawah) (Mogi dkk, 2003).
Simulasi dan data tersebut mengindikasikan adanya letusan menyamping (lateral blast ). Keberhasilan monitoring gunung-api aktif dengan pengukuran anomali medan magnet secara kontinyu cukup menjanjikan, terutama untuk prediksi aktivitas vulkanik jangka menengah. Hal tersebut dimaksudkan sebagai komplemen monitoring seismisitas dengan jangka yang lebih pendek. Oleh karena itu penelitian lebih lanjut dan implementasi di lapangan perlu segera dilakukan secara lebih intensif dan untuk lebih meyakinkan ,monitoring medan magnetik harus didampingi dengan data monitoring metode lain karena akan meningkatkan keakuratan data.